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Linux内核调试技术——kprobe使用与实现

Linux kprobes调试技术是内核开发者们专门为了便于跟踪内核函数执行状态所设计的一种轻量级内核调试技术。...内核源码:Linux-4.1.15 实验环境:CentOS(x86_64)、树莓派1b 2022年嵌入式开发想进互联网大厂,你技术过硬吗?...腾讯T6-9首发“Linux内核源码嵌入式开发进阶笔记”,差距不止一点点哦 一、kprobes技术背景 开发人员在内核或者模块的调试过程中,往往会需要要知道其中的一些函数有无被调用、何时被调用、执行是否正确以及函数的入参和返回值是什么等等...内核学习网站: Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈 二、kprobe原理 下面来介绍一下kprobe是如何工作的。...涉及的API函数接口如下: int register_kprobe(struct kprobe *kp) //向内核注册kprobe探测点 void unregister_kprobe(struct

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Linux内核调试技术——kprobe使用与实现

Linux kprobes调试技术是内核开发者们专门为了便于跟踪内核函数执行状态所设计的一种轻量级内核调试技术。...内核源码:Linux-4.1.15 实验环境:CentOS(x86_64)、树莓派1b 一、kprobes技术背景 开发人员在内核或者模块的调试过程中,往往会需要要知道其中的一些函数有无被调用、何时被调用...2、注册一个kprobe实例 kprobe探测模块调用register_kprobekprobe子系统注册一个kprobe探测点实例,代码路径kernel/kprobes.c int register_kprobe...函数设置当前正在处理的kprobe并更新kprobe状态标识为KPROBE_HIT_ACTIVE,表明开始处理该kprobe。...函数保存当前正在运行的kprobe,然后绑定p和current_kprobe并设置kprobe_status为KPROBE_REENTER;对于非重入的情况则设置kprobe_status为KPROBE_HIT_SS

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Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(四)

Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(一) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(二) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(三) Linux内核调试技术——kprobe...使用与实现(四)--kprobe内核注册过程 kprobe探测模块调用register_kprobekprobe子系统注册一个kprobe探测点实例,代码路径kernel/kprobes.c ?...回到register_kprobe函数中,下面调用check_kprobe_rereg函数防止同一个kprobe实例被重复注册,其中check_kprobe_rereg->__get_valid_kprobe...回到register_aggr_kprobe函数中,如果本次是第二次以上向同一地址注册kprobe实例,则此时的orig_p已经是aggr kprobe了,则会调用kprobe_unused函数判断该kprobe...接下来调用再次copy_kprobe将aggr kprobe中保存的指令opcode和ainsn字段拷贝到本次要注册的kprobe的对应字段中,然后调用add_new_kprobe函数将新注册的kprobe

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Linux内核调试利器|kprobe 原理与实现

在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中,我们介绍过怎么使用 kprobe 来追踪内核函数,而本文将会介绍 kprobe 的原理和实现。...下图展示了 kprobe 的执行流程: (图4) kprobe 实现 了解了 kprobe 的原理后,现在我们开始分析 kprobe 的代码实现。...kprobe模块哈希表 我们在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中介绍过,一个 kprobe 模块是由一个 struct kprobe 结构来描述的。...注册 kprobe 实例 在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中介绍过,编写好的 kprobe 模块需要通过调用 register_kprobe() 函数来注册到内核。...为了解决这个问题,Linux 内核使用单步调试模式来处理这种情况。

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Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(三)

Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(一) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(二) 对于kprobe功能的实现主要利用了内核中的两个功能特性:异常(尤其是int 3),单步执行...主要包括kprobes的初始化、注册kprobe和触发kprobe(包括arm结构和x86_64架构的回调函数和single-step单步执行) 本篇文章首先介绍kprobe的初始化过程。 ?...接下来调用populate_kprobe_blacklist函数将kprobe实现相关的代码函数保存到kprobe_blacklist这个链表中去,用于后面注册探测点时判断使用,注意这里的__start_kprobe_blacklist...例如其中的get_kprobe函数: ?...再次回到init_kprobes函数,接下来分别注册die和module的内核通知链kprobe_exceptions_nb和kprobe_module_nb: ? ?

