Livepatching API¶

Livepatch 启用¶

int klp_enable_patch(struct klp_patch *patch)¶: 启用 livepatch

参数

struct klp_patch *patch: 要启用的补丁

描述

初始化与补丁关联的数据结构，创建 sysfs 接口，执行所需的符号查找和代码重定位，并将修补的函数注册到 ftrace。

此函数应从 livepatch module_init() 回调中调用。

返回

成功返回 0，否则返回错误

影子变量¶

void *klp_shadow_get(void *obj, unsigned long id)¶: 检索影子变量数据指针

参数

void *obj: 指向父对象的指针
unsigned long id: 数据标识符

返回

影子变量数据元素，失败时为 NULL。

void *klp_shadow_alloc(void *obj, unsigned long id, size_t size, gfp_t gfp_flags, klp_shadow_ctor_t ctor, void *ctor_data)¶: 分配并添加一个新的影子变量

参数

void *obj: 指向父对象的指针
unsigned long id: 数据标识符
size_t size: 附加数据的大小
gfp_t gfp_flags: 分配的 GFP 掩码
klp_shadow_ctor_t ctor: 用于初始化影子数据的自定义构造函数（可选）
void *ctor_data: 指向 ctor 所需的任何数据的指针（可选）

描述

使用 gfp_flags 为新的影子变量数据分配 size 字节。默认情况下，数据被清零。如果 ctor 函数不为 NULL，则会进一步初始化数据。然后，将新的影子变量添加到全局哈希表。

如果可以找到现有的 <obj, id> 影子变量，此例程将发出 WARN，提前退出并返回 NULL。

此函数保证仅当变量之前不存在时才调用构造函数。代价是 ctor 在自旋锁下的原子上下文中被调用。

返回

影子变量数据元素，重复或失败时为 NULL。

void *klp_shadow_get_or_alloc(void *obj, unsigned long id, size_t size, gfp_t gfp_flags, klp_shadow_ctor_t ctor, void *ctor_data)¶: 获取现有或分配一个新的影子变量

参数

void *obj: 指向父对象的指针
unsigned long id: 数据标识符
size_t size: 附加数据的大小
gfp_t gfp_flags: 分配的 GFP 掩码
klp_shadow_ctor_t ctor: 用于初始化影子数据的自定义构造函数（可选）
void *ctor_data: 指向 ctor 所需的任何数据的指针（可选）

描述

如果已存在 <obj, id> 影子变量，则返回指向现有影子数据的指针。否则，它会创建一个新的影子变量，如 klp_shadow_alloc()。

此函数保证对于给定的 obj，只有一个具有给定 id 的影子变量存在。它还保证构造函数仅在变量之前不存在时才会被调用。代价是 ctor 在自旋锁下的原子上下文中被调用。

返回

影子变量数据元素，失败时为 NULL。

void klp_shadow_free(void *obj, unsigned long id, klp_shadow_dtor_t dtor)¶: 分离并释放一个 <obj, id> 影子变量

参数

void *obj: 指向父对象的指针
unsigned long id: 数据标识符
klp_shadow_dtor_t dtor: 可用于取消注册变量和/或释放影子变量指向的数据的自定义回调（可选）

描述

此函数释放此 <obj, id> 影子变量实例的内存，调用者应相应地停止引用它。

void klp_shadow_free_all(unsigned long id, klp_shadow_dtor_t dtor)¶: 分离并释放所有 <_, id> 影子变量

参数

unsigned long id: 数据标识符
klp_shadow_dtor_t dtor: 可用于取消注册变量和/或释放影子变量指向的数据的自定义回调（可选）

描述

此函数释放所有 <_, id> 影子变量实例的内存，调用者应相应地停止引用它们。

系统状态更改¶

struct klp_state *klp_get_state(struct klp_patch *patch, unsigned long id)¶: 获取有关给定补丁修改的系统状态的信息

参数

struct klp_patch *patch: 修改给定系统状态的 livepatch
unsigned long id: 已修改的系统状态的自定义标识符

描述

检查给定补丁是否修改了给定的系统状态。

该函数可以从预/后（取消）补丁回调或由 livepatch 添加的内核代码中调用。

返回

找到时指向 struct klp_state 的指针，否则为 NULL。

struct klp_state *klp_get_prev_state(unsigned long id)¶: 获取有关已安装的 livepatch 修改的系统状态的信息

参数

unsigned long id: 已修改的系统状态的自定义标识符

描述

检查已安装的 livepatch 是否修改了给定的系统状态。

同一个系统状态可以被多个非累积的热补丁修改。预期最新的热补丁拥有最新的信息。

该函数只能在新热补丁启用或此类转换被还原时在转换期间调用。它通常只从 pre/post (un)patch 回调中调用。

返回

指向已安装的热补丁中最新的 struct klp_state 的指针，如果未找到则为 NULL。: 已安装热补丁中的最新 struct klp_state 指针，未找到则为 NULL。

