seq_file机制

seq_file机制

在老版本的Linux内核中,proc文件系统有一个缺陷:如果输出内容大于1个内存页,需要多次读,因此处理起来很难。另外,如果输出内容太大,速度会比较慢。在2.6内核中,由于大量使用了seq_file功能,使得内核输出大文件信息更容易。使用seq_file需要包含头文件linux/seq_file.h,并定义一个seq_operations结构:

  1. struct seq_operations {
  2. void * (*start) (struct seq_file *m, loff_t *pos);// 指定seq_file文件的读开始位置
  3. void (*stop) (struct seq_file *m, void *v);//关闭seq_file
  4. // 把seq_file文件的当前读位置移动到下一个读位置
  5. void * (*next) (struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos);
  6. int (*show) (struct seq_file *m, void *v);//格式化输出
  7. };

seq_file的常用操作接口如下:
  1. int seq_open(struct file *, const struct seq_operations *);//打开
  2. ssize_t seq_read(struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);//读
  3. loff_t seq_lseek(struct file *, loff_t, int);//定位
  4. int seq_release(struct inode *, struct file *);//释放
  5. int seq_escape(struct seq_file *, const char *, const char *);//写缓冲,忽略某些字符
  6. int seq_putc(struct seq_file *m, char c);// 把一个字符输出到seq_file文件
  7. int seq_puts(struct seq_file *m, const char *s);// 把一个字符串输出到seq_file文件

下面以cpuinfo为例说明seq_file在proc中的使用。
  1. void create_seq_entry(char *name, mode_t mode, const struct file_operations *f)
  2. {
  3. struct proc_dir_entry *entry;
  4. entry = create_proc_entry(name, mode, NULL);
  5. if (entry)
  6. entry->proc_fops = f;
  7. }
  8. void __init proc_misc_init(void)
  9. {
  10. create_seq_entry("cpuinfo", 0, &proc_cpuinfo_operations); //创建/proc目录
  11. }

定义proc_cpuinfo_operations:
  1. static const struct file_operations proc_cpuinfo_operations = {
  2. .open = cpuinfo_open,
  3. .read = seq_read,
  4. .llseek = seq_lseek,
  5. .release = seq_release,
  6. };

接下来看cpuinfo_open:
  1. static int cpuinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
  2. {
  3. return seq_open(file, &cpuinfo_op);
  4. }

cpuinfo_op是与硬件平台相关的。ARM的cpuinfo_op在/arc/arm/kernel/setup.c中:
  1. struct seq_operations cpuinfo_op = {
  2. .start = c_start,
  3. .next = c_next,
  4. .stop = c_stop,
  5. .show= c_show
  6. };

cpuinfo_op就是实际上对/proc/ cpuinfo进行修改的操作接口,其中最重要的是c_show:

