Merge branch 'next' into for-linus
[linux-block.git] / Documentation / bpf / bpf_devel_QA.rst
1 =================================
2 HOWTO interact with BPF subsystem
3 =================================
4
5 This document provides information for the BPF subsystem about various
6 workflows related to reporting bugs, submitting patches, and queueing
7 patches for stable kernels.
8
9 For general information about submitting patches, please refer to
10 Documentation/process/submitting-patches.rst. This document only describes
11 additional specifics related to BPF.
12
13 .. contents::
14     :local:
15     :depth: 2
16
17 Reporting bugs
18 ==============
19
20 Q: How do I report bugs for BPF kernel code?
21 --------------------------------------------
22 A: Since all BPF kernel development as well as bpftool and iproute2 BPF
23 loader development happens through the bpf kernel mailing list,
24 please report any found issues around BPF to the following mailing
25 list:
26
27  bpf@vger.kernel.org
28
29 This may also include issues related to XDP, BPF tracing, etc.
30
31 Given netdev has a high volume of traffic, please also add the BPF
32 maintainers to Cc (from kernel ``MAINTAINERS`` file):
33
34 * Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
35 * Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
36
37 In case a buggy commit has already been identified, make sure to keep
38 the actual commit authors in Cc as well for the report. They can
39 typically be identified through the kernel's git tree.
40
41 **Please do NOT report BPF issues to bugzilla.kernel.org since it
42 is a guarantee that the reported issue will be overlooked.**
43
44 Submitting patches
45 ==================
46
47 Q: How do I run BPF CI on my changes before sending them out for review?
48 ------------------------------------------------------------------------
49 A: BPF CI is GitHub based and hosted at https://github.com/kernel-patches/bpf.
50 While GitHub also provides a CLI that can be used to accomplish the same
51 results, here we focus on the UI based workflow.
52
53 The following steps lay out how to start a CI run for your patches:
54
55 - Create a fork of the aforementioned repository in your own account (one time
56   action)
57
58 - Clone the fork locally, check out a new branch tracking either the bpf-next
59   or bpf branch, and apply your to-be-tested patches on top of it
60
61 - Push the local branch to your fork and create a pull request against
62   kernel-patches/bpf's bpf-next_base or bpf_base branch, respectively
63
64 Shortly after the pull request has been created, the CI workflow will run. Note
65 that capacity is shared with patches submitted upstream being checked and so
66 depending on utilization the run can take a while to finish.
67
68 Note furthermore that both base branches (bpf-next_base and bpf_base) will be
69 updated as patches are pushed to the respective upstream branches they track. As
70 such, your patch set will automatically (be attempted to) be rebased as well.
71 This behavior can result in a CI run being aborted and restarted with the new
72 base line.
73
74 Q: To which mailing list do I need to submit my BPF patches?
75 ------------------------------------------------------------
76 A: Please submit your BPF patches to the bpf kernel mailing list:
77
78  bpf@vger.kernel.org
79
80 In case your patch has changes in various different subsystems (e.g.
81 networking, tracing, security, etc), make sure to Cc the related kernel mailing
82 lists and maintainers from there as well, so they are able to review
83 the changes and provide their Acked-by's to the patches.
84
85 Q: Where can I find patches currently under discussion for BPF subsystem?
86 -------------------------------------------------------------------------
87 A: All patches that are Cc'ed to netdev are queued for review under netdev
88 patchwork project:
89
90   https://patchwork.kernel.org/project/netdevbpf/list/
91
92 Those patches which target BPF, are assigned to a 'bpf' delegate for
93 further processing from BPF maintainers. The current queue with
94 patches under review can be found at:
95
96   https://patchwork.kernel.org/project/netdevbpf/list/?delegate=121173
97
98 Once the patches have been reviewed by the BPF community as a whole
99 and approved by the BPF maintainers, their status in patchwork will be
100 changed to 'Accepted' and the submitter will be notified by mail. This
101 means that the patches look good from a BPF perspective and have been
102 applied to one of the two BPF kernel trees.
