BPF ISA (Instruction Set Architecture)

Compiler

The GCC compiler comes with an eBPF backend starting from GCC 10. Up to that point, LLVM has been the only compiler which supports generating eBPF ELF files.

cBPF

cBPF only support two 32-bits registers, A add register and X index register.

eBPF

Resigters

support 10 64-bits registers.

R0: return value from function calls, and exit value for eBPF programs;
R1 - R5: arguments for function calls;
R6 - R9: callee saved registers that function calls will preserve;
R10: read-only frame pointer to access stack;

Basic instruction encoding

Basic instruction encoding

 0                                                              4B
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |    opcode     |     regs      |            offset             |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                              imm                              |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Wide instruction encoding

Wide instruction encoding

 0                                                              4B
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |    opcode     |     regs      |            offset             |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                              imm                              |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                           reserved                            |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                           next_imm                            |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Links