eBPF MAP类型详解

本文主要参考、翻译自参考文档，部分内容为个人翻译时加入的个人见解，仅供参考，如有错误，请不吝支出。

linux内核中定义了一下的eBPF map_type：
enum bpf_map_type {
BPF_MAP_TYPE_UNSPEC, /* Reserve 0 as invalid map type */
BPF_MAP_TYPE_HASH,
BPF_MAP_TYPE_ARRAY,
BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY,
BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY,
BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH,
BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY,
BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE,
BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY,
BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH,
BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH,
BPF_MAP_TYPE_LPM_TRIE,
BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS,
BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS,
BPF_MAP_TYPE_DEVMAP,
BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP,
BPF_MAP_TYPE_CPUMAP,
};

部分类型的type详解如下：

BPF_MAP_TYPE_HASH
Hash-table，无须赘述，查询速度快；

BPF_MAP_TYPE_ARRAY
数组类型，初始化后会预分配内存；不支持delete操作；key值为4byte的索引值；update操作不是原子性的；适合以下场景使用：
存储全局变量；
bucket集合；
存储计数值。

BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY (since Linux 4.2)
特殊类型的数组，内容为其他eBPF程序的fd。用于多个eBPF跳转使用。

BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH/BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY (since Linux 4.6)
与BPF_MAP_TYPE_HASH/BPF_MAP_TYPE_ARRAY功能相同，但会为每个CPU单独创建一份。对SMP系统来说，多个CPU核可以无锁地操作该类型的map（不代表可重入），进而实现更高的性能。多个CPU的MAP/ARRAY的数据是独立的，须有额外的逻辑实现整合。

BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE (since Linux 4.6)
用于存储栈跟踪的MAP。文档不多。

BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY (since Linux 4.8)
用于检查skb中的cgroup2成员信息。

BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH/BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH (since Linux 4.11)
Least Recently Used(最少最新使用) Hash-Map。BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH中的percpu逻辑与其他的MAP/ARRAY不同。所有CPU共享同一个Hash Table，但维护自己的LRU结构。Hash Table中保留被某个指定的CPU高频使用的entries。文档不全，Hash Table成员的淘汰逻辑尚不清楚，待查。

BPF_MAP_TYPE_LPM_TRIE (since Linux 4.11)
基于最长前缀匹配（LPM）的字典树。

参考文档：
bpf man page
eBPF, part 2: Syscall and Map Types