103
104 In case feedback from the community requires a respin of the patches,
105 their status in patchwork will be set to 'Changes Requested', and purged
106 from the current review queue. Likewise for cases where patches would
107 get rejected or are not applicable to the BPF trees (but assigned to
108 the 'bpf' delegate).
109
110 Q: How do the changes make their way into Linux?
111 ------------------------------------------------
112 A: There are two BPF kernel trees (git repositories). Once patches have
113 been accepted by the BPF maintainers, they will be applied to one
114 of the two BPF trees:
115
116  * https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bpf/bpf.git/
117  * https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bpf/bpf-next.git/
118
119 The bpf tree itself is for fixes only, whereas bpf-next for features,
120 cleanups or other kind of improvements ("next-like" content). This is
121 analogous to net and net-next trees for networking. Both bpf and
122 bpf-next will only have a master branch in order to simplify against
123 which branch patches should get rebased to.
124
125 Accumulated BPF patches in the bpf tree will regularly get pulled
126 into the net kernel tree. Likewise, accumulated BPF patches accepted
127 into the bpf-next tree will make their way into net-next tree. net and
128 net-next are both run by David S. Miller. From there, they will go
129 into the kernel mainline tree run by Linus Torvalds. To read up on the
130 process of net and net-next being merged into the mainline tree, see
131 the :ref:`netdev-FAQ`
132
133
134
135 Occasionally, to prevent merge conflicts, we might send pull requests
136 to other trees (e.g. tracing) with a small subset of the patches, but
137 net and net-next are always the main trees targeted for integration.
138
139 The pull requests will contain a high-level summary of the accumulated
140 patches and can be searched on netdev kernel mailing list through the
141 following subject lines (``yyyy-mm-dd`` is the date of the pull
142 request)::
143
144   pull-request: bpf yyyy-mm-dd
145   pull-request: bpf-next yyyy-mm-dd
146
147 Q: How do I indicate which tree (bpf vs. bpf-next) my patch should be applied to?
148 ---------------------------------------------------------------------------------
149
150 A: The process is the very same as described in the :ref:`netdev-FAQ`,
151 so please read up on it. The subject line must indicate whether the
152 patch is a fix or rather "next-like" content in order to let the
153 maintainers know whether it is targeted at bpf or bpf-next.
154
155 For fixes eventually landing in bpf -> net tree, the subject must
156 look like::
157
158   git format-patch --subject-prefix='PATCH bpf' start..finish
159
160 For features/improvements/etc that should eventually land in
161 bpf-next -> net-next, the subject must look like::
162
163   git format-patch --subject-prefix='PATCH bpf-next' start..finish
164
165 If unsure whether the patch or patch series should go into bpf
166 or net directly, or bpf-next or net-next directly, it is not a
167 problem either if the subject line says net or net-next as target.
168 It is eventually up to the maintainers to do the delegation of
169 the patches.
170
171 If it is clear that patches should go into bpf or bpf-next tree,
172 please make sure to rebase the patches against those trees in
173 order to reduce potential conflicts.
174
175 In case the patch or patch series has to be reworked and sent out
176 again in a second or later revision, it is also required to add a
177 version number (``v2``, ``v3``, ...) into the subject prefix::
178
179   git format-patch --subject-prefix='PATCH bpf-next v2' start..finish
180
181 When changes have been requested to the patch series, always send the
182 whole patch series again with the feedback incorporated (never send
183 individual diffs on top of the old series).
184
185 Q: What does it mean when a patch gets applied to bpf or bpf-next tree?
186 -----------------------------------------------------------------------
187 A: It means that the patch looks good for mainline inclusion from
188 a BPF point of view.
189
190 Be aware that this is not a final verdict that the patch will
191 automatically get accepted into net or net-next trees eventually:
192
193 On the bpf kernel mailing list reviews can come in at any point
194 in time. If discussions around a patch conclude that they cannot
195 get included as-is, we will either apply a follow-up fix or drop
196 them from the trees entirely. Therefore, we also reserve to rebase
197 the trees when deemed necessary. After all, the purpose of the tree
198 is to:
199
200 i) accumulate and stage BPF patches for integration into trees
201    like net and net-next, and
202
203 ii) run extensive BPF test suite and
204     workloads on the patches before they make their way any further.
