在 Andorid 上使用 eBPF 程序

最新推荐文章于 2024-08-30 13:16:17 发布

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#android #ebpf #linux #服务器

本文详述了在Android Studio Emulator中测试Android高版本内核对libbpf CO-RE技术的支持情况。通过构建Debian环境，尝试运行eunomia-bpf工具链，成功案例包括bootstrap和tcpstates，但也遇到如opensnoop因内核选项限制无法运行的问题。测试表明，Android内核对eBPF支持良好，但在Android系统上直接使用eBPF工具仍具挑战。

本文主要记录了笔者在 Android Studio Emulator 中测试高版本 Android Kernel 对基于 libbpf 的 CO-RE 技术支持程度的探索过程、结果和遇到的问题。
测试采用的方式是在 Android Shell 环境下构建 Debian 环境，并基于此尝试构建 eunomia-bpf 工具链、运行其测试用例。

背景

截至目前（2023-04），Android 还未对 eBPF 程序的动态加载做出较好的支持，无论是以 bcc 为代表的带编译器分发方案，还是基于 btf 和 libbpf 的 CO-RE 方案，都在较大程度上离不开 Linux 环境的支持，无法在 Android 系统上很好地运行¹。

虽然如此，在 Android 平台上尝试 eBPF 也已经有了一些成功案例，除谷歌官方提供的修改 Android.bp 以将 eBPF 程序随整个系统一同构建并挂载的方案²，也有人提出基于 Android 内核构建 Linux 环境进而运行 eBPF 工具链的思路，并开发了相关工具。

目前已有的资料，大多基于 adeb/eadb 在 Android 内核基础上构建 Linux 沙箱，并对 bcc 和 bpftrace 相关工具链进行测试，而对 CO-RE 方案的测试工作较少。在 Android 上使用 bcc 工具目前有较多参考资料，如：

SeeFlowerX：https://blog.seeflower.dev/category/eBPF/
evilpan：https://bbs.kanxue.com/thread-271043.htm

其主要思路是利用 chroot 在 Android 内核上运行一个 Debian 镜像，并在其中构建整个 bcc 工具链，从而使用 eBPF 工具。如果想要使用 bpftrace，原理也是类似的。

事实上，高版本的 Android 内核已支持 btf 选项，这意味着 eBPF 领域中新兴的 CO-RE 技术也应当能够运用到基于 Android 内核的 Linux 系统中。本文将基于此对 eunomia-bpf 在模拟器环境下进行测试运行。

eunomia-bpf 是一个结合了 libbpf 和 WebAssembly 技术的开源项目，旨在简化 eBPF 程序的编写、编译和部署。该项目可被视作 CO-RE 的一种实践方式，其核心依赖是 libbpf，相信对 eunomia-bpf 的测试工作能够为其他 CO-RE 方案提供参考。

测试环境

Android Emulator（Android Studio Flamingo | 2022.2.1）
AVD: Pixel 6
Android Image: Tiramisu Android 13.0 x86_64（5.15.41-android13-8-00055-g4f5025129fe8-ab8949913）

环境搭建³

从 eadb 仓库的 releases 页面获取 debianfs-amd64-full.tar.gz 作为 Linux 环境的 rootfs，同时还需要获取该项目的 assets 目录来构建环境；
从 Android Studio 的 Device Manager 配置并启动 Android Virtual Device；
通过 Android Studio SDK 的 adb 工具将 debianfs-amd64-full.tar.gz 和 assets 目录推送到 AVD 中：
- ./adb push debianfs-amd64-full.tar.gz /data/