开源一个Linux进程内存内核管理模块源码

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看雪论坛作者ID:abcz316



Linux它是一款开源的内核系统。本人也非常喜欢嵌入式Linux系统,特别是它的内核源码,书写的风格,都非常讨我心欢。


这个驱动是之前业余的时候写的用于嵌入式开发版,点亮LED灯时候留下的,现在代码里已删除ioremap。不过对于新手来说,至少还是有学习价值的。



源码仅供交流学习之用,不得用于非法用途。


同时为了避免不法分子将此驱动用在非法的用途,我后面也将附上侦测建议。如果您是游戏厂商,那么可以尝试听取我的侦测建议。


下面我将带大家分析这个驱动,看看驱动是怎么写出来的。



打开进程接口


在Linux内核里,不区分进程与线程。统一按照线程来看待。那么每个线程都有一个对应的pid_t、pid、task_struct。


他们之间的关系是这样的:

pid_t <–> struct pid
nr为进程pid数值


#include <linux/pid.h> pid_t pid_vnr(struct pid *pid){    return pid_nr_ns(pid, current->nsproxy->pid_ns);}EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_vnr); struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns);EXPORT_SYMBOL_GPL(find_pid_ns); struct pid *find_vpid(int nr){    return find_pid_ns(nr, current->nsproxy->pid_ns);}EXPORT_SYMBOL_GPL(find_vpid); struct pid *find_get_pid(int nr){    struct pid *pid;     rcu_read_lock();    pid = get_pid(find_vpid(nr));    rcu_read_unlock();     return pid;}EXPORT_SYMBOL_GPL(find_get_pid); void put_pid(struct pid *pid);EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid);  struct pid * –> struct task_struct *  #include <linux/pid.h> struct pid *get_task_pid(sturct task_struct *task, enum pid_type);EXPORT_SYMBOL_GPL(get_task_pid); struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type);EXPORT_SYMBOL(pid_task); struct task_struct *get_pid_task(struct pid *pid, enum pid_type){    struct task_struct *result;    rcu_read_lock();    result = pid_task(pid, type);    if (result)        get_task_struct(result);    rcu_read_unlock();    return result;}EXPORT_SYMBOL(get_pid_task); #include <linux/sched.h>#define get_task_struct(tsk) do { atomic_inc(&(tsk)->usage); } while (0)static inline void put_task_struct(struct task_struct *t){    if (atomic_dec_and_test(&t->usage))        __put_task_struct(t);} void __put_task_struct(struct task_struct *t);EXPORT_SYMBOL_GPL(__put_task_struct);


看完以上的逻辑。大家是不是柳暗花明又一村,心里开朗了许多,他们之间是可以相互转换的。


通过进程pid_t可以拿到pid,通过pid可以拿到task_struct。又可以反过来通过task_struct拿到进程pid。



关闭进程接口


驱动源码是使用put_pid将进程pid*的使用次数减去1。

 

在Linux内核源码/kernel/pid.c下可以看到:


void put_pid(struct pid *pid){    struct pid_namespace *ns;     if (!pid)        return;     ns = pid->numbers[pid->level].ns;    if ((atomic_read(&pid->count) == 1) ||         atomic_dec_and_test(&pid->count)) {        kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);        put_pid_ns(ns);    }}EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid);



读、写进程内存接口


首先根据pid*用get_pid_task取出task_struct。再用get_task_mm取出mm_struct结构。因为这个结构包含了进程的内存信息。首先检查内存是否可读if (vma->vm_flags & VM_READ)。


如果可读。那么开始计算物理内存地址位置。由于Linux内核默认开启MMU机制,所以只能以页为单位计算物理内存地址。计算物理内存地址的方法有很多。


pagemap、pgd pud pmd pte、get_user_pages驱动里演示pagemap。


其他方法可自行参考Linux内核源码/fs/proc/task_mmu.c。


知道了物理内存地址后,读、写物理内存地址,Linux内核也有演示:drivers/char/mem.c。写的非常详细。最后还要注意MMU机制的离散内存,即buffer不连续问题。