  1. static int c_show(struct seq_file *m, void *v)
  2. {
  3. int i;
  4. seq_printf(m, "Processor\t: %s rev %d (%s)\n",
  5. cpu_name, (int)processor_id & 15, elf_platform);
  6. #if defined(CONFIG_SMP)//针对多处理器
  7. for_each_online_cpu(i) {
  8. seq_printf(m, "processor\t: %d\n", i);
  9. seq_printf(m, "BogoMIPS\t: %lu.%02lu\n\n",
  10. per_cpu(cpu_data, i).loops_per_jiffy / (500000UL/HZ),
  11. (per_cpu(cpu_data, i).loops_per_jiffy / (5000UL/HZ)) % 100);
  12. }
  13. #else /* CONFIG_SMP */
  14. seq_printf(m, "BogoMIPS\t: %lu.%02lu\n",
  15. loops_per_jiffy / (500000/HZ),
  16. (loops_per_jiffy / (5000/HZ)) % 100);
  17. #endif
  18. seq_puts(m, "Features\t: ");
  19. for (i = 0; hwcap_str[i]; i++)
  20. if (elf_hwcap & (1 << i))
  21. seq_printf(m, "%s ", hwcap_str[i]);
  22. seq_printf(m, "\nCPU implementer\t: 0x%02x\n", processor_id >> 24);
  23. seq_printf(m, "CPU architecture: %s\n", proc_arch[cpu_architecture()]);
  24. if ((processor_id & 0x0008f000) == 0x00000000) {/* pre-ARM7 */
  25. seq_printf(m, "CPU part\t: %07x\n", processor_id >> 4);
  26. } else {
  27. if ((processor_id & 0x0008f000) == 0x00007000) {/* ARM7 */
  28. seq_printf(m, "CPU variant\t: 0x%02x\n",
  29. (processor_id >> 16) & 127);
  30. } else {/* ARM7以上的CPU */
  31. seq_printf(m, "CPU variant\t: 0x%x\n",
  32. (processor_id >> 20) & 15);
  33. }
  34. seq_printf(m, "CPU part\t: 0x%03x\n",(processor_id >> 4) & 0xfff);
  35. }
  36. seq_printf(m, "CPU revision\t: %d\n", processor_id & 15);
  37. {
  38. unsigned int cache_info = read_cpuid(CPUID_CACHETYPE);
  39. if (cache_info != processor_id) {
  40. seq_printf(m, "Cache type\t: %s\n"
  41. "Cache clean\t: %s\n"
  42. "Cache lockdown\t: %s\n"
  43. "Cache format\t: %s\n",
  44. cache_types[CACHE_TYPE(cache_info)],
  45. cache_clean[CACHE_TYPE(cache_info)],
  46. cache_lockdown[CACHE_TYPE(cache_info)],
  47. CACHE_S(cache_info) ? "Harvard" : "Unified");
  48. if (CACHE_S(cache_info)) {
  49. c_show_cache(m, "I", CACHE_ISIZE(cache_info));
  50. c_show_cache(m, "D", CACHE_DSIZE(cache_info));
  51. } else {
  52. c_show_cache(m, "Cache", CACHE_ISIZE(cache_info));
  53. }
  54. }
  55. }
  56. seq_puts(m, "\n");
  57. seq_printf(m, "Hardware\t: %s\n", machine_name);
  58. seq_printf(m, "Revision\t: %04x\n", system_rev);
  59. seq_printf(m, "Serial\t\t: %08x%08x\n",system_serial_high, system_serial_low);
  60. return 0;
  61. }
<think>好的,我需要分析用户提供的代码在Linux内核4.x和5.x上运行正常,但在6.x内核中vma->vm_file字段不正确的问题。首先,我应该考虑内核版本升级带来的结构体变化。 用户提到vma->vm_file在6.x内核中为空或错误。这通常意味着结构体vm_area_struct的定义发生了变化。可能的情况是内核6.x中vm_file字段的位置或名称被修改了。我需要查阅Linux内核源码,比较不同版本的vm_area_struct结构。 首先,检查内核4.x到6.x的vm_area_struct定义。比如,在较新的内核中,可能引入了新的成员变量,导致vm_file的偏移量改变。或者,可能重命名了vm_file字段,比如改为vm_vm_file或其他名称。此外,内核可能对vm_flags的位定义进行了调整,导致权限标志的读取错误。 另一个可能性是d_path函数的使用方式有变化。用户代码中使用kfunc(d_path)来获取文件路径,可能在6.x内核中d_path的参数或返回值发生了变化,比如需要不同的参数顺序或结构体路径表示方式。 此外,内核6.x可能增强了安全措施,比如对直接访问某些结构体字段的限制,或者修改了相关函数的导出符号,导致kallsyms_lookup_name无法正确获取函数地址。 我应该建议用户进行以下步骤: 1. 确认内核6.x中vm_area_struct是否仍然包含vm_file字段,并检查其定义。 2. 检查d_path函数的参数和返回值是否有变化,可能需要调整调用方式。 3. 确认内核符号导出情况,是否show_map_vma函数在6.x中仍然存在或被重命名。 4. 使用内核头文件或调试信息来验证结构体偏移和字段名称的正确性。 5. 考虑使用内核提供的辅助函数来安全地访问结构体字段,而不是直接访问。 