Linux之使用内核模块增加一个系统调用

亦凉 2022-08-20 13:20 170阅读 0赞

使用内核模块的方式添加系统调用

1，为什么？

编译内核的方式费时间，一般的PC机都要两三个小时，而且不方便调试，一旦出现问题前面的工作都前功尽弃,所以我使用内核模块的方式添加系统调用。

2，怎么做？

在内核模块中实现系统调用函数，修改映射在内存中的系统调用表，把一个空闲的系统调用表项指向自己写的模块中的函数。具体步骤如下：

a. 找系统调用表在内存中的位置；

#define sys_call_table_adress 0x81801580

以上为定义系统调用表在内存中的位置，通过命令grep | sys\_call\_tables /boot/System.map.xxx查找该地址。

b. 找一个空闲的系统调用号；

#define susu 223

以上为空闲系统调用号，在源码目录的/arch/x86/include/generated/asm/下有一个unistd\_32\_ia32.h文件，里面列出了所有的系统调用号，其中221与224直接有两个空闲，所以我选择223作为我的系统调用号。

c. 修改寄存器写保护位（适用于32位机）；

unsigned int clear\_and\_return\_cr0(void)

unsigned int cr0 = 0;

unsigned int ret;

asm volatile ("movl %%cr0, %%eax": "=a"(cr0));

ret = cr0;

cr0 &= 0xfffeffff;

asm volatile ("movl %%eax, %%cr0":: "a"(cr0));

return ret;

void setback\_cr0(unsigned int val)

asm volatile ("movl %%eax, %%cr0"

: "a"(val)

);

以上为修改寄存器写保护位代码。sys\_call\_table的属性是R，也就是sys\_call\_table是只读的，我们没有往内核sys\_call\_table\[mycall\]这个地址写入信息的权限，控制寄存器CR0的第十六位是写保护位即：若将CR0的第16位置位了则禁止超级权限，若清零了则允许超级权限。这里的超级权限包括往内核空间写的权限。这样，可以在写入之前，把那一位清零，使其可以被可以写入。然后写完后，又将那一位复原就行了。

d. 实现系统调用并测试。以下是一个简单的实现打印当前进程pid及进程名称的内核模块syscall.c.

#include <linux/module.h>
 #include <linux/kernel.h>
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/unistd.h>
 #include <linux/time.h>
 #include <asm/uaccess.h>
 #include <linux/sched.h>
 
 #define susu 223 //空闲系统调用号
 #define sys_call_table_adress 0x81801580  //系统调用表地址
 
 unsigned int clear_and_return_cr0(void);
 void setback_cr0(unsigned int val);
 
 int orig_cr0;
 unsigned long *sys_call_table = 0;
 static int (*anything_saved)(void);
 
 MODULE_AUTHOR("SUSU");
 MODULE_LICENSE("GPL");

//控制寄存器CR0的第十六位清零
 unsigned int clear_and_return_cr0(void)
 {
 unsigned int cr0 = 0;
 unsigned int ret;
 
 asm volatile ("movq %%cr0, %%eax": "=a"(cr0));
 ret = cr0;
 
 /*clear the 20th bit of CR0,*/
 cr0 &= 0xfffeffff;
 asm volatile ("movq %%eax, %%cr0":: "a"(cr0));
 return ret;
 }

//控制寄存器CR0的第十六位复原
 void setback_cr0(unsigned int val)
 {
 asm volatile ("movq %%eax, %%cr0"
 :
 : "a"(val)
 );
 }
 /*
 asmlinkage long sys_mycall(void)
 {
 printk("I am mycall.current->pid = %d, current->comm = %s\n", current->pid, current->comm);
 return current->pid;
 }*/

系统调用函数
 asmlinkage long sys_mycall(int a)
 {
 printk("%d, I am mycall.current->pid = %d, current->comm = %s\n",a, current->pid, current->comm);
 return current->pid;
 }

<pre name="code" class="cpp">//模块加载函数

int \_\_init init\_addsyscall(void)\{ printk("hello, kernel!\\n"); sys\_call\_table = (unsigned long \*)sys\_call\_table\_adress; anything\_saved = (int(\*)(void))(sys\_call\_table\[susu\]); orig\_cr0 = clear\_and\_return\_cr0(); sys\_call\_table\[susu\] = (unsigned long)&sys\_mycall; setback\_cr0(orig\_cr0); return 0;\}

//模块卸载函数

void __exit exit_addsyscall(void)
 {
 orig_cr0 = clear_and_return_cr0();
 sys_call_table[susu] = (unsigned long)anything_saved;
 setback_cr0(orig_cr0);
 printk("call exit....\n");
 }
 
 
 module_init(init_addsyscall);
 module_exit(exit_addsyscall);

模块代码编写完成后即可以进行测试,还需要编写Makefile文件，编写规则及加载模块等过程见http://blog.csdn.net/qq\_26811393/article/details/50766901

模块加载完毕后，使用dmesg命令只能看到模块加载函数内的打印语句，想要看到自己编写的系统调用内的打印语句，还要进行调用测试，编写如下test.c文件，使用gcc编译运行，再使用dmesg进行查看，就可以看到系统调用函数起作用了。

#include<stdio.h>
 
 int main()
 {
 	syscall(223);
 }