LWN：各種BPF實現(xiàn)的性能對比！

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Comparing BPF performance between implementations

By Daroc Alden
June 5, 2024
LSFMM+BPF
Gemini-1.5-flash translation
https://lwn.net/Articles/976317/

Alan Jowett 在 2024 年的 Linux 存儲、文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理和 BPF 峰會 上進(jìn)行了第二場遠(yuǎn)程演講，在其中比較了不同 BPF 運行時的性能。他展示了 MIT 許可的 BPF 微基準(zhǔn)測試套件 的結(jié)果，他一直在開發(fā)這個套件。該基準(zhǔn)測試套件尚未提供所有平臺之間良好的直接比較，因此結(jié)果應(yīng)該謹(jǐn)慎對待。它們似乎表明，不同實現(xiàn)之間存在一些顯著差異，尤其是對于不同類型的 BPF 映射（maps）。

這些基準(zhǔn)測試測量了一些不同的指標(biāo)，包括實際執(zhí)行各種測試程序所花費的時間，以及從內(nèi)核切換到 BPF 虛擬機的開銷，以及調(diào)用輔助函數(shù)的性能。Jowett 說，以平臺中立、可重復(fù)的方式測量這些指標(biāo)非常重要。該基準(zhǔn)測試套件使用 libbpf 加載 BPF 程序，libbpf 使用“編譯一次，隨處運行”（CO-RE）在不同的支持平臺上運行相同的 ELF 文件。

基準(zhǔn)測試套件中包含了幾種不同類型的 BPF 程序，包括一個空（無操作）程序、一些執(zhí)行各種輔助函數(shù)的程序，以及測試 BPF 映射性能的程序，包括 trie 和哈希表映射。在多個 CPU 內(nèi)核上并行進(jìn)行測量，以使測試并發(fā)映射的性能更有意義。

eBPF for Windows 項目使用基準(zhǔn)測試套件作為其日常持續(xù)集成 (CI) 設(shè)置的一部分，以跟蹤性能回歸。CI 還在 Linux 上運行相同的測試，但他表示，由于基礎(chǔ)設(shè)施問題，這些測試不能很好地進(jìn)行比較——CI 使用的 GitHub 運行程序無法指定特定的 Linux 內(nèi)核版本。他還指出，由于 Windows 使用 BPF 的提前編譯 (AOT)，而不是像 Linux 那樣使用即時編譯 (JIT)，因此會存在一些差異。

盡管如此，Jowett 認(rèn)為，從這些基準(zhǔn)測試中可以吸取一些有價值的經(jīng)驗教訓(xùn)。他說，AOT 編譯的性能優(yōu)于 JIT 編譯，JIT 編譯的性能又優(yōu)于解釋執(zhí)行。Alexei Starovoitov 對此說法提出了質(zhì)疑；他說，在 Windows 上測試的 JIT（鑒于 Linux 基礎(chǔ)設(shè)施問題，這是 Jowett 進(jìn)行比較的依據(jù)）相當(dāng)笨拙，不足以對 Linux 的 JIT 做出概括。Jowett 承認(rèn)了這一點，并指出了 Windows JIT 無法改進(jìn)的一些方法。

Jowett 還展示了一些測量結(jié)果，證明最長前綴匹配 trie 映射的更新速度比哈希表更快，并且 Windows 在匹配 Linux 的 最近最少使用 (LRU) 表 的性能方面遇到了困難。他指出，維護表中鍵的年齡的全局一致性“代價高昂”。

然而，由于 Jowett 在測量 Linux 性能方面遇到的困難，因此很難說 eBPF for Windows 和 Linux BPF 實現(xiàn)的比較情況如何。也許當(dāng)這個問題得到解決時，這項工作將成為一個有用的工具，可以突出潛在的性能改進(jìn)。

全文完
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