获取进程内存块列表


这个接口没什么技术含量,都是照抄Linux内核源码的代码,fs\proc\task_mmu.c。


核心思想是通过task_struct取出mm_struct,接下来在mm_struct中遍历取出vma。


struct mm_struct {    struct vm_area_struct * mmap;        /* list of VMAs */    struct rb_root mm_rb;    struct vm_area_struct * mmap_cache;    /* last find_vma result */#ifdef CONFIG_MMU    unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *filp,                unsigned long addr, unsigned long len,                unsigned long pgoff, unsigned long flags);    void (*unmap_area) (struct mm_struct *mm, unsigned long addr);#endif    unsigned long mmap_base;        /* base of mmap area */    unsigned long mmap_legacy_base;         /* base of mmap area in bottom-up allocations */    unsigned long task_size;        /* size of task vm space */    unsigned long cached_hole_size;     /* if non-zero, the largest hole below free_area_cache */    unsigned long free_area_cache;        /* first hole of size cached_hole_size or larger */    unsigned long highest_vm_end;        /* highest vma end address */    pgd_t * pgd;    atomic_t mm_users;            /* How many users with user space? */    atomic_t mm_count;            /* How many references to "struct mm_struct" (users count as 1) */    int map_count;                /* number of VMAs */     spinlock_t page_table_lock;        /* Protects page tables and some counters */    struct rw_semaphore mmap_sem;     struct list_head mmlist;        /* List of maybe swapped mm's.    These are globally strung                         * together off init_mm.mmlist, and are protected                         * by mmlist_lock                         */      unsigned long hiwater_rss;    /* High-watermark of RSS usage */    unsigned long hiwater_vm;    /* High-water virtual memory usage */     unsigned long total_vm;        /* Total pages mapped */    unsigned long locked_vm;    /* Pages that have PG_mlocked set */    unsigned long pinned_vm;    /* Refcount permanently increased */    unsigned long shared_vm;    /* Shared pages (files) */    unsigned long exec_vm;        /* VM_EXEC & ~VM_WRITE */    unsigned long stack_vm;        /* VM_GROWSUP/DOWN */    unsigned long def_flags;    unsigned long nr_ptes;        /* Page table pages */    unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data;    unsigned long start_brk, brk, start_stack;    unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;     unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]; /* for /proc/PID/auxv */



获取进程命令行


mm_struct结构体里面有个arg_start变量,储存的地址值即进程命令行

为了避免不法分子将此驱动用在非法的用途, 在此给出侦测建议:


1. 检查是否有/dev/rwProcMem33此文件。

2. 检查SELinux是否被关闭。从安卓5.0启用SELinux后,APP想要与驱动进行通讯,必须得关闭SELinux,如果发现SELinux是关闭状态,并且是高版本的安卓系统,那么此安卓使用者必有问题。

检测SELinux的方法很多,如open打开某个文件、ioctl等等,如果SELinux是打开状态,那么这些都会直接返回EACCES (Permission denied),提示拒绝访问。

另外,在高版本的安卓系统中,如安卓10,如果SELinux是打开的状态,那么lsmod查看驱动列表,也会直接返回Permission denied拒绝访问,如果lsmod能直接显示驱动列表,那么此使用者的SELinux也是有问题的,有可能被关闭了的。

最后开源地址(含demo)

Github链接:https://github.com/abcz316/rwProcMem33



总结


首先,编译此源码需要一定的技巧,再者,手机在出厂时本身已设置多重障碍用来阻止第三方驱动的加载(即使你拥有root权限也无法加载),此源码仅供交流学习Linux系统使用。



- End -





看雪ID:abcz316

https://bbs.pediy.com/user-892833.htm 

*这里由看雪论坛 abcz316 原创,转载请注明来自看雪社区。

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