Kernel Module配合System Call内的函数指针

在之前的创建简单的Kernel System Call内，如果每次想要修改system call的源代码，都要重新执行一次编译内核、make install、重新启动， 步骤麻烦而且还需要浪费很多时间。

一个简单的方法是，可以在system call的源代码中创建一个 函数指针，并将其暴露给外部的 kernel module；kernel module可以自己设置真正的函数逻辑，然后绑定这个函数指针。这样原来的system call就成了一个 wrapper/decorator。

1. 修改原本的system call代码

接着上次的代码，这次将原本的 kernel根目录下的kernel/hello.c的代码修改为:

#include <linux/linkage.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>

long (*stub_hello_call)(long, long) = NULL;  // 函数指针

EXPORT_SYMBOL(stub_hello_call);  // 

asmlinkage long sys_hello(long a, long b){
	if(stub_hello_call == NULL){
		return -ENOSYS;
	}
	else{
		return stub_hello_call(a,b);
	}
}

解释：

1. EXPORT_SYMBOL 是一个 macro, 它用来让 kernel symbols 可以被 loadable modules调用；只用被export了的symbol才能够被其他的modules访问到

https://lkw.readthedocs.io/en/latest/doc/04_exporting_symbols.html

2. 创建简单的module 代码

自己创建个hello文件夹，在里面写hello.c:

#include <linux/module.h>
#include <linux/printk.h>

// 声明外部函数指针
extern long (*stub_hello_call)(long a, long b);
// 函数逻辑代码
long hello_call(long a, long b){
	long sum = a + b;
	printk("hello world\n");
	printk("The sum is %ld\n", sum);
	return 0;
}

int my_module_init(){
	printk(KERN_INFO "Loading %s\n", MODULE_NAME);
	stub_hello_call = &hello_call; // hook上 system call export出来的函数指针
	return 0;
}

void my_module_exit(){
	printk(KERN_INFO "Removing %s\n", MODULE_NAME);
	stub_hello_call = NULL;   // 将system call export的 函数指针取消挂钩
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("hello");
// MODULE_AUTHOR();

在同文件夹下，创建Makefile：

obj-m := hello_world.o
# obj-y := test_call.o

KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)

default:
	$(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules

解释：

1. obj-m 代表指定的这个是 module
2. obj-y 代表指定的这个是 kernel built-in

3. 加载模块和删除模块

先在同文件夹下执行make命令。这会生成很多文件，其中的hello.ko就是需要操作的模块文件。

加载模块前

先在加载module之前运行一下上一篇文章内写的测试代码：

./testhello

The result is -1

查看一下sudo dmesg, 没有任何东西。

加载模块后

sudo insmod hello.ko  # load 模块

查看并且确认模块已经正确加载：

lsmod | grep hello

运行 testhello:

./testhello

The result is 0

查看一下sudo dmesg, 成功打印了代码的内容

卸载模块后

接下来，将模块remove掉：

sudo rmmod hello

lsmod | grep hello

再次运行测试代码：

The result is -1

大功告成！！