205
206 Once the BPF pull request was accepted by David S. Miller, then
207 the patches end up in net or net-next tree, respectively, and
208 make their way from there further into mainline. Again, see the
209 :ref:`netdev-FAQ` for additional information e.g. on how often they are
210 merged to mainline.
211
212 Q: How long do I need to wait for feedback on my BPF patches?
213 -------------------------------------------------------------
214 A: We try to keep the latency low. The usual time to feedback will
215 be around 2 or 3 business days. It may vary depending on the
216 complexity of changes and current patch load.
217
218 Q: How often do you send pull requests to major kernel trees like net or net-next?
219 ----------------------------------------------------------------------------------
220
221 A: Pull requests will be sent out rather often in order to not
222 accumulate too many patches in bpf or bpf-next.
223
224 As a rule of thumb, expect pull requests for each tree regularly
225 at the end of the week. In some cases pull requests could additionally
226 come also in the middle of the week depending on the current patch
227 load or urgency.
228
229 Q: Are patches applied to bpf-next when the merge window is open?
230 -----------------------------------------------------------------
231 A: For the time when the merge window is open, bpf-next will not be
232 processed. This is roughly analogous to net-next patch processing,
233 so feel free to read up on the :ref:`netdev-FAQ` about further details.
234
235 During those two weeks of merge window, we might ask you to resend
236 your patch series once bpf-next is open again. Once Linus released
237 a ``v*-rc1`` after the merge window, we continue processing of bpf-next.
238
239 For non-subscribers to kernel mailing lists, there is also a status
240 page run by David S. Miller on net-next that provides guidance:
241
242   http://vger.kernel.org/~davem/net-next.html
243
244 Q: Verifier changes and test cases
245 ----------------------------------
246 Q: I made a BPF verifier change, do I need to add test cases for
247 BPF kernel selftests_?
248
249 A: If the patch has changes to the behavior of the verifier, then yes,
250 it is absolutely necessary to add test cases to the BPF kernel
251 selftests_ suite. If they are not present and we think they are
252 needed, then we might ask for them before accepting any changes.
253
254 In particular, test_verifier.c is tracking a high number of BPF test
255 cases, including a lot of corner cases that LLVM BPF back end may
256 generate out of the restricted C code. Thus, adding test cases is
257 absolutely crucial to make sure future changes do not accidentally
258 affect prior use-cases. Thus, treat those test cases as: verifier
259 behavior that is not tracked in test_verifier.c could potentially
260 be subject to change.
261
262 Q: samples/bpf preference vs selftests?
263 ---------------------------------------
264 Q: When should I add code to ``samples/bpf/`` and when to BPF kernel
265 selftests_?
266
267 A: In general, we prefer additions to BPF kernel selftests_ rather than
268 ``samples/bpf/``. The rationale is very simple: kernel selftests are
269 regularly run by various bots to test for kernel regressions.
270
271 The more test cases we add to BPF selftests, the better the coverage
272 and the less likely it is that those could accidentally break. It is
273 not that BPF kernel selftests cannot demo how a specific feature can
274 be used.
275
276 That said, ``samples/bpf/`` may be a good place for people to get started,
277 so it might be advisable that simple demos of features could go into
278 ``samples/bpf/``, but advanced functional and corner-case testing rather
279 into kernel selftests.
280
281 If your sample looks like a test case, then go for BPF kernel selftests
282 instead!
283
284 Q: When should I add code to the bpftool?
285 -----------------------------------------
286 A: The main purpose of bpftool (under tools/bpf/bpftool/) is to provide
287 a central user space tool for debugging and introspection of BPF programs
288 and maps that are active in the kernel. If UAPI changes related to BPF
289 enable for dumping additional information of programs or maps, then
290 bpftool should be extended as well to support dumping them.
