AIX内核扩展编程1

复杂度3/5
机密度4/5

最后更新2021/05/18

前面介绍过内核扩展也是一种执行程序，与普通执行程序不同的是它需要被加载到内核中执行，拥有内核权限。我们先来看看加载、卸载和内核扩展程序本体。

加载需要用到cfg_kmod结构和sysconfig系统调用，前者对要加载的程序进行描述，后者完成加载（或卸载）过程。要注意，不止sysconfig，还有好几个类似的系统调用都完成类似的功能，他们之间没有本质区别，只是适用场景（方便程度）不同，例如，有的调用一步完成加载及初始化，有的则分为若干步，需要使用不同参数，重复执行几次。

int sysconfig (Cmd, Parmp, Parmlen)
int Cmd;    /* 子功能，使用同一调用，设置不同功能可以分别完成加载、
初始化、卸载等多个功能，例如：
SYS_KLOAD  加载内核扩展；
SYS_SINGLELOAD 同上，不同的是会检测内核扩展是否已加载，如果没加载过，则加载，而前者则是不管是否加载过，都再加载一次。此功能等于帮你做了查询+加载；
SYS_QUERYLOAD 查询内核扩展是否已经被加载。那查询的依据是什么？
很傻的，依据是被加载程序的路径，而且只是路径字符，如果分别给绝对
路径和相对路径，那该命令会人为是不同的内核扩展。再回到SINGLELOAD
的疑问，如果使用SYS_KLOAD加载了两次怎么办？凉拌，内核不管的，
随便你加载几次，卸载的时候根据kmid这个唯一值卸载。
另一个问题？谁会被使用？如果能定位（通过kmid）则用确定的程序，
如果不能定位，一般是最后加载的最优先，前面的就变成死代码；
SYS_KULOAD 卸载；
SYS_QDVSW 查询设备表，设备表是让被加载程序能被执行的关键方案之一，
我们以后说（另一个方案是export 函数名，把加载的程序当成库函数使用）
当然还有一次性的，由用用户态加载程序触发的初始化dd方案，既下一个命令；
SYS_CFGDD 告知内核去执行被加载的程序，一般内核扩展被加载到内存，
下一件事就是执行这个，让它自己把自己初始化好。sysconfig调用执行这个命令后
会让内核从被加载程序的入口点执行（关于入口设置稍后介绍）；
SYS_CFGKMOD 与上一个命令没啥区别，不知道为啥弄出两个来，为了满足
“命名”需求？一个叫device driver，一个叫kernel model？
SYS_GETPARMS 告诉内核程序把你需要返回的参数返回，其实是提供了一个简单的，从内核扩展取数据的方案；
SYS_SETPARMS 如果你想发参数给内核扩展，可以用这个；
*/

void *Parmp; /* 输入参数地址，这个参数其实是个结构，对应不同子功能，
              * 需要指向不同结构 */
int Parmlen; /* 输入参数长度，既对应结构的具体长度 */


/* cfg_load结构是与SYS_KLOAD或SINGLELOAD对应的，别搞错了 */
struct cfg_load
{
    caddr_t path;       /* 被加载程序地址，可以是绝对路径，也可以是相对路径（相对执行加载程序所在当前目录）   */
    caddr_t libpath;    /* 如果被加载程序有动态链接库，指明链接库所在目录   */
    mid_t   kmid;       /* 这个是返回值，加载成功会返回一个数值，其实是被加载程序所加载的地址，通过它可以唯一确定被加载程序   */
};