对象类型¶

struct klp_func¶: 用于热补丁的函数结构

定义:

struct klp_func {
    const char *old_name;
    void *new_func;
    unsigned long old_sympos;
    void *old_func;
    struct kobject kobj;
    struct list_head node;
    struct list_head stack_node;
    unsigned long old_size, new_size;
    bool nop;
    bool patched;
    bool transition;
};

成员

old_name: 要修补的函数的名称
new_func: 指向已修补的函数代码的指针
old_sympos: 一个提示，指示可以在哪个符号位置找到旧函数（可选）
old_func: 指向正在修补的函数的指针
kobj: 用于 sysfs 资源的 kobject
node: klp_object func_list 的列表节点
stack_node: klp_ops func_stack 列表的列表节点
old_size: 旧函数的大小
new_size: 新函数的大小
nop: 临时补丁，再次使用原始代码；动态分配
patched: 该函数已添加到 klp_ops 列表
transition: 该函数当前正在应用或还原

描述

patched 和 transition 变量定义了该函数的修补状态。当修补时，一个函数总是处于以下状态之一

patched=0 transition=0：未修补 patched=0 transition=1：未修补，临时起始状态 patched=1 transition=1：已修补，可能对某些任务可见 patched=1 transition=0：已修补，对所有任务可见

当取消修补时，顺序相反

patched=1 transition=0：已修补，对所有任务可见 patched=1 transition=1：已修补，可能对某些任务可见 patched=0 transition=1：未修补，临时结束状态 patched=0 transition=0：未修补

struct klp_callbacks¶: pre/post 热-(取消)补丁回调结构

定义:

struct klp_callbacks {
    int (*pre_patch)(struct klp_object *obj);
    void (*post_patch)(struct klp_object *obj);
    void (*pre_unpatch)(struct klp_object *obj);
    void (*post_unpatch)(struct klp_object *obj);
    bool post_unpatch_enabled;
};

成员

pre_patch: 在代码修补之前执行
post_patch: 在代码修补之后执行
pre_unpatch: 在代码取消修补之前执行
post_unpatch: 在代码取消修补之后执行
post_unpatch_enabled: 标志，指示是否应运行 post-unpatch 回调

描述

所有回调都是可选的。只有 pre-patch 回调（如果提供）将被无条件执行。如果父 klp_object 因任何原因（包括从 pre-patch 回调返回的非零错误状态）未能修补，则不会执行任何进一步的回调。

struct klp_object¶: 用于热补丁的内核对象结构

定义:

struct klp_object {
    const char *name;
    struct klp_func *funcs;
    struct klp_callbacks callbacks;
    struct kobject kobj;
    struct list_head func_list;
    struct list_head node;
    struct module *mod;
    bool dynamic;
    bool patched;
};

成员

name: 模块名称（对于 vmlinux 为 NULL）
funcs: 要在对象中修补的函数的函数条目
callbacks: 在 pre/post (un)patch 之前/之后执行的函数
kobj: 用于 sysfs 资源的 kobject
func_list: 函数条目的动态列表
node: klp_patch obj_list 的列表节点
mod: 与已修补对象关联的内核模块（对于 vmlinux 为 NULL）
dynamic: 用于 nop 函数的临时对象；动态分配
patched: 该对象的函数已添加到 klp_ops 列表

struct klp_state¶: 由热补丁修改的系统状态

定义:

struct klp_state {
    unsigned long id;
    unsigned int version;
    void *data;
};

成员

id: 系统状态标识符（非零）
version: 更改的版本
data: 自定义数据

struct klp_patch¶: 用于热补丁的补丁结构

定义:

struct klp_patch {
    struct module *mod;
    struct klp_object *objs;
    struct klp_state *states;
    bool replace;
    struct list_head list;
    struct kobject kobj;
    struct list_head obj_list;
    bool enabled;
    bool forced;
    struct work_struct free_work;
    struct completion finish;
};

成员

mod: 对热补丁模块的引用
objs: 要修补的内核对象的对象条目
states: 可以被修改的系统状态
replace: 替换所有正在使用的补丁
list: 用于全局活动使用补丁列表的列表节点
kobj: 用于 sysfs 资源的 kobject
obj_list: 对象条目的动态列表
enabled: 该补丁已启用（但操作可能未完成）
forced: 参与了强制转换
free_work: 从工作队列上下文清除补丁
finish: 用于等待直到可以安全删除补丁模块

Linux 内核

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系统状态更改¶

对象类型¶