291
292 Q: When should I add code to iproute2's BPF loader?
293 ---------------------------------------------------
294 A: For UAPI changes related to the XDP or tc layer (e.g. ``cls_bpf``),
295 the convention is that those control-path related changes are added to
296 iproute2's BPF loader as well from user space side. This is not only
297 useful to have UAPI changes properly designed to be usable, but also
298 to make those changes available to a wider user base of major
299 downstream distributions.
300
301 Q: Do you accept patches as well for iproute2's BPF loader?
302 -----------------------------------------------------------
303 A: Patches for the iproute2's BPF loader have to be sent to:
304
305   netdev@vger.kernel.org
306
307 While those patches are not processed by the BPF kernel maintainers,
308 please keep them in Cc as well, so they can be reviewed.
309
310 The official git repository for iproute2 is run by Stephen Hemminger
311 and can be found at:
312
313   https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/shemminger/iproute2.git/
314
315 The patches need to have a subject prefix of '``[PATCH iproute2
316 master]``' or '``[PATCH iproute2 net-next]``'. '``master``' or
317 '``net-next``' describes the target branch where the patch should be
318 applied to. Meaning, if kernel changes went into the net-next kernel
319 tree, then the related iproute2 changes need to go into the iproute2
320 net-next branch, otherwise they can be targeted at master branch. The
321 iproute2 net-next branch will get merged into the master branch after
322 the current iproute2 version from master has been released.
323
324 Like BPF, the patches end up in patchwork under the netdev project and
325 are delegated to 'shemminger' for further processing:
326
327   http://patchwork.ozlabs.org/project/netdev/list/?delegate=389
328
329 Q: What is the minimum requirement before I submit my BPF patches?
330 ------------------------------------------------------------------
331 A: When submitting patches, always take the time and properly test your
332 patches *prior* to submission. Never rush them! If maintainers find
333 that your patches have not been properly tested, it is a good way to
334 get them grumpy. Testing patch submissions is a hard requirement!
335
336 Note, fixes that go to bpf tree *must* have a ``Fixes:`` tag included.
337 The same applies to fixes that target bpf-next, where the affected
338 commit is in net-next (or in some cases bpf-next). The ``Fixes:`` tag is
339 crucial in order to identify follow-up commits and tremendously helps
340 for people having to do backporting, so it is a must have!
341
342 We also don't accept patches with an empty commit message. Take your
343 time and properly write up a high quality commit message, it is
344 essential!
345
346 Think about it this way: other developers looking at your code a month
347 from now need to understand *why* a certain change has been done that
348 way, and whether there have been flaws in the analysis or assumptions
349 that the original author did. Thus providing a proper rationale and
350 describing the use-case for the changes is a must.
351
352 Patch submissions with >1 patch must have a cover letter which includes
353 a high level description of the series. This high level summary will
354 then be placed into the merge commit by the BPF maintainers such that
355 it is also accessible from the git log for future reference.
356
357 Q: Features changing BPF JIT and/or LLVM
358 ----------------------------------------
359 Q: What do I need to consider when adding a new instruction or feature
360 that would require BPF JIT and/or LLVM integration as well?
361
362 A: We try hard to keep all BPF JITs up to date such that the same user
363 experience can be guaranteed when running BPF programs on different
364 architectures without having the program punt to the less efficient
365 interpreter in case the in-kernel BPF JIT is enabled.
366
367 If you are unable to implement or test the required JIT changes for
368 certain architectures, please work together with the related BPF JIT
369 developers in order to get the feature implemented in a timely manner.
370 Please refer to the git log (``arch/*/net/``) to locate the necessary
371 people for helping out.
372
373 Also always make sure to add BPF test cases (e.g. test_bpf.c and
374 test_verifier.c) for new instructions, so that they can receive
375 broad test coverage and help run-time testing the various BPF JITs.
376
377 In case of new BPF instructions, once the changes have been accepted
378 into the Linux kernel, please implement support into LLVM's BPF back
379 end. See LLVM_ section below for further information.
