如何在Kernel >=6.3的内核模块中通过get_free_page分配只读页？

由于set_memory_ro未导出且kallsyms_lookup禁用，可通过以下两种合规方式实现需求：

方案一：使用导出的set_memory_prot函数 #

set_memory_prot是内核导出的GPL符号，可直接用于修改内存页的保护属性，适合遵循GPL许可的模块。

代码示例 #

#include <linux/mm.h>
#include <linux/gfp.h>

void setup_readonly_page(void) {
    // 分配1个物理页（返回内核虚拟地址，已页对齐）
    void *page = get_free_page(GFP_KERNEL);
    if (!page) {
        // 处理分配失败
        return;
    }

    // 将该页设置为只读+不可执行
    int ret = set_memory_prot((unsigned long)page, 1, PAGE_KERNEL_RO);
    if (ret) {
        // 处理设置失败，释放页
        free_page((unsigned long)page);
        return;
    }

    // 后续对page的写入/执行操作会触发页错误
    // ...
}

关键说明 #

• PAGE_KERNEL_RO是内核定义的页保护标志，包含「只读」「非执行」属性，恰好满足需求。
• set_memory_prot会自动处理页表修改、TLB刷新等底层操作，无需手动干预。
• 该函数要求模块遵循GPL许可（因符号为EXPORT_SYMBOL_GPL导出）。

方案二：直接操作页表（非GPL模块可选） #

如果模块无法遵循GPL许可，可直接修改对应页的页表项（PTE），手动设置权限并刷新TLB。

代码示例 #

#include <linux/mm.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <asm/pgtable.h>

void setup_readonly_page(void) {
    void *page = get_free_page(GFP_KERNEL);
    if (!page) {
        return;
    }

    // 获取内核虚拟地址对应的页表项（PTE）
    pte_t *pte = virt_to_kpte(page);
    if (!pte) {
        free_page((unsigned long)page);
        return;
    }

    // 清除页表项的「可写」和「可执行」位
    pgprot_t new_prot = __pgprot(pte_val(*pte) & ~(_PAGE_RW | _PAGE_X));
    // 更新页表项
    set_pte_at(&init_mm, (unsigned long)page, pte, pte_modify(*pte, new_prot));
    // 刷新TLB，确保权限变更生效
    flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page, (unsigned long)page + PAGE_SIZE);

    // 后续对page的写入/执行操作会触发页错误
    // ...
}

关键说明 #

• virt_to_kpte是x86架构特有的函数，用于获取内核虚拟地址对应的PTE指针。
• 修改页表后必须调用flush_tlb_kernel_range刷新TLB，否则CPU可能仍使用旧的权限缓存。
• 此方法需注意页表层级：get_free_page分配的是4KB普通页，操作PTE层级即可；若使用大页，需调整为操作PMD/PUD项。

注意事项 #

• 页面设置为只读后，内核自身对该页的写入操作会触发页错误，需确保后续逻辑不会意外写入；若需临时写入，可先调用set_memory_prot改回PAGE_KERNEL，操作完成后再恢复只读。
• 分配的页使用完毕后，需调用free_page释放，释放前建议先恢复可写权限（避免释放时内核操作页表出错）。

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