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Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(五)

Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(一) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(二) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(三) Linux内核调试技术——kprobe...使用与实现(四) Linux内核调试技术——kprobe使用与实现(五)-触发kprobe探测和回调 前文中,从register_kprobe函数注册kprobe的流程已经看到,用户指定的被探测函数入口地址处的指令已经被替换成架构相关的...1,针对reenter的情况会将kprobe_status状态设置为KPROBE_REENTER并调用save_previous_kprobe执行保存当前kprobe的操作)。...2、p存在但curent_kprobe不存在 ? 这是一般最通用的kprobe执行流程,首先调用set_current_kprobe绑定p为当前正在处理的kprobe: ?...并设置kprobe_status为KPROBE_REENTER;对于非重入的情况则设置kprobe_status为KPROBE_HIT_SS。

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Linux 补丁生成与使用

我们在升级Linux 内核的时候,难免会接触到补丁的知识。下面对如何生成补丁和如何打补丁作讲解。 生成补丁: 制作 hello.c 和 hello_new.c 两个文件如如下所示。...之后,我们进行使用 patch 命令 对 hello.c 文件进行打补丁。...       diff [options] from-file to-file -------------------- 简单的说,diff的功能就是用来比较两个文件的不同,然后记录下来,也就是所谓的diff补丁...语法格式:diff 【选项】 源文件(夹) 目的文件(夹),就是要给源文件(夹)打个补丁,使之变成目的文件(夹),术语也就是“升级”。...-N 选项确保补丁文件将正确地处理已经创建或删除文件的情况。 -u 选项以统一格式创建补丁文件,这种格式比缺省格式更紧凑些。

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Linux实时补丁即将合并进Linux 5.3

Linux的开放性和低成本是实时Linux发展的优势,越来越多的研究机构和商业团体开展了实时Linux的研究与开发,其中最著名的就是FSMLab的Rtlinux和TimeSys Linux。...五、标准Linux内核制约实时性的因素 标准Linux有几个机制严重地影响了实时性。...Ingo Molnar 的实时补丁 一、简介 Ingo Molnar 的实时补丁是完全开源的,它采用的实时实现技术完全类似于Timesys Linux,而且中断线程化的代码是基于TimeSys Linux...该实时实现包含了以前的VP补丁(在内核邮件列表这么称呼,即Voluntary Preemption),VP补丁由针对2.4内核的低延迟补丁(low latency patch)演进而来,它使用两种方法来实现低延迟...Ingo Molnar的实时补丁实现了优先级继承协议,但没有实现优先级顶棚协议。

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Linux-学习patch命令打补丁,diff命令制作补丁(3)

patch:通过补丁文件,来对原文件打补丁 diff:      比较两个文件,然后生成一个补丁文件 ---- 1.patch用法   patch -p[剥离层级]  <[补丁文件] 2.patch命令示例.../u-boot-1.1.6_jz2440.patach    //“p” 表示去掉补丁文件里路径的第几部分。"...1",表示去掉第1个 //“<” 指补丁文件位置 // “../” 表示返回上一个目录,因为这补丁文件和原文件在同一目录下 为什么需要输入-p1?...如下图所示,可以看到补丁文件里,每个需要改的文件,都有u-boot-1.1.6目录,而我们之前已经cd进入了,所以需要输入-p1,去掉它 3.patch文件内容补充 diff -urN u-boot.../patches/目录下的所有补丁文件: cd tmp/ for file in ../patches/*.patch; do patch -p1 < $file; done

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kprobe 和 kretprobe 隐藏的秘密

我总劝人不要用 kretprobe 耍技巧,会脱手, Linux kernel 的 kretprobe 机制和 kprobe 完全不同,本质原因在于,函数的入口地址是固定的,但函数的返回地址不固定,由于返回位置不固定...因此,kprobe 在register 时即可将 hook 挂载,与 kprobe 不同,kretprobe 需在函数每次被调用时才能将 hook 挂载。...同一个 kretprobe hook,不同 kretprobe instance,Linux kernel 预分配了若干(与 CPU 数量相关) kretprobe instance,挂接在 kretprobe...该函数的注释是:This kprobe pre handler is registered with every kretprobe....经理知道 kprobe/kretprobe,但并不真懂,仅科普水平,或做过 demo,但也仅此。对技术细节非常感兴趣又亲自指挥细节的经理不是合格经理。