380
381 Stable submission
382 =================
383
384 Q: I need a specific BPF commit in stable kernels. What should I do?
385 --------------------------------------------------------------------
386 A: In case you need a specific fix in stable kernels, first check whether
387 the commit has already been applied in the related ``linux-*.y`` branches:
388
389   https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/
390
391 If not the case, then drop an email to the BPF maintainers with the
392 netdev kernel mailing list in Cc and ask for the fix to be queued up:
393
394   netdev@vger.kernel.org
395
396 The process in general is the same as on netdev itself, see also the
397 :ref:`netdev-FAQ`.
398
399 Q: Do you also backport to kernels not currently maintained as stable?
400 ----------------------------------------------------------------------
401 A: No. If you need a specific BPF commit in kernels that are currently not
402 maintained by the stable maintainers, then you are on your own.
403
404 The current stable and longterm stable kernels are all listed here:
405
406   https://www.kernel.org/
407
408 Q: The BPF patch I am about to submit needs to go to stable as well
409 -------------------------------------------------------------------
410 What should I do?
411
412 A: The same rules apply as with netdev patch submissions in general, see
413 the :ref:`netdev-FAQ`.
414
415 Never add "``Cc: stable@vger.kernel.org``" to the patch description, but
416 ask the BPF maintainers to queue the patches instead. This can be done
417 with a note, for example, under the ``---`` part of the patch which does
418 not go into the git log. Alternatively, this can be done as a simple
419 request by mail instead.
420
421 Q: Queue stable patches
422 -----------------------
423 Q: Where do I find currently queued BPF patches that will be submitted
424 to stable?
425
426 A: Once patches that fix critical bugs got applied into the bpf tree, they
427 are queued up for stable submission under:
428
429   http://patchwork.ozlabs.org/bundle/bpf/stable/?state=*
430
431 They will be on hold there at minimum until the related commit made its
432 way into the mainline kernel tree.
433
434 After having been under broader exposure, the queued patches will be
435 submitted by the BPF maintainers to the stable maintainers.
436
437 Testing patches
438 ===============
439
440 Q: How to run BPF selftests
441 ---------------------------
442 A: After you have booted into the newly compiled kernel, navigate to
443 the BPF selftests_ suite in order to test BPF functionality (current
444 working directory points to the root of the cloned git tree)::
445
446   $ cd tools/testing/selftests/bpf/
447   $ make
448
449 To run the verifier tests::
450
451   $ sudo ./test_verifier
452
453 The verifier tests print out all the current checks being
454 performed. The summary at the end of running all tests will dump
455 information of test successes and failures::
456
457   Summary: 418 PASSED, 0 FAILED
458
459 In order to run through all BPF selftests, the following command is
460 needed::
461
462   $ sudo make run_tests
463
464 See :doc:`kernel selftest documentation </dev-tools/kselftest>`
465 for details.
466
467 To maximize the number of tests passing, the .config of the kernel
468 under test should match the config file fragment in
469 tools/testing/selftests/bpf as closely as possible.
470
471 Finally to ensure support for latest BPF Type Format features -
472 discussed in Documentation/bpf/btf.rst - pahole version 1.16
473 is required for kernels built with CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y.
474 pahole is delivered in the dwarves package or can be built
475 from source at
476
477 https://github.com/acmel/dwarves
478
479 pahole starts to use libbpf definitions and APIs since v1.13 after the
480 commit 21507cd3e97b ("pahole: add libbpf as submodule under lib/bpf").
481 It works well with the git repository because the libbpf submodule will
482 use "git submodule update --init --recursive" to update.
483
484 Unfortunately, the default github release source code does not contain
485 libbpf submodule source code and this will cause build issues, the tarball
486 from https://git.kernel.org/pub/scm/devel/pahole/pahole.git/ is same with
487 github, you can get the source tarball with corresponding libbpf submodule
488 codes from
489
490 https://fedorapeople.org/~acme/dwarves
491
492 Some distros have pahole version 1.16 packaged already, e.g.
493 Fedora, Gentoo.
494
495 Q: Which BPF kernel selftests version should I run my kernel against?
496 ---------------------------------------------------------------------
497 A: If you run a kernel ``xyz``, then always run the BPF kernel selftests
498 from that kernel ``xyz`` as well. Do not expect that the BPF selftest
499 from the latest mainline tree will pass all the time.
