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。

如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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