eBPF 가상 머신 아키텍처
레지스터 설계
eBPF는 10개의 64비트 범용 레지스터(R0~R9)와 스택 프레임 포인터(R10)로 구성된다. R0는 함수 반환값, R1~R5는 함수 인자, R6~R9는 호출자가 보존해야 하는 레지스터다. 이 설계는 x86_64의 rax/rdi/rsi/rdx/rcx/r8 인자 전달 규약과 직접 매핑되어 JIT 컴파일 시 추가 레지스터 이동 없이 고성능 호출이 가능하다.
명령어 인코딩과 집합
eBPF 명령어는 64비트 기본 포맷과 128비트 확장 포맷을 지원한다. 8비트 opcode, 4비트 소스/대상 레지스터, 16비트 오프셋, 32비트 즉시값으로 구성되며, BPF_ALU(32비트), BPF_ALU64(64비트), BPF_JMP(64비트 점프), BPF_JMP32(32비트 점프) 등 8개 명령어 클래스를 정의한다.
검증과 실행 모델
커널은 프로그램 로드 전 정적 검증자로 무한 루프, 유효하지 않은 메모리 접근, 범위 초과 점프를 차단한다. 검증 통과 후 JIT 컴파일러가 바이트코드를 네이티브 명령어로 변환하고, JIT 불가 환경에서는 인터프리터가 동적 실행한다. 4096명령어 제한으로 빠른 종료를 보장한다.