500
501 In particular, test_bpf.c and test_verifier.c have a large number of
502 test cases and are constantly updated with new BPF test sequences, or
503 existing ones are adapted to verifier changes e.g. due to verifier
504 becoming smarter and being able to better track certain things.
505
506 LLVM
507 ====
508
509 Q: Where do I find LLVM with BPF support?
510 -----------------------------------------
511 A: The BPF back end for LLVM is upstream in LLVM since version 3.7.1.
512
513 All major distributions these days ship LLVM with BPF back end enabled,
514 so for the majority of use-cases it is not required to compile LLVM by
515 hand anymore, just install the distribution provided package.
516
517 LLVM's static compiler lists the supported targets through
518 ``llc --version``, make sure BPF targets are listed. Example::
519
520      $ llc --version
521      LLVM (http://llvm.org/):
522        LLVM version 10.0.0
523        Optimized build.
524        Default target: x86_64-unknown-linux-gnu
525        Host CPU: skylake
526
527        Registered Targets:
528          aarch64    - AArch64 (little endian)
529          bpf        - BPF (host endian)
530          bpfeb      - BPF (big endian)
531          bpfel      - BPF (little endian)
532          x86        - 32-bit X86: Pentium-Pro and above
533          x86-64     - 64-bit X86: EM64T and AMD64
534
535 For developers in order to utilize the latest features added to LLVM's
536 BPF back end, it is advisable to run the latest LLVM releases. Support
537 for new BPF kernel features such as additions to the BPF instruction
538 set are often developed together.
539
540 All LLVM releases can be found at: http://releases.llvm.org/
541
542 Q: Got it, so how do I build LLVM manually anyway?
543 --------------------------------------------------
544 A: We recommend that developers who want the fastest incremental builds
545 use the Ninja build system, you can find it in your system's package
546 manager, usually the package is ninja or ninja-build.
547
548 You need ninja, cmake and gcc-c++ as build requisites for LLVM. Once you
549 have that set up, proceed with building the latest LLVM and clang version
550 from the git repositories::
551
552      $ git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
553      $ mkdir -p llvm-project/llvm/build
554      $ cd llvm-project/llvm/build
555      $ cmake .. -G "Ninja" -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="BPF;X86" \
556                 -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang"    \
557                 -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release        \
558                 -DLLVM_BUILD_RUNTIME=OFF
559      $ ninja
560
561 The built binaries can then be found in the build/bin/ directory, where
562 you can point the PATH variable to.
563
564 Set ``-DLLVM_TARGETS_TO_BUILD`` equal to the target you wish to build, you
565 will find a full list of targets within the llvm-project/llvm/lib/Target
566 directory.
567
568 Q: Reporting LLVM BPF issues
569 ----------------------------
570 Q: Should I notify BPF kernel maintainers about issues in LLVM's BPF code
571 generation back end or about LLVM generated code that the verifier
572 refuses to accept?
573
574 A: Yes, please do!
575
576 LLVM's BPF back end is a key piece of the whole BPF
577 infrastructure and it ties deeply into verification of programs from the
578 kernel side. Therefore, any issues on either side need to be investigated
579 and fixed whenever necessary.
580
581 Therefore, please make sure to bring them up at netdev kernel mailing
582 list and Cc BPF maintainers for LLVM and kernel bits:
583
584 * Yonghong Song <yhs@fb.com>
585 * Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
586 * Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
587
588 LLVM also has an issue tracker where BPF related bugs can be found:
589
590   https://bugs.llvm.org/buglist.cgi?quicksearch=bpf
591
592 However, it is better to reach out through mailing lists with having
593 maintainers in Cc.
