热补丁旨趣

1. 代码替换机制：Ftrace 与跳转教唆

热补丁的中枢工夫基于 Ftrace（Function Tracer） 框架：

跳转教唆替换：运用 x86 架构下 call 教唆（5 字节）或 ARM64 的 b 教唆，在函数进口处插入跳转到新函数的教唆

运转时原子写入：通过 text_poke 等接口在运转中安全地修改内核代码段（.text），频繁需要内存页写权限临时开启

旧函数保留：原始函数体保留，仅进口被"劫抓"，保证正在扩充的旧函数实例能安全复返

2. 一致性模子：Klp 与 Kgraft

Linux 社区主要吸收两种一致性保证计策： KLP (Kernel Live Patching) - 干线吸收：

罢手点（Consistency Model）：运用内核已有的 klp_update_patch_state 机制，通过任务情状瑰丽位追踪

原子切换：当扫数 CPU 齐经过安全点（如系统调用复返、中断复返）时，新代码旅途对扫数后续调用收效

栈回溯查验：确保莫得任务正在扩充被补丁函数的旧版块（通过 walk_stack 查验） Kgraft - SUSE 决议（历史）：

吸收相通 RCU 的蔓延开释机制，旧代码抓续运转直到扫数援用退出

3. 数据结构：Livepatch 模块

// 中枢结构体

struct klp_func {

void *old_func; // 指向原函数

void *new_func; // 指向补丁函数

char *old_name; // 象征名（用于查找）

struct klp_object *obj;

};

struct klp_patch {

struct klp_object *objs;

struct list_head list;

bool enabled;

// ...

};

4. 加载与激活历程

模块加载：通过 insmod patch.ko 加载包含新函数的 ELF 模块

象征领会：klp_resolve_symbols 领会旧函数地址（通过 kallsyms）

注册补丁：调用 klp_enable_patch 注册到 livepatch 子系统

一致性恭候：遍历扫数任务，查验栈中是否包含被替换函数

原子激活：扫数 CPU 同步后，通过 arch_klp_patch_func 写入跳转教唆

收效阐明：后续调用顺利参加新函数旅途

5. 截至与鸿沟

非语义变更：只可修改函数终了，不行改革数据结构布局（结构体字段增减）

无静态变量变更：不行修改全局/静态变量语义，因为旧模块仍在援用

调用商定保抓：新函数必须保抓与原函数疏导的 ABI（参数、复返值、调用商定）

安全点依赖：需要内核建设 CONFIG_LIVEPATCH 和 CONFIG_DYNAMIC_FTRACE

热补丁制作器用

kpatch-build kpatch-build 是一款热补丁制作器用，6686体育官方网站可在不重启系统和中断业务的情况下对操作系统内核进行CVE和Bug成立。 守旧架构： X86，ARM64 上游社区：https://github.com/dynup/kpatch ![[Pasted image 20260508174701.png]]

准备责任

以Redhat系列linux为例

依赖准备 确保不错编译内核和驱动

yum install -y make gcc patch bison flex openssl-devel elfutils elfutils-devel dwarves bc perl

内核信息准备 下载kernel-debuginfo，kernel-devel，kernel source

安设kpatch-build 不错遴选顺利按照官方编译的rpm包，或我方编译

rpm安设 yum install kpatch-build

编译

wget https://gitee.com/anolis/kpatch-build/repository/archive/master.zip

解压v0.9.9.tar.gz

调用patch.sh剧本，把仓库中的patch打上源码

./patch.sh

参加kpatch-0.9.9目次下 如若你是需要使用kpatch core module加载(即kpatch.ko)，设立BUILDMOD=yes

make BUILDMOD=yes && make BUILDMOD=yes install

如若不需要使用kpatch.ko，使用livepatch

make && make install

kpatch-build使用

kpatch-build -n kpatch-test -s /root/hotfix/linux-4.19.91-26.4.an7 -c /root/hotfix/.config -v /root/hotfix/vmlinux -o /root/hotfix/output/ -dddddd -R /root/hotfix/test-livepatch.patch

其中：

-n 补丁称呼

-s：指向源代码目次

-c: config文献

-v: vmlinux文献

-o: 家具输出目次

test-livepatch.patch：补丁文献

-d: 输出debug信息

制作oot hotfix

制作oot hotfix的过程与制作kernel hotfix的过程一致，仅仅输出参数分裂

kpatch-build -s {path_to_kernel_source} -c {path_to_kernel_config} -v {path_to_kernel_vmlinux} --oot-module-src {path_to_oot_module_source} --oot-module {path_to_oot_module_ko} {path_to_patch_file}

使用证明

热补丁中自带kpatch解决器用 加载热补丁：

kpatch load kpatch-test.ko

卸载热补丁：

kpatch unload kpatch-test.ko

热补丁列表：

kpatch list

示例

linux低版块bond驱动新增双发arp功能

准备

安设kernel联系debuginfo包

arp双发patch

--- bonding/bond_main.c 2026-05-01 01:07:34.956327587 -0400

+++ bonding/bond_main.c 2026-05-01 01:11:01.920233936 -0400

return slave;

}

+static netdev_tx_t bond_xmit_broadcast(struct sk_buff *skb，

+ struct net_device *bond_dev);

/* Use this Xmit function for 3AD as well as XOR modes. The current

* usable slave array is formed in the control path. The xmit function

* just calculates hash and sends the packet out.

struct bond_up_slave *slaves;

struct slave *slave;

+ if ( skb->protocol == htons(ETH_P_ARP) ) {

+ return bond_xmit_broadcast(skb， dev);

+ }

+

slaves = rcu_dereference(bond->usable_slaves);

slave = bond_xmit_3ad_xor_slave_get(bond， skb， slaves);

if (likely(slave))

编译剧本build.sh

path_to_kernel_source=/lib/modules/4.18.0-372.9.1.el8.x86_64/build

path_to_kernel_config=/boot/config-4.18.0-372.9.1.el8.x86_64

path_to_kernel_vmlinux=/usr/lib/debug/lib/modules/4.18.0-372.9.1.el8.x86_64/vmlinux

path_to_oot_module_source=/root/bondingorig

path_to_oot_module_ko=/root/bonding.ko

path_to_patch_file=/root/arp.patch

kpatch-build -s ${path_to_kernel_source} -c ${path_to_kernel_config} -v ${path_to_kernel_vmlinux} --oot-module-src ${path_to_oot_module_source} --oot-module ${path_to_oot_module_ko} ${path_to_patch_file} -t ''

编译

sh build.sh

安设

kpatch load livepatch-arp.ko

细心

热补丁加载时，需要确保扫数CPU齐完成函数替换，是以如若有其他程度万古分占用CPU，可能导致加载热补丁失败6686体育官方网站，需要其他程度开释CPU后才气告成。