Quellcode-Bibliothek bperf_cgroup.bpf.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0-only OR BSD-2-Clause)
// Copyright (c) 2021 Facebook
// Copyright (c) 2021 Google
#include "vmlinux.h"
#include <bpf/bpf_helpers.h>
#include <bpf/bpf_tracing.h>
#include <bpf/bpf_core_read.h>

#define MAX_LEVELS  10  // max cgroup hierarchy level: arbitrary
#define MAX_EVENTS  32  // max events per cgroup: arbitrary

// NOTE: many of map and global data will be modified before loading
//       from the userspace (perf tool) using the skeleton helpers.

// single set of global perf events to measure
struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY);
 __uint(key_size, sizeof(__u32));
 __uint(value_size, sizeof(int));
 __uint(max_entries, 1);
} events SEC(".maps");

// from cgroup id to event index
struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
 __uint(key_size, sizeof(__u64));
 __uint(value_size, sizeof(__u32));
 __uint(max_entries, 1);
} cgrp_idx SEC(".maps");

// per-cpu event snapshots to calculate delta
struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY);
 __uint(key_size, sizeof(__u32));
 __uint(value_size, sizeof(struct bpf_perf_event_value));
} prev_readings SEC(".maps");

// aggregated event values for each cgroup (per-cpu)
// will be read from the user-space
struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY);
 __uint(key_size, sizeof(__u32));
 __uint(value_size, sizeof(struct bpf_perf_event_value));
} cgrp_readings SEC(".maps");

/* new kernel cgroup definition */
struct cgroup___new {
 int level;
 struct cgroup *ancestors[];
} __attribute__((preserve_access_index));

/* old kernel cgroup definition */
struct cgroup___old {
 int level;
 u64 ancestor_ids[];
} __attribute__((preserve_access_index));

const volatile __u32 num_events = 1;
const volatile __u32 num_cpus = 1;
const volatile int use_cgroup_v2 = 0;

int enabled = 0;
int perf_subsys_id = -1;

static inline __u64 get_cgroup_v1_ancestor_id(struct cgroup *cgrp, int level)
{
 /* recast pointer to capture new type for compiler */
 struct cgroup___new *cgrp_new = (void *)cgrp;

 if (bpf_core_field_exists(cgrp_new->ancestors)) {
  return BPF_CORE_READ(cgrp_new, ancestors[level], kn, id);
 } else {
  /* recast pointer to capture old type for compiler */
  struct cgroup___old *cgrp_old = (void *)cgrp;

  return BPF_CORE_READ(cgrp_old, ancestor_ids[level]);
 }
}

static inline int get_cgroup_v1_idx(__u32 *cgrps, int size)
{
 struct task_struct *p = (void *)bpf_get_current_task();
 struct cgroup *cgrp;
 register int i = 0;
 __u32 *elem;
 int level;
 int cnt;

 if (perf_subsys_id == -1) {
#if __has_builtin(__builtin_preserve_enum_value)
  perf_subsys_id = bpf_core_enum_value(enum cgroup_subsys_id,
           perf_event_cgrp_id);
#else
  perf_subsys_id = perf_event_cgrp_id;
#endif
 }
 cgrp = BPF_CORE_READ(p, cgroups, subsys[perf_subsys_id], cgroup);
 level = BPF_CORE_READ(cgrp, level);

 for (cnt = 0; i < MAX_LEVELS; i++) {
  __u64 cgrp_id;

  if (i > level)
   break;

  // convert cgroup-id to a map index
  cgrp_id = get_cgroup_v1_ancestor_id(cgrp, i);
  elem = bpf_map_lookup_elem(&cgrp_idx, &cgrp_id);
  if (!elem)
   continue;

  cgrps[cnt++] = *elem;
  if (cnt == size)
   break;
 }

 return cnt;
}

static inline int get_cgroup_v2_idx(__u32 *cgrps, int size)
{
 register int i = 0;
 __u32 *elem;
 int cnt;

 for (cnt = 0; i < MAX_LEVELS; i++) {
  __u64 cgrp_id = bpf_get_current_ancestor_cgroup_id(i);

  if (cgrp_id == 0)
   break;

  // convert cgroup-id to a map index
  elem = bpf_map_lookup_elem(&cgrp_idx, &cgrp_id);
  if (!elem)
   continue;

  cgrps[cnt++] = *elem;
  if (cnt == size)
   break;
 }

 return cnt;
}

static int bperf_cgroup_count(void)
{
 register __u32 idx = 0;  // to have it in a register to pass BPF verifier
 register int c = 0;
 struct bpf_perf_event_value val, delta, *prev_val, *cgrp_val;
 __u32 cpu = bpf_get_smp_processor_id();
 __u32 cgrp_idx[MAX_LEVELS];
 int cgrp_cnt;
 __u32 key, cgrp;
 long err;

 if (use_cgroup_v2)
  cgrp_cnt = get_cgroup_v2_idx(cgrp_idx, MAX_LEVELS);
 else
  cgrp_cnt = get_cgroup_v1_idx(cgrp_idx, MAX_LEVELS);

 for ( ; idx < MAX_EVENTS; idx++) {
  if (idx == num_events)
   break;

  // XXX: do not pass idx directly (for verifier)
  key = idx;
  // this is per-cpu array for diff
  prev_val = bpf_map_lookup_elem(&prev_readings, &key);
  if (!prev_val) {
   val.counter = val.enabled = val.running = 0;
   bpf_map_update_elem(&prev_readings, &key, &val, BPF_ANY);

   prev_val = bpf_map_lookup_elem(&prev_readings, &key);
   if (!prev_val)
    continue;
  }

  // read from global perf_event array
  key = idx * num_cpus + cpu;
  err = bpf_perf_event_read_value(&events, key, &val, sizeof(val));
  if (err)
   continue;

  if (enabled) {
   delta.counter = val.counter - prev_val->counter;
   delta.enabled = val.enabled - prev_val->enabled;
   delta.running = val.running - prev_val->running;

   for (c = 0; c < MAX_LEVELS; c++) {
    if (c == cgrp_cnt)
     break;

    cgrp = cgrp_idx[c];

    // aggregate the result by cgroup
    key = cgrp * num_events + idx;
    cgrp_val = bpf_map_lookup_elem(&cgrp_readings, &key);
    if (cgrp_val) {
     cgrp_val->counter += delta.counter;
     cgrp_val->enabled += delta.enabled;
     cgrp_val->running += delta.running;
    } else {
     bpf_map_update_elem(&cgrp_readings, &key,
           &delta, BPF_ANY);
    }
   }
  }

  *prev_val = val;
 }
 return 0;
}

// This will be attached to cgroup-switches event for each cpu
SEC("perf_event")
int BPF_PROG(on_cgrp_switch)
{
 return bperf_cgroup_count();
}

SEC("raw_tp/sched_switch")
int BPF_PROG(trigger_read)
{
 return bperf_cgroup_count();
}

char LICENSE[] SEC("license") = "Dual BSD/GPL";