594
595 Q: New BPF instruction for kernel and LLVM
596 ------------------------------------------
597 Q: I have added a new BPF instruction to the kernel, how can I integrate
598 it into LLVM?
599
600 A: LLVM has a ``-mcpu`` selector for the BPF back end in order to allow
601 the selection of BPF instruction set extensions. By default the
602 ``generic`` processor target is used, which is the base instruction set
603 (v1) of BPF.
604
605 LLVM has an option to select ``-mcpu=probe`` where it will probe the host
606 kernel for supported BPF instruction set extensions and selects the
607 optimal set automatically.
608
609 For cross-compilation, a specific version can be select manually as well ::
610
611      $ llc -march bpf -mcpu=help
612      Available CPUs for this target:
613
614        generic - Select the generic processor.
615        probe   - Select the probe processor.
616        v1      - Select the v1 processor.
617        v2      - Select the v2 processor.
618      [...]
619
620 Newly added BPF instructions to the Linux kernel need to follow the same
621 scheme, bump the instruction set version and implement probing for the
622 extensions such that ``-mcpu=probe`` users can benefit from the
623 optimization transparently when upgrading their kernels.
624
625 If you are unable to implement support for the newly added BPF instruction
626 please reach out to BPF developers for help.
627
628 By the way, the BPF kernel selftests run with ``-mcpu=probe`` for better
629 test coverage.
630
631 Q: clang flag for target bpf?
632 -----------------------------
633 Q: In some cases clang flag ``-target bpf`` is used but in other cases the
634 default clang target, which matches the underlying architecture, is used.
635 What is the difference and when I should use which?
636
637 A: Although LLVM IR generation and optimization try to stay architecture
638 independent, ``-target <arch>`` still has some impact on generated code:
639
640 - BPF program may recursively include header file(s) with file scope
641   inline assembly codes. The default target can handle this well,
642   while ``bpf`` target may fail if bpf backend assembler does not
643   understand these assembly codes, which is true in most cases.
644
645 - When compiled without ``-g``, additional elf sections, e.g.,
646   .eh_frame and .rela.eh_frame, may be present in the object file
647   with default target, but not with ``bpf`` target.
648
649 - The default target may turn a C switch statement into a switch table
650   lookup and jump operation. Since the switch table is placed
651   in the global readonly section, the bpf program will fail to load.
652   The bpf target does not support switch table optimization.
653   The clang option ``-fno-jump-tables`` can be used to disable
654   switch table generation.
655
656 - For clang ``-target bpf``, it is guaranteed that pointer or long /
657   unsigned long types will always have a width of 64 bit, no matter
658   whether underlying clang binary or default target (or kernel) is
659   32 bit. However, when native clang target is used, then it will
660   compile these types based on the underlying architecture's conventions,
661   meaning in case of 32 bit architecture, pointer or long / unsigned
662   long types e.g. in BPF context structure will have width of 32 bit
663   while the BPF LLVM back end still operates in 64 bit. The native
664   target is mostly needed in tracing for the case of walking ``pt_regs``
665   or other kernel structures where CPU's register width matters.
666   Otherwise, ``clang -target bpf`` is generally recommended.
667
668 You should use default target when:
669
670 - Your program includes a header file, e.g., ptrace.h, which eventually
671   pulls in some header files containing file scope host assembly codes.
672
673 - You can add ``-fno-jump-tables`` to work around the switch table issue.
674
675 Otherwise, you can use ``bpf`` target. Additionally, you *must* use bpf target
676 when:
677
678 - Your program uses data structures with pointer or long / unsigned long
679   types that interface with BPF helpers or context data structures. Access
680   into these structures is verified by the BPF verifier and may result
681   in verification failures if the native architecture is not aligned with
682   the BPF architecture, e.g. 64-bit. An example of this is
683   BPF_PROG_TYPE_SK_MSG require ``-target bpf``
684
685
686 .. Links
687 .. _netdev-FAQ: Documentation/process/maintainer-netdev.rst
688 .. _selftests:
689    https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/tree/tools/testing/selftests/bpf/
690
691 Happy BPF hacking!