通过内核模块添加系统调用

<think>好的，用户想了解如何通过内核模块添加Linux系统调用。我需要先回忆相关的步骤，并参考提供的引用内容。 首先，根据引用[1]，替换系统调用可以通过编写内核模块实现，比如替换open系统调用。这说明内核模块确实可以修改系统调用表。不过用户是想添加新的系统调用，而不仅仅是替换现有的。那可能需要不同的方法。 引用[2]提到添加系统调用号到syscall_64.tbl，这是传统方法，需要修改内核源码并重新编译。但用户可能不想重新编译内核，而是通过模块动态添加。这里可能存在矛盾，因为传统方法需要修改系统调用表，而模块方式可能需要其他技巧。 引用[3]和[4]都是关于添加系统调用，但同样涉及修改内核源码。所以用户的问题可能需要结合两种方法：如何在不修改内核源码的情况下，通过模块添加系统调用。这时候可能需要动态修改系统调用表，找到空闲的系统调用号，或者替换某个未使用的入口。 不过，系统调用号通常是在编译内核时静态分配的，动态添加可能比较复杂。另一种方法是劫持现有的未使用系统调用号，替换其处理函数。但需要确保该号未被使用。例如，查找syscall_64.tbl中保留的或废弃的号。 步骤可能包括：1. 编写自定义系统调用的函数；2. 获取系统调用表地址；3. 修改系统调用表对应位置的函数指针；4. 注册模块和清理函数。但系统调用表在5.x内核之后不再导出，需要用kallsyms_lookup_name查找地址。 需要注意的是，这种方法可能有安全风险，且不同内核版本实现方式不同，需要处理权限问题，如关闭写保护等。 综上，回答应分步骤，说明通过模块动态替换系统调用表项的方法，并提到传统方法和动态方法的区别，以及注意事项。</think>### 如何通过 Linux 内核模块实现自定义系统调用？ #### 1. **基本原理** Linux 系统调用通过中断或 `syscall` 指令进入内核，调用号（如 `__NR_open`）索引系统调用表中的函数指针[^1]。添加自定义系统调用的核心步骤如下： 1. **分配系统调用号**：修改系统调用表文件（如 `syscall_64.tbl`）[^2]。 2. **实现处理函数**：编写内核函数处理用户态请求。 3. **注册到系统调用表**：将函数指针写入系统调用表对应位置。 4. **编译与安装模块**：通过内核模块动态加载。 --- #### 2. **详细步骤** ##### (1) 分配系统调用号（动态方式） 传统方法需修改内核源码，但通过模块可动态替换未使用的系统调用号。例如，查找 `syscall_64.tbl` 中的空闲号： ```bash # 示例：假设 333 号未使用 echo "333 common my_syscall __x64_sys_my_syscall" >> arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl ``` 但动态模块需绕过静态分配，直接修改内存中的系统调用表。 ##### (2) 实现处理函数 ```c // 模块代码示例 #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/syscalls.h> // 自定义系统调用实现 static long my_syscall_impl(void) { printk("自定义系统调用被触发\n"); return 0; } // 系统调用表地址（需动态获取） static unsigned long *sys_call_table; // 替换原系统调用号为 333 的函数 static void hook_syscall(void) { sys_call_table[__NR_my_syscall] = (unsigned long)my_syscall_impl; } ``` ##### (3) 动态获取系统调用表地址 ```c #include <linux/kallsyms.h> // 内核 5.x 后需关闭写保护 static void disable_write_protection(void) { write_cr0(read_cr0() & (~0x10000)); } static int __init init_module(void) { // 获取系统调用表地址 sys_call_table = (unsigned long *)kallsyms_lookup_name("sys_call_table"); if (!sys_call_table) return -1; disable_write_protection(); hook_syscall(); write_cr0(read_cr0() | 0x10000); // 恢复写保护 return 0; } ``` ##### (4) 编译与加载模块 ```makefile # Makefile 示例 obj-m += my_syscall.o all: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean ``` 加载模块： ```bash sudo insmod my_syscall.ko ``` --- #### 3. **注意事项** - **兼容性**：不同内核版本的系统调用表地址和权限控制可能不同。 - **安全性**：直接修改内存可能触发安全机制（如 SELinux）。 - **替代方案**：推荐使用 `ioctl` 或 `procfs` 替代高风险的内核模块操作[^3]。 --- #### 4. **验证自定义系统调用** 用户态调用示例： ```c #include <unistd.h> #include <sys/syscall.h> int main() { syscall(333); // 调用自定义系统调用 return 0; } ``` 通过 `dmesg` 查看内核日志确认执行结果。 ---