土法炼钢兴趣小组的算法知识备份

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【eBPF 内核实现深度拆解】验证器核心算法：抽象解释、状态跟踪与路径裁剪

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #bpf-verifier #abstract-interpretation #state-pruning #precision-tracking #verifier-algorithm

深入 verifier 的静态分析引擎——寄存器状态 reg_state 的类型/值域表示、栈状态 stack_state 的初始化标记、explore_state 的 DFS 搜索、states_equal 的等价判定、precision tracking——这是整个系列最难也最核心的一篇。

【eBPF 内核实现深度拆解】libbpf 加载器工程：skeleton、auto-attach、map pinning 与 ring buffer 消费者

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #libbpf #skeleton #elf #auto-attach #ring-buffer #bpf-loader #bpftool #co-re

深入 libbpf 的加载生命周期：bpf_object__open() 的 ELF 解析、bpf_object__load() 的程序批量加载与 map 创建、map pinning 与跨进程复用、skeleton 自动生成器、SEC() 注解解析、auto-attach 的链路跟踪、ring_buffer__new() 的 mmap 消费者模式。

【eBPF 内核实现深度拆解】CO-RE 重定位引擎：libbpf 的运行时指令修补

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #co-re #relocation #btf #libbpf #preserve_access_index #clang #bpf_core_read #linux-kernel

从 clang 内置函数 __builtin_preserve_access_index 出发，追踪 BPF_CORE_READ 等宏如何生成 BTF.ext CO-RE 重定位记录，再到 libbpf 加载时 bpf_core_apply_relo() 根据目标内核 BTF 计算正确字段偏移量并修补 BPF 指令——可移植 BPF 的核心引擎。

【eBPF 内核实现深度拆解】BPF 程序调试与测试：verifier log、bpftool、test runner 与内核自测

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #debugging #verifier-log #bpftool #selftests #test_progs #bpf_printk #production #linux-kernel

从 verifier log 的级别控制（log_level 1/2/自选寄存器）出发，覆盖 bpftool prog dump xlated/jited 的反汇编、bpftool map dump 运行时检查、bpftool btf 类型查阅、BPF selftests 结构与编写，以及生产环境下的 BPF 排障方法论。

【eBPF 内核实现深度拆解】蹦床（Trampoline）与 fentry / fexit：零开销内核追踪

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #fentry #fexit #trampoline #bpf_trampoline #kprobe #struct_ops #fentry-fexit #linux-kernel

fentry/fexit 通过 BPF 蹦床机制在目标函数的 nop 位置直接替换为 call 指令进入 BPF，避免了 kprobe 的 int3 中断开销。本文拆解 bpf_trampoline 内核实现、arch_prepare_bpf_trampoline 的架构相关栈帧构造、struct_ops 与蹦床的协作——以及蹦床在什么条件下开销并不为零。

【eBPF 内核实现深度拆解】BPF 并发模型：spinlock、RCU 与 per-CPU 模式

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #concurrency #spinlock #rcu #percpu #bpf_atomic #smp #linux-kernel

BPF 程序在内核上下文中并发执行——同一程序可能在多个 CPU 同时运行。本文讲清 BPF 环境下的内存模型（BPF_ATOMIC 指令的语义）、bpf_spin_lock 的实现限制、RCU 保护的 map 读取、per-CPU map 的免锁读写，以及中断上下文与进程上下文的执行语义差异。

【eBPF 内核实现深度拆解】eBPF 安全模型：capabilities、非特权 BPF 与 Spectre 缓解

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #security #capabilities #unprivileged-bpf #spectre #bpf_lsm #hardening #linux-kernel

BPF 程序在内核态执行——安全不只是 verifier 的事。本文讲清 CAP_BPF 与 CAP_SYS_ADMIN 的权限梯度、unprivileged BPF 的历史沿革与现状、Spectre v2 的 bpf_jit_harden 缓解（常数盲化与 retpoline）、Spectre v4 的 speculation_barrier、以及 BPF_LSM 的安全策略可编程性。

【eBPF 内核实现深度拆解】sched_ext 深度：用 BPF 写内核调度器

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #sched-ext #scheduler #scx #struct_ops #dsq #scx_layered #scx_rustland #linux-kernel

从 struct sched_ext_ops 的 10+ 回调语义出发，拆解 select_cpu/enqueue/dispatch/tick 等核心回调、scx_bpf_dispatch/scx_bpf_kick_cpu 等 kfunc 的内核实现、ext 调度类与 CFS/EEVDF 的共存策略（SCX_OPS_SWITCH_PARTIAL），以及 scx_layered 和 scx_rustland 的用户态调度器参考实现。

【eBPF 内核实现深度拆解】实战：构建微型 eBPF 可观测 Agent

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #libbpf #co-re #ring-buffer #map-pinning #verifier #agent #linux-kernel

把 01--17 的知识串成一条实践线——从 libbpf skeleton 写第一个 BPF 程序、加载到内核、用 ring buffer 回传事件、用 CO-RE 实现跨内核版本兼容、map pinning 实现热升级、配上半自动化的 verifier 错误排障流程——构建一个麻雀虽小五脏俱全的 eBPF 可观测 Agent。

【eBPF 内核实现深度拆解】从验证器到 JIT，从 BTF 到调度器

2026-06-12 | kernel · ebpf | #ebpf #bpf-verifier #bpf-jit #btf #co-re #libbpf #xdp #bpf-maps #sched-ext #fentry #trampoline #linux-kernel

eBPF 内核虚拟机内部实现系统讲解：BPF 指令集与寄存器机器、验证器的抽象解释与状态裁剪、JIT 编译器后端、Map 各类型的并发与内存模型、helper 函数注册与类型检查、BTF 格式规范与 CO-RE 重定位引擎、libbpf 加载器工程、fentry/fexit 蹦床机制、sched_ext 调度器内核接口。面向想读懂 eBPF 内核源码、写生产级 BPF 程序的系统工程师。