可能的解决方案包括: - 调整vm_file的访问方式,使用新的结构体字段名。 - 修改d_path的调用参数,例如使用新的结构体路径表示方法。 - 使用kprobes或其他内核跟踪机制替代直接函数钩子,以适应内核变化。</think>该问题主要由Linux内核6.x版本中`vm_area_struct`结构体布局变化及`d_path()`函数参数调整引起。以下是详细分析及解决方案: --- ### 一、问题原因分析 1. **`vm_area_struct`结构体变化** - 在6.x内核中,`vm_file`字段可能被重命名或移除。例如,内核可能改用`vm_vma_file`或其他名称。 - 检查内核源码确认结构体定义: ```c // Linux 6.x 内核源码示例 struct vm_area_struct { struct file *vm_vma_file; // 可能的字段名变化 // 其他成员... }; ``` 2. **`d_path()`函数参数调整** - 6.x内核中`d_path()`可能要求传递`struct path`指针而非`file->f_path`的直接地址: ```c // 旧版 (5.x及以下) char *d_path(const struct path *path, char *buf, int buflen); // 新版 (6.x) 可能需要直接传递file->f_path的地址 char *file_path(struct file *file, char *buf, int buflen); ``` 3. **内核符号导出变化** - `show_map_vma`函数可能在6.x内核中被重命名或未导出,导致`kallsyms_lookup_name`失败。 --- ### 二、解决方案 #### 步骤1:修正`vm_file`字段访问 - **使用条件编译适配不同内核版本** ```c #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(6,0,0) struct file *file = vma->vm_file; #else // 6.x内核可能使用vm_vma_file或其他名称 struct file *file = vma->vm_vma_file; #endif ``` #### 步骤2:调整`d_path()`调用方式 - **替换为`file_path()`函数(如果存在)** ```c #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(6,0,0) char *file_path = kfunc(file_path)(file, filename, sizeof(filename)); #else char *file_path = kfunc(d_path)(&file->f_path, filename, sizeof(filename)); #endif ``` #### 步骤3:验证内核符号导出 - **检查`show_map_vma`是否存在** 确保在6.x内核中该符号未被重命名或移除。使用`/proc/kallsyms`查询实际名称: ```bash adb shell cat /proc/kallsyms | grep show_map_vma ``` #### 步骤4:使用内核辅助函数替代直接访问 - **通过`vma_get_ino()`获取文件信息(推荐)** ```c struct inode *inode = file_inode(file); unsigned long ino = inode->i_ino; ``` --- ### 三、完整修正代码示例 ```c void before_show_map_vma(hook_fargs2_t *args, void *udata) { struct seq_file *m = (struct seq_file *)args->arg0; struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)args->arg1; struct task_struct *task = current; int pid_num = __task_pid_nr_ns(task, PIDTYPE_PID, 0); // 适配vm_file字段 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(6,0,0) struct file *file = vma->vm_file; #else struct file *file = vma->vm_vma_file; // 根据实际内核源码调整 #endif char x = vma->vm_flags & VM_EXEC ? 'x' : '-'; char r = vma->vm_flags & VM_READ ? 'r' : '-'; char w = vma->vm_flags & VM_WRITE ? 'w' : '-'; if (file) { char filename[256] = {0}; #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(6,0,0) char *file_path = kfunc(file_path)(file, filename, sizeof(filename)); #else char *file_path = kfunc(d_path)(&file->f_path, filename, sizeof(filename)); #endif printk("show_map_vma pid=%d %llx-%llx %c%c%c %s\n", pid_num, vma->vm_start, vma->vm_end, r, w, x, file_path); } else { printk("show_map_vma anonymous mapping\n"); } } int supercall_install() { // 确认符号名称 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(6,0,0) show_map_vma = (typeof(show_map_vma))kallsyms_lookup_name("show_map_vma_v6"); #else show_map_vma = (typeof(show_map_vma))kallsyms_lookup_name("show_map_vma"); #endif // ...其他逻辑不变 } ``` --- ### 四、验证方法 1. **使用`dmesg`查看内核日志** ```bash adb shell dmesg | grep show_map_vma ``` 2. **确认内核源码版本** 通过`uname -r`获取内核版本,比对结构体定义。 --- ### 五、注意事项 1. **内核兼容性** 建议使用`LINUX_VERSION_CODE`宏进行版本条件编译。 2. **安全增强机制** 6.x内核可能启用`CONFIG_CFI_CLANG`等安全特性,需确保挂钩操作符合规范。
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