即使使用了 pragma unroll，BPF 验证程序也会由于后沿而拒绝 XDP 程序答案

【问题标题】：BPF verifier rejecting XDP program due to back-edge even though pragma unroll is used即使使用了 pragma unroll，BPF 验证程序也会由于后沿而拒绝 XDP 程序
【发布时间】：2019-07-03 14:32:55
【问题描述】：

因此，根据标题，我正在尝试加载 XDP 程序，但令人惊讶的是，bpf 验证程序会以著名的 back-edge 错误向我吐口水：

libbpf: load bpf program failed: Invalid argument
libbpf: -- BEGIN DUMP LOG ---
libbpf: 
back-edge from insn 271 to 69

libbpf: -- END LOG --
libbpf: failed to load program 'xdp_prog'

即使在我的受限 ebpf C 代码中，唯一的 for 循环 - 在编译时已知迭代次数 - 由 pragma unroll 保护。这是一个代码 sn-p，显示了在 __alwais_inlined 函数中定义的受影响的 for 循环：

#pragma unroll
for (i = 0; i < 8; i++)
{
    int k = idx + i;
    mask = bpf_map_lookup_elem(&a_map, &k);
    if (!mask || (mask->an_idx == 0))
        return -1;

    *m_key = *key;
    foo(m_key, mask);  // an __alwais_inline func

    id = bpf_map_lookup_elem(&b_map, m_key);
    if (id)
    {
        *out_id = *id;
        return 0;
    }
}

也许问题在于 clang 无法展开循环？如果这是正确的，为什么它会失败，有什么解决方法吗？手动展开循环是不可接受的，因为它会导致可怕的、不可维护的和不可读的代码。

哦，我正在与：

内核 4.19.3
llvm-clang 8

有什么想法吗？

更新
刚刚注意到，即使是以下虚拟 for 循环似乎也没有展开，bpf 验证器抱怨后端：

#pragma unroll
for (i = 0; i < 8; i++)
{
    int k = i;
    mask = bpf_map_lookup_elem(&a_map, &k);
}

难道只有我这样没有任何意义吗？

【问题讨论】：

如果您使用编译指示，为什么“不出所料”？如果您不是 100% 确定，为什么要“清楚”：) 一些评论： 1) 您在编译时收到警告了吗？我相信当它无法展开循环时，clang 会打印一个。 2) 您是否查看了生成的 BPF 指令 (llvm-objdump -S objfile.o) 以确保后端来自该特定循环？ 3) 如果您对内核版本比较灵活，您可能想知道 linux 5.3（目前正在开发中）支持有界循环。
同意“unsurprisingly”到“surprisingly”，也同意“clearly”到“maybe”。我会首先编辑它。回答您的问题：1）编译时没有警告； 2）很确定，因为它是我的代码中定义的唯一“循环”，也因为如果注释掉这个for循环，验证就会通过； 3）这能解决问题吗？
在 bpf_map_lookup_elem 中查找 EINVAL。
3) 在 BPF 验证器中提供了对这种循环的支持，因此不会再拒绝该循环的后端。所以是的，它应该可以解决问题。不过听起来有点矫枉过正。根据我的经验，当 clang 无法展开时，我总是收到警告 (like this one)：/。如果没有 C 或 BPF 代码，真的无法提供更多帮助，抱歉。（同样对于 Linux 4.19，您不必内联所有函数，支持 BPF 函数调用。但这与问题无关。）
@JL2210 在这种情况下这意味着什么？

标签： c clang llvm-clang ebpf

【解决方案1】：

我写了以下代码，它可以工作。

#pragma clang loop unroll(full)
for (int i = 0; i < 128; i++)
{
    if (bpf_map_lookup_elem(&conntrack_hash_tab, &reply_key) == NULL)
    {
        break;
    }
    reply_key.dport = reply_key.dport+1;
}

【讨论】：