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eBPF 进阶: 内核新特性进展一览

Linux 内核在 2022 年主要发布了 5.16-5.19 以及 6.0 和 6.1 这几个版本,每个版本都为 eBPF 引入了大量的新特性。...() 辅助函数:5.17BPF_LINK_TYPE_KPROBE_MULTI:5.18动态指针和类型指针:5.19USDT:5.19bpf panic:6.1BPF 内存分配器、链表:6.1user ring...BPF: Implement bloom filter map https://lwn.net/Articles/868024/Compile Once – Run Everywhere:Linux 5.17Linux...:5.18这个补丁集增加了新的链接类型BPF_TRACE_KPROBE_MULTI,它通过Masami制作的fprobe API 1来连接kprobe程序。...这个补丁和未来补丁的最终目标是允许人们在 BPF C 中做一些有限的内核式编程,并允许程序员灵活地从基本的构建块中灵活地构建自己的复杂数据结构。

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Meta大规模Linux补丁解决方案

Linux系统进行补丁升级,看似简单,但当需要面对成千上万台服务器时,在不停机的情况下完成补丁就变得极具挑战。本文将详细介绍Meta公司是如何解决此类大规模Linux补丁部署的技术难题。...译自 How Meta Patches Linux at Hyperscale,作者 Steven J. Vaughan-Nichols。 任何具有技术头脑的人都可以修补 Linux 服务器。...在本月早些时候举行的 Linux 内核顶级开发者仅凭邀请的 Linux Plumbers 会议上,Meta Linux 内核工程师 Breno Leitao 解释了 Facebook 如何在世界各地的数百万台服务器上完成此操作...在 KLP 中,您可以将最新的安全更新应用于 Linux 内核,而无需重新启动。这可以最大限度地提高系统正常运行时间和可用性。 实时内核补丁 内核实时补丁以包含修改代码的包的形式提供,与主内核包分开。...这显然不是针对类似整个服务器群,而是对主机一到两秒钟真的非常快,相比 kexec(Linux 内核机制用于启动新内核)。它不需要任何宕机时间或工作负载迁移,您只需应用实时补丁,然后继续前进。”

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eBPF 进阶: 内核新特性进展一览

Linux 内核在 2022 年主要发布了 5.16-5.19 以及 6.0 和 6.1 这几个版本,每个版本都为 eBPF 引入了大量的新特性。...() 辅助函数:5.17 BPF_LINK_TYPE_KPROBE_MULTI:5.18 动态指针和类型指针:5.19 USDT:5.19 bpf panic:6.1 BPF 内存分配器、链表:6.1...:5.18 这个补丁集增加了新的链接类型BPF_TRACE_KPROBE_MULTI,它通过Masami制作的fprobe API [1]来连接kprobe程序。...bpf: Add kprobe multi link:https://lwn.net/Articles/885811/ 动态指针和类型指针:5.19 BPF程序中的所有内存访问都使用验证器进行安全性静态检查...这个补丁和未来补丁的最终目标是允许人们在 BPF C 中做一些有限的内核式编程,并允许程序员灵活地从基本的构建块中灵活地构建自己的复杂数据结构。

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这才是kprobe工作的本质

kprobe的工作过程大致如下: 注册kprobe。...注册的每个kprobe对应一个kprobe结构体,该结构体记录着插入点(位置),以及该插入点本来对应的指令original_opcode; 替换原有指令。...步骤2,3,4便是一次kprobe工作的过程,它的一个基本思路就是将本来执行一条指令扩展成执行kprobe->pre_handler--->指令--->kprobe-->post_handler这样三个过程...在异常态中,内核通过BRK指令的错误码判断这是一个kprobe异常,于是进入了kprobe处理函数。...kprobe异常处理函数会根据发生异常的地址来找到对应的kprobekprobe的addr域记录着地址),执行kprobe的pre_handler函数,然后设置single-step相关的寄存器,为下一步执行原指令时发生

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