利用模块添加系统调用（不重新编译内核）

　　其实用这个标题随便baidu、Google出来都是一大堆，大部分都是转来转去，代码无非那么几种。可是真正编译通过还是费了不少功夫，我在双系统的Ubuntu10.04和虚拟机里的Red Hat9里来来回回不知折腾了多少次。所以本文更多的是记录下自己调试的细节，而不是简单的粘代码和转载。

　　目的是在不重新编译内核的前提下添加系统调用，思路倒是很简单，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，如果是已使用的表项，甚至可以实现系统调用劫持。

　　分配的空闲的系统调用号依然要在源码的asm/unistd.h中去找，只是不用修改。如果没有unused的，怕是还是得重新编译内核了，毕竟系统调用表在编译后大小就固定了，映射到内存中也是固定的，在内存中这个表的最后新增加表项难免会溢出。

　　找到系统调用号后，还要找系统调用表在内存中的位置。当前系统可以查看/proc/kallsyms的。对于不同的内核，它放在编译后的System.map中，同样可以在/boot/System.map.X.X.XX.XX中查看。我的是c057e110，由于它是十六进制数，这在源代码中前面还要加0x。而且通过R标志可以看出它是只读的。

　　为了修改内存中的表项，还要修改寄存器写保护位，否则是不能修改的。它位于cr0的16位，其修改和保存由模块初始化函数实现。

　　模块代码基本是参考http://www.lupaworld.com/home.php?mod=space&uid=401174&do=blog&id=229115，几乎没有改动，只是系统调用提供的功能不同，这不是重点。

#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 __NR_syscall 223   
#define SYS_CALL_TABLE_ADDRESS 0xc057e110

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);
 

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)
         );
}

asmlinkage long sys_mycall(long arg1, long arg2, char func, long *ret_val)
{
    switch(func) {
        case '+':*ret_val = arg1 + arg2;return 1;
        case '-':*ret_val = arg1 - arg2;return 1;
        case '*':*ret_val = arg1 * arg2;return 1;
        case '/':if (arg2 == 0) {*ret_val = 0;return 0;}
                else {*ret_val = arg1 / arg2;return 1;}
        default: *ret_val = 0;return -1;
        }
}


int init_addsyscall(void)
{
    sys_call_table = (unsigned long *)SYS_CALL_TABLE_ADDRESS;
    anything_saved = (int(*)(void))(sys_call_table[__NR_syscall]);
    orig_cr0 = clear_and_return_cr0();
    sys_call_table[__NR_syscall] = (unsigned long)&sys_mycall;
    setback_cr0(orig_cr0);
    return 0;
}

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


module_init(init_addsyscall);
module_exit(exit_addsyscall);

MODULE_AUTHOR("WY");
MODULE_LICENSE("GPL");

　　测试代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    long x = 0;
    syscall(223,1,1,'+',&x);
    printf("syscall result is %ld\n", x);
    return 0;
} 

 

　　最初用带参数的gcc编译时总是出错，看了一些帖子，照猫画虎的写了一个Makefile，现在觉得它是很有必要的：

obj-m := syscall.o
KERNELDIR := /lib/modules/2.6.32.22/build 
PWD := $(shell pwd) 

modules: 
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules 

modules_install: 
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install

　　模块倒是正确生成了syscall.ko，但是insmod时终端直接显示“段错误”，lsmod里看却是加载了，但是系统调用的功能无法实现，而且这个模块还卸载不掉，总是显示in use。编译的时候也没有把rmmod的-f功能打开，不能强制卸载，只能重启，相当郁闷。

　　没办法，只能找问题所在了。Linux下的调试不是很熟悉，打算用printk手动找bug。以前没用过printk，查询了一下，使用dmesg就可以看到它的输出了。于是在模块里加了一些。首先定位出内联汇编那里执行不下去了，但是与内联汇编的代码比照，反复看都没有问题。不经意间删除了一些空格，替换成了Tab（其他位置也有这样做），再次重启、make、insmod，居然没有提示并加载成功了。运行测试函数，输出了正确结果，这么看来代码本身是没有问题的，问题应该出在复制代码时的空格上。

　　这里可以看出，这个模块如果放到别的环境中是不能运行的，移植时，系统调用号和系统调用表地址必须做出相应的修改。