Linux内核机制—内核热补丁

一、内核热补丁简介

1. 热补丁内核实现路径：kernel/livepatch/

2. 热补丁内核使用demo路径 lib/livepatch/，可参考 livepatch-sample.c 实验也最简单。

/* 单独测试，使用新函数替换内核中的一个旧函数 */
livepatch-sample.c

/* 这三个文件是一起的 */
livepatch-callbacks-busymod.c
livepatch-callbacks-mod.c
livepatch-callbacks-demo.c

/* 这三个文件是一起的 */
livepatch-shadow-fix1.c
livepatch-shadow-fix2.c
livepatch-shadow-mod.c

3. 相关内核文档

kernel-5.10/Documentation/livepatch$ ls -l
callbacks.rst
cumulative-patches.rst
index.rst
livepatch.rst
module-elf-format.rst
shadow-vars.rst
system-state.rst

4. kpatch热补丁示意图

kpatch 工作在 function 级别，最基本的原理就是使用新的 function 替换旧的 function。主要组件包括：

(1) kpatch-build：将源差异补丁程序转换为热补丁程序模块的工具集合。它们的工作方式是在有或没有源补丁的情况下编译内核，比较二进制文件，并生成一个热补丁模块，其中包括要替换功能的新二进制版本。
(2) 热补丁模块：内核模块（.ko文件），其中包括替换功能和有关原始功能的元数据。
(3) kpatch 核心模块：内核模块（.ko文件），为热补丁模块提供接口以注册新功能以进行替换。它使用内核 ftrace 子系统来挂钩原始函数的 mcount 调用指令，以便将对原始函数的调用重定向到替换函数。
(4) kpatch utility：命令行工具，允许用户管理热补丁模块的集合。可以将一个或多个热补丁模块配置为在引导时加载，这样，即使在重新引导到相同版本的内核之后，系统也可以保持修补状态。

参考：

[华为云]Linux 内核热补丁方案介绍对比：https://bbs.huaweicloud.com/blogs/249693
linux内核热补丁: https://blog.51cto.com/u_15859002/5821625