/* 加载之后不能扔在那里不管，还要最后交代两句，你要怎么做，这就是
SYS_KMOD（或者SYS_CFGDD）命令对应的操作，这两个命令发出去后，
内核会从被加载程序的入口点执行，具体执行什么工作，那就是你写的
扩展程序自己要求啦，可以为所欲为，当然，还是有一些约定熟成的套
路的。此处注意结构和命令要配对，如果用SYS_KMOD用cfg_kmod struct，
而如果用SYS_CFGDD，则要用sys_cfgdd struct */

struct cfg_kmod
{
    mid_t   kmid;    /* 前面load返回的kmid，错了就对不上了  */
    int cmd;         /* 自己定义的命令，会发送给扩展程序 ，两边对应上就好*/
    caddr_t mdiptr;  /* 如果要发送更多信息，就通过这个指针传送数据结构所在位置 */
    int mdilen;      /* 传送数据结构的程度，这个结构是自己定义的，还是
                      * 要和被加载程序能识别的结构对应上 
                      */
};

下面是loader程序：

/*   kloader.c  kernel extension loader example */

#include <sys/types.h>
#include <sys/sysconfig.h>
#include <errno.h>

int rc=0;
struct cfg_load queryLoad;   /* 先定义一个结构 ，query使用cfg_load结构 */
bzero (&queryLoad, sizeof (queryLoad));   /* 清零，准备填充数据 */
queryLoad.path = "./kernExt"; /* 被加载程序所在位置，程序中用命令行传进来的参数替代 */
queryLoad.libpath = NULL;     /* 无链接库 */
rc=sysconfig (SYS_QUERYLOAD, &queryLoad, sizeof (queryLoad));  /* 前面介绍过要先查一下是否已经加载过 */
if (rc != 0 ) {
    printf(stderr, "query load error: %d!\n", errno);
    exit(errno);
}
if ( queryLoad.kmid != 0 ) {
    printf(stderr, "Kernel extension has been loaded already!\n");
    exit(1);
}
/* 查询过，没有被加载，万事大吉，可以load了！下面复用了query时定义的load结构，不推荐。。。但省事*/
rc=sysconfig (SYS_KLOAD|SYS_64BIT, &queryLoad, sizeof(queryLoad) );
if (rc != 0 ) {
    printf(stderr, "Load kernel extension error: %d!\n", errno);
    exit(errno);
}

/* 初始化kernel extension */
struct cfg_kmod     configLoad;     /* 定义结构  */
configLoad.kmid = queryLoad.kmid;   /* 需要kmid确定是哪个程序 */
configLoad.cmd  = CFG_INIT;         /* 子命令，这个其实随便写点啥，是由你的被加载程序处理的，只要是int就可以 */
configLoad.mdiptr = NULL;           /* 先简单点，没有别的参数 */
configLoad.mdilen = 0;
rc=sysconfig (SYS_CFGKMOD|SYS_64BIT, &configLoad, sizeof(configLoad));
/* 为什么要置SYS_64BIT位呢？因为我们要写一个64位的扩展程序，需要让加载函数知道要加载的是64位的  */
if (rc != 0 ) {
    printf(stderr, "Init kernel extension error: %d!\n", rc);
    /* 这里其实应当增加unload过程*/
    exit(rc);
}
/* 其它工作。。。。 略，然后准备unload，先terminal，又复用结构，坏习惯！我知道我自己的程序是怎么写的呀！气死你！ */
configLoad.cmd  = CFG_TERM;         /* 子命令，被加载程序识别为TERM就OK */
configLoad.mdiptr = NULL;           /* 还是没有别的参数 */
configLoad.mdilen = 0;
rc=sysconfig (SYS_CFGKMOD|SYS_64BIT, &configLoad, sizeof(configLoad));
if (rc != 0 ) {
    printf(stderr, "Term kernel extension error: %d!\n", rc);
    /* 这里不能设置unload过程了，为什么？自己想 */
    exit(rc);
}
/* 复用queryLoad 。。。只需要kmid */
rc = sysconfig (SYS_KULOAD|SYS_64BIT, &queryLoad, sizeof (queryLoad));
if (rc != 0) {
   printf(stderr, "Unload kernel extension error: %d!\n", rc);
}
exit(rc);

好，这是全部的查询、加载、初始化、终止、卸载过程，当然还不够精细，不过都不是大问题了。下一节介绍被加载的主体：kernel extension模块