Linux Livepatch中调用原函数的相关问题及解决方案咨询

核心问题与解答 #

1. 直接调用原函数是否会触发无限递归？如何避免？ #

会触发无限递归。因为Livepatch完成替换后，func_old的符号会被重定向到func_new，此时在func_new中直接调用func_old，本质是调用自身，最终导致调用栈溢出。

避免方案：

• 借助Livepatch框架提供的机制，通过函数指针调用原函数的真实地址，而非直接使用原函数名。
• 在klp_func结构体中，内核会自动维护原函数的指针，模块初始化时将该指针赋值给自定义的函数指针，后续通过该指针完成原函数调用。

2. 原函数在补丁中不可见导致的「implicit declaration of function」错误如何解决？ #

内核中并非所有函数都会导出符号，直接引用未导出的函数必然触发隐式声明错误，解决方式如下：

• 提前定义与原函数签名完全匹配的函数指针。
• 利用klp_func结构体的old_func成员：补丁加载后，内核会自动将该成员填充为原函数的真实地址，只需在模块初始化时将其赋值给自定义的函数指针即可，无需手动声明原函数。

3. 自定义Livepatch模块执行cat /proc/cmdline后系统挂起的原因及修复 #

你的代码存在两个致命问题：

• 函数指针赋值时机错误：先调用klp_enable_patch启用补丁，再给real_cmdline_proc_show赋值。此时补丁已生效，fh_cmdline_proc_show被调用时，全局指针仍为空，触发空指针调用导致内核崩溃挂起。
• 局部变量遮蔽全局变量：livepatch_init中定义了同名局部变量，覆盖了全局函数指针，导致全局指针始终未被正确赋值。

修复后的代码：

#include <linux/seq_file.h>

static int (*real_cmdline_proc_show)(struct seq_file *m, void *v);

static int fh_cmdline_proc_show(struct seq_file *m, void *v)
{
    int ret;
    
    seq_printf(m, "%s\n", "this has been ftrace hooked");

    ret = real_cmdline_proc_show(m, v);

    pr_debug("cmdline_proc_show() returns: %d\n", ret);
    
    return ret;
}

static struct klp_func funcs[] = {
    {
        .old_name = "cmdline_proc_show",
        .new_func = fh_cmdline_proc_show,
    }, { }
};

static struct klp_object objs[] = {
    {
        /* name being NULL means vmlinux */
        .funcs = funcs,
    }, { }
};

static struct klp_patch patch = {
    .mod = THIS_MODULE,
    .objs = objs,
};

static int livepatch_init(void)
{
    int result;
    // 先获取原函数指针，再启用补丁
    real_cmdline_proc_show = (void *)funcs[0].old_func;
    if (!real_cmdline_proc_show)
        return -EINVAL;

    result = klp_enable_patch(&patch);
    return result;
}

static void livepatch_exit(void)
{
}

module_init(livepatch_init);
module_exit(livepatch_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_INFO(livepatch, "Y");

修复说明：

• 调整执行顺序：先从funcs[0].old_func获取原函数地址并赋值给全局指针，再启用补丁，确保新函数调用时指针有效。
• 移除局部变量，使用全局函数指针避免遮蔽问题。
• 增加空指针检查，提前拦截获取原函数失败的情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Frontier_Setter