الوصول إلى اسم الملف من fd باستخدام eBPF في نواة لينكس

يعتبر نظام لينكس ونواته جزءاً أساسياً من العديد من أنظمة التشغيل المستخدمة اليوم. تتطلب التطورات المستمرة في هذا النظام استخدام أدوات متقدمة مثل eBPF، وهي تقنية تُستخدم لمراقبة وتحليل أداء النظام. أحد الاستخدامات المهمة لـ eBPF هو القدرة على الوصول إلى أسماء الملفات من واصفات الملفات (fd) في البرامج، وهو ما سنتحدث عنه في هذا المقال.

ما هو eBPF وكيف يعمل؟

eBPF (Extended Berkeley Packet Filter) هو إطار عمل قوي يتيح للمطورين تنفيذ كودات بحيث يتم تشغيلها في النواة (kernel) دون الحاجة إلى تغيير الكود الأساسي للنظام أو إعادة تشغيله. يُستخدم eBPF في مجموعة متنوعة من التطبيقات، من مراقبة الأداء والسيطرة على الشبكة إلى الأمان والتمكين من رسم البيانات.

الوصول إلى اسم الملف من واصف الملف باستخدام eBPF

في سياق استخدام eBPF لاستخراج أسماء الملفات من واصفات الملفات، قد يبدو الأمر معقدًا في البداية، ولكن من خلال فهم الخطوات الأساسية، يمكنك تكوين برنامج فعال. في المثال الذي تم تقديمه، تم استخدام دالة Trace_openat لاستخراج اسم الملف من استدعاء النظام المفتوح.

تكمن الفكرة في استخدام خطوات وصول مأخوذة من وظيفتي bpf_probe_read_user_str لجلب اسم الملف وbpf_map_update_elem لتخزين هذه البيانات في خريطة للدلالة على العلاقة بين WFD واسم الملف.

المشكلات الشائعة في كتابة كود eBPF

أثناء كتابة البرامج الخاصة بـ eBPF، قد تواجه بعض الأخطاء، مثل الأخطاء في الصياغة، والتي يمكن أن تؤدي إلى عدم القدرة على تنفيذ الكود كما هو مطلوب. على سبيل المثال، إذا تم استخدام دالة غير معرفة أو كان هناك خطأ في توقيع الوظيفة، سيظهر لك خطأ يظهر في الكود مثل المذكور أعلاه. يجب أن تكون حذرًا لإجراء تدقيق شامل على الكود والتحقق من أن جميع المعاملات والمعلومات المتعلقة بتعليمات eBPF صحيحة.

تحسين الكود ليعمل بفعالية

لتنفيذ البرنامج بشكل صحيح، تحتاج إلى التأكد من أن جميع المعاملات في الوظائف متطابقة، وكذلك أن جميع المتغيرات المناسبة تم تعريفها بشكل صحيح. في مثالنا، كان يجب تعديل النداء على Trace_openat ليتوافق مع جميع المعاملات المطلوبة.

يمكنك تحسين الكود كما يلي:

#include "vmlinux.h"
#include <linux/bpf.h>
struct {
    __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
    __type(key, int);  // واصف الملف
    __type(value, char[256]);  // مسار الملف
    __uint(max_entries, 1024);
} fd_to_filename_map SEC(".maps");
SEC("sys_enter_openat")
int Trace_openat(struct pt_regs *ctx, int dfd, const char __user *filename, int flags, umode_t mode) {
    char fname[256];
    int fd;
    bpf_probe_read_user_str(fname, sizeof(fname), filename);
    fd = PT_REGS_RC(ctx);  // الحصول على FD الذي تم إرجاعه عن طريق مكالمة مفتوحة
    bpf_map_update_elem(&fd_to_filename_map, &fd, fname, BPF_ANY);
    return 0;
}

الخلاصة

يمكن أن يكون استخدام eBPF للوصول إلى أسماء الملفات من واصفات الملفات عملية مثيرة ومعقدة في الوقت نفسه. من خلال فهم كيفية كتابة الكود بشكل صحيح ومعالجة الأخطاء التي قد تنشأ، يمكنك استغلال هذه التقنية القوية لتحسين مراقبة النظام وتحليل البيانات. إن التعرف على آلية eBPF واستخدامها بشكل فعال في نظام التشغيل Linux kernel – eBPF للوصول إلى اسم الملف من fd يُعد من المهارات المهمة التي يجب على أي مطور يمتلكها. باستخدام المعرفة والأدوات المناسبة، يمكنك تحسين أداء النظام وزيادة الفعالية في إدارة الملفات.

فمن المهم الممارسة المستمرة وفهم التفاصيل العميقة لهذه التكنولوجيا لتتمكن من استخدامها بأفضل شكل ممكن.