Perf Buffer常規用法：

struct addrinfo  //需要上傳給應用層的資料結構
{
  int ai_flags;         /* Input flags.  */
  int ai_family;        /* Protocol family for socket.  */
  int ai_socktype;      /* Socket type.  */
  int ai_protocol;      /* Protocol for socket.  */
  u32 ai_addrlen;       /* Length of socket address.  */ // CHANGED from socklen_t
  struct sockaddr *ai_addr; /* Socket address for socket.  */
  char *ai_canonname;       /* Canonical name for service location.  */
  struct addrinfo *ai_next; /* Pointer to next in list.  */
};


struct  //Perf Map宣告
{
    __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY);
   	__uint(key_size, sizeof(int));
	  __uint(value_size, sizeof(int)); //這里不是 struct addrinfo大小，這里指的是key對應的fd的大小 *****
    __uint(max_entries, 1024);       //最大 fd 數量，這里可以不設定，在應用層設定，會覆寫這里的值，盡量保證一個cpu對應一個buffer
		// https://github.com/cilium/ebpf/pull/300
    // https://github.com/cilium/ebpf/issues/209
    // https://github.com/cilium/ebpf/blob/02ebf28c2b0cd7c2c6aaf56031bc54f4684c5850/map.go 的函式 clampPerfEventArraySize() 里面
} events SEC(".maps");



SEC("uretprobe/getaddrinfo")
int getaddrinfo_return(struct pt_regs *ctx) {
		...
    struct data_t data = https://www.cnblogs.com/senberhu/archive/2021/12/27/{}; //創建堆疊上結構體，第一次記憶體拷貝
		data.xxx = xxx;  //獲取需要的資料
    bpf_perf_event_output(ctx, &events, BPF_F_CURRENT_CPU, &data, sizeof(data)); //將堆疊上結構體復制到Perf Map中，第二次記憶體拷貝
		...
    return 0;
}

總結： 在堆疊中申請的結構體，此時ebpf verify驗證器會限制結構體不能超過512位元組，影響功能開發，

發生了2次記憶體拷貝，消耗性能，

      在對結構體成員賦值完成后，呼叫bpf_perf_event_output時，如果Perf Map已經滿了，則會發生上傳資料失敗，

Perf Buffer高階用法：

struct addrinfo  //需要上傳給應用層的資料結構
{
  int ai_flags;         /* Input flags.  */
  int ai_family;        /* Protocol family for socket.  */
  int ai_socktype;      /* Socket type.  */
  int ai_protocol;      /* Protocol for socket.  */
  u32 ai_addrlen;       /* Length of socket address.  */ // CHANGED from socklen_t
  struct sockaddr *ai_addr; /* Socket address for socket.  */
  char *ai_canonname;       /* Canonical name for service location.  */
  struct addrinfo *ai_next; /* Pointer to next in list.  */
};

struct {       //Perf Map宣告
	__uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY);
	__uint(key_size, sizeof(int));
	__uint(value_size, sizeof(int));
  __uint(max_entries, 1024);
} events SEC(".maps");

struct {      //高階用法，改為Map堆中創建資料結構
	__uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY);
	__uint(max_entries, 1);
	__type(key, int);
	__type(value, struct event);
} heap SEC(".maps");


SEC("uretprobe/getaddrinfo")
int getaddrinfo_return(struct pt_regs *ctx) {
		...
		struct data_t *data;  //差異點，不創建堆疊上資料結構
		int zero = 0;
	  data = https://www.cnblogs.com/senberhu/archive/2021/12/27/bpf_map_lookup_elem(&heap, &zero); //改為創建在Map堆中
		data.xxx = xxx;  //獲取需要的資料
    bpf_perf_event_output(ctx, &events, BPF_F_CURRENT_CPU, data, sizeof(*data)); //上傳資料
		...
    return 0;
}

總結：記憶體申請發生在Map提供的堆中，規避堆疊上申請512位元組的限制

     還是存在呼叫bpf_perf_event_output時，如果Perf Map已經滿了，則會發生上傳資料失敗，

Ring Buffer用法

struct addrinfo  //需要上傳給應用層的資料結構
{
  int ai_flags;         /* Input flags.  */
  int ai_family;        /* Protocol family for socket.  */
  int ai_socktype;      /* Socket type.  */
  int ai_protocol;      /* Protocol for socket.  */
  u32 ai_addrlen;       /* Length of socket address.  */ // CHANGED from socklen_t
  struct sockaddr *ai_addr; /* Socket address for socket.  */
  char *ai_canonname;       /* Canonical name for service location.  */
  struct addrinfo *ai_next; /* Pointer to next in list.  */
};


struct {    //Ring buffer宣告，注意此時max_entries代表的是buffer的大小，和Perf buffer中該欄位的含義有所不同
	__uint(type, BPF_MAP_TYPE_RINGBUF);
	__uint(max_entries, 256 * 1024 /* 256 KB */);
} events SEC(".maps");

SEC("uretprobe/getaddrinfo")
int getaddrinfo_return(struct pt_regs *ctx) {
	...
  
	struct data_t *data;  //差異點，不創建堆疊上資料結構
	data = https://www.cnblogs.com/senberhu/archive/2021/12/27/bpf_ringbuf_reserve(&events, sizeof(*data), 0); //直接在ring buffer中申請空間
	if (!data)
		return 0;

	data.xxx = xxx;  //獲取需要的資料
	bpf_ringbuf_submit(data, 0); //上傳資料
	return 0;
}

總結：函式一開始直接在ring buffer中申請空間，申請失敗的話直接就回傳了，不會執行后續操作，節省時間，一旦申請成功，即可保證bpf_ringbuf_submit一定不會因為沒有空間失敗，且省去Perf buffer中拷貝結構體的操作，

差異性

總結：

共同點：

1. Perf/Ring Buffer相對于其他種類map(被動輪詢)來說，提供專用api，通知應用層事件就緒，減少cpu消耗，提高性能，

2. 采用共享記憶體，節省復制資料開銷，

3. Perf/Ring Buffer支持傳入可變長結構，

差異：

1. Perf Buffer每個CPU核心一個快取區，不保證資料順序(fork exec exit)，會對我們應用層消費資料造成影響，Ring Buffer多CPU共用一個快取區且內部實作了自旋鎖，保證資料順序，

2. Perf Buffer有著兩次資料拷貝動作，當空間不足時，效率低下， Ring Buffer采用先申請記憶體，再操作形式，提高效率，

3. Ring Buffer性能強于Perf Buffer，參考patch 【ringbuf perfbuf 性能對比】

本文由博客一文多發平臺 OpenWrite 發布！

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