eBPF Talk: eBPF 程序模块化与单测构想

我们来复习一下以下两篇文章：

• eBPF Talk: freplace on x86【汇编慎入】
• eBPF Talk: 给 XDP 程序写 unittest

一个构想：使用 replace 实现 eBPF 程序的模块化，使用 BPF_PROG_TEST_RUN 对 eBPF 程序模块进行单测。

eBPF 程序模块化

当一个 eBPF 程序随着时间的推移变得越来越复杂后，我们就需要对其进行模块化，以便于维护。如果没有实现模块化，则 eBPF 程序的复杂度会随着时间的推移而不断增加，最终导致难以维护。

根据业界的经验，例如 xdp-tools/xdp-dispatcher^[1]，我们可以使用 freplace 实现 eBPF 程序的模块化。

模块化后的 eBPF 程序分为两部分：

1. 作为主要部分的 feature 编排框架，它负责调用各个 feature 模块，并能够按需决定 feature 模块之间的调用顺序。
2. 模块化后的 feature eBPF 程序，它只负责完成一个特定的功能。

由此衍生出不同风格的 feature 编排框架，例如：

1. 流水线风格编排框架
2. 树形风格编排框架

当然，参考软件架构设计，我们也可以实现更多风格的 feature 编排框架。

流水线风格编排框架

流水线风格编排框架的特点是：feature 模块之间的调用顺序是固定的。

顺序固定，意味着死板；可以根据 feature 模块的返回值，决定是否调用下一个 feature 模块；以此增加一定的灵活性。

这是一种比较实用的编排风格。

树形风格编排框架

不像流水线般死板，树形风格编排框架可以根据 feature 模块的返回值，决定调用哪个 feature 模块，从而像树木般开枝散叶。

再且，为了避免调用成环，该框架应禁止后面的 feature 模块调用前面的 feature 模块。

只有经过实战后，方知哪种风格的编排框架更适合自己的业务场景。

eBPF 程序单测

将复杂的 eBPF 程序拆分为多个功能较为单一的 feature 模块后，我们就可以对每个 feature 模块进行单测。

因为一个 feature 模块比较简单，所以所需的单测代码会比模块化前的简单许多，从而更容易实现，最终保障了 eBPF 程序的健壮性。

有了单测，才有信心对 feature 模块进行重构；而且 BPF_PROG_TEST_RUN 的结果里提供了当前运行 N 次的平均耗时，可以更精确地评估优化带来的性能提升。

小结

eBPF 程序模块化与单测构想，是一种理论思考，希望能给你带来启发。

参考资料