如何从C代码加载Linux内核模块？

最小的可运行示例

使用此简单的参数打印机模块，在QEMU
+ Buildroot VM和Ubuntu 16.04主机上进行了测试。

我们使用

init_module

/

finit_module

和

remove_module

Linux系统调用。

Linux内核为模块插入提供了两个系统调用：

• init_module

• finit_module

和：

man init_module

证明文件：

系统调用finit_module（）类似于init_module（），但是从文件描述符fd中读取要加载的模块。当可以从内核模块在文件系统中的位置确定内核模块的真实性时，它很有用；在可能的情况下，可以避免使用经过密码签名的模块来确定模块的真实性的开销。param_values参数与init_module（）相同。

finit

是较新的版本，仅在v3.8中添加。更多理由：https :
//lwn.net/Articles/519010/

glibc似乎没有为他们提供C包装器，因此我们仅使用创建自己的

syscall

。

insmod.c

#define _GNU_SOURCE#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/syscall.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#define init_module(module_image, len, param_values) syscall(__NR_init_module, module_image, len, param_values)#define finit_module(fd, param_values, flags) syscall(__NR_finit_module, fd, param_values, flags)int main(int argc, char **argv) {    const char *params;    int fd, use_finit;    size_t image_size;    struct stat st;    void *image;        if (argc < 2) {        puts("Usage ./prog mymodule.ko [args="" [use_finit=0]");        return EXIT_FAILURE;    }    if (argc < 3) {        params = "";    } else {        params = argv[2];    }    if (argc < 4) {        use_finit = 0;    } else {        use_finit = (argv[3][0] != '0');    }        fd = open(argv[1], O_RDONLY);    if (use_finit) {        puts("finit");        if (finit_module(fd, params, 0) != 0) { perror("finit_module"); return EXIT_FAILURE;        }        close(fd);    } else {        puts("init");        fstat(fd, &st);        image_size = st.st_size;        image = malloc(image_size);        read(fd, image, image_size);        close(fd);        if (init_module(image, image_size, params) != 0) { perror("init_module"); return EXIT_FAILURE;        }        free(image);    }    return EXIT_SUCCESS;}

GitHub上游。

rmmod.c

#define _GNU_SOURCE#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/syscall.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#define delete_module(name, flags) syscall(__NR_delete_module, name, flags)int main(int argc, char **argv) {    if (argc != 2) {        puts("Usage ./prog mymodule");        return EXIT_FAILURE;    }    if (delete_module(argv[1], O_NONBLOCK) != 0) {        perror("delete_module");        return EXIT_FAILURE;    }    return EXIT_SUCCESS;}

GitHub上游。

Busybox源码解释

Busybox提供了

insmod

，并且由于它是为极简主义而设计的，因此我们可以尝试从那里推断出它是如何完成的。

在版本1.24.2中，入口点位于

modutils/insmod.c

function上

insmod_main

。

该

IF_FEATURE_2_4_MODULES

是对老年人的Linux内核2.4模块可选支持，所以我们就可以忽略它。

这只是

modutils.c

功能

bb_init_module

。

bb_init_module

尝试两件事：

• mmap

  该文件通过进入内存

  try_to_mmap_module

  。

这总是设置

image_size

为

.ko

文件的大小，这是一个副作用。

• 如果失败，则使用

  malloc

  将文件保存到内存

  xmalloc_open_zipped_read_close

  。

如果该文件是zip，则此函数可以选择先解压缩文件，否则仅对malloc进行解压缩。

我不明白为什么要执行此压缩业务，因为我们甚至不能依靠它，因为

try_to_mmap_module

似乎无法解压缩。

终于来了电话：

init_module(image, image_size, options);

image

放在内存中的可执行文件在哪里，而选项就像

""

我们在调用时

insmod file.elf

不带其他参数的情况一样。

init_module

由以上提供：

#ifdef __UCLIBC__extern int init_module(void *module, unsigned long len, const char *options);extern int delete_module(const char *module, unsigned int flags);#else# include <sys/syscall.h># define init_module(mod, len, opts) syscall(__NR_init_module, mod, len, opts)# define delete_module(mod, flags) syscall(__NR_delete_module, mod, flags)#endif

ulibc

是嵌入式libc实现，它似乎提供

init_module

。

如果它不存在，我认为是glibc，但是

man init_module

说：

glibc不支持init_module（）系统调用。glibc标头中未提供任何声明，但经过一段古怪的历史，glibc确实为此系统调用导出了一个ABI。因此，为了使用此系统调用，在代码中手动声明接口就足够了。或者，您可以使用syscall（2）调用系统调用。

明智地使用BusyBox的建议并使用

syscall

glibc提供的建议和使用，并为系统调用提供C API。