理解Ksplice执行过程
注：在Linux-3.0.0 到 linux-3.8.0上能够正常运行，超过3.8.13就会导致系统桌面崩溃
1.Ksplice-create
Ksplice-create用于创建补丁文件，根据用户提供的不同的更新文件，ksplice-create有三种不同的途径：
1）Patch文件
2）Diffext指定新文件的后缀
3）使用git指定新的标记
同时，ksplice-create还需要指定orig_config_dir（指定config的目录），在该目录下要有以下几个文件：
1）当前run内核的System.map
2）当前run内核的.config
3）当前run内核的modules库下的build链接
以上三项缺一不可。
1.1配置
根据配置变量，组织make命令：
make –rR
如果定义了jobs
-jn
如果定义了verbose level
V=1 否则 –s
make_ksplice 变量：
@make –f $datadir/Makefile.ksplice @kbuild_flags
如果定义了build_modules
KSPLICE_BUILD_MODULES=1
1.2 Revert
配置变量完成后，ksplice-create会查找linux内核代码目录下是否会存在*.KSPLICE_presrc文件，存在该类型的文件则表明在该linux内核目录下曾制作过补丁文件，因此需要先将代码恢复为原始代码。
My @revert_flags=(“KSPLICE_MODE=revert”);
Revert_orig()
Find出*.KSPLICE_presrc的文件，将之恢复为原始文件
执行命令：make –rR –f Makefile.ksplice KSPLICE_MODE=revert
进入Makefile.ksplice文件：
Makefile.ksplice默认目标是__ksplice，
__ksplice: $(ksplice-deps) $(ksplice-dirs)
@:
目标只是依赖两个dirs，没有具体的执行命令，所有的执行命令都是在依赖中执行的。对于ksplice-dirs的命令：
$(ksplice-dirs):
$(Q) $(MAKE) $(build)=$(@:_ksplice_%=%)
其中
Build := -f $(ksplice-makefile) obj
所以命令展开就是：
make -f /usr/local/share/ksplice/Makefile.ksplice obj=arch/x86/crypto
又再次进入makefile.ksplice，这次传入了obj。
Revert的作用就是把.ksplice_pre的文件执行cmd_ksplice-revert。
最后通过$(call cmd, ksplice-revert)调用
cmd_ksplice-revert = touch -r ksplice-revert-stamp $(@:_ksplice-revert_%=%); \
mv $(@:_ksplice-revert_%=%) $(@:_ksplice-revert_%.KSPLICE_pre=%)
在然后根据ksplice-clean-files把ksplice生成的文件clean掉。
1.3 SNAP
执行完revert之后，重新回到ksplice-create文件中继续执行
@snap_flags = (“KSPLICE_MODE=snap”);
Runval_raw(@make_ksplice,@snap_flags)
展开即为：
执行命令：make –rR –f Makefile.ksplice KSPLICE_MODE=snap
进入Makefile.ksplice文件：
Ifeq ($(KSPLICE_MODE),snap)
$(obj)/%.o.KSPLICE: $(obj)/%.o FORCE
$(if $(strip $(wildcard $<.KSPLICE_pre) $(filter $<, $?)), \
$(call cmd, ksplice-snap))
Else
$(obj)/%. o.KSPLICE:$(obj)/%.o
$(call cmd, ksplice-diff)
Endif
其中 cmd_ksplice-snap = $(ksplice-script) snap $@
Cmd_ksplice-diff = $(ksplice-script) diff $@
Ksplice-scrript = $(dir $(ksplice-makefile))ksplice-obj.pl
进入ksplice-obj.pl文件中:
Sub do_snap {
My ($out) = @_;
My ($obj) = $out = ~ /^(.*)\.KSPLICE$/ or die;
Die if (!-e $obj);
Unlink “$obj.KSPLICE_pre” if (-e “$obj.KSPLICE_pre”);
Empty_diff($out);
}
Sub empty_diff {
my ($out) = @_;
my ($obj) = $out =~ /^(.*)\.KSPLICE$/ or die;
unlink "$obj.KSPLICE_new_code" if (-e "$obj.KSPLICE_new_code");
unlink "$obj.KSPLICE_old_code" if (-e "$obj.KSPLICE_old_code");
open OUT, '>', "$out.tmp";
close OUT;
rename "$out.tmp", $out;
}
Snap的工作就是生成一个.o.KSPLICE空文件，函数empty_diff就是用来生成空文件的。.o.KSPLICE文件用来作为一个标志位，只是为了后续diff阶段，如果有不同的.o就会把.o.KSPLICE中写入1，最后遍历所有的.o.KSPLICE，哪些为1就知道哪些有差异了。
sub do_diff {
my ($out) = @_;
my ($obj) = $out =~ /^(.*)\.KSPLICE$/ or die;
my $obj_pre = "$obj.KSPLICE_pre";
die if (!-e $obj);
die "Patch creates new object $obj" if (!-e $obj_pre);
if (system('cmp', '-s', '--', $obj_pre, $obj) == 0) {
unlink $obj_pre;
return empty_diff($out);
}
runval("$libexecdir/ksplice-objmanip", $obj, "$obj.KSPLICE_new_code", "keep-new-code", "$obj.KSPLICE_pre", $ENV{KSPL ICE_KID});
return empty_diff($out) if (!-e "$obj.KSPLICE_new_code");
open OUT, '>', "$out.tmp";
print OUT "1\n";
close OUT;
rename "$out.tmp", $out;
runval("$libexecdir/ksplice-objmanip", $obj_pre, "$obj.KSPLICE_old_code", "keep-old-code");
}
无论snap还是diff都是要创建目标.o.KSPLICE, 但是动作不一样，并且snap是FORCE，diff不是强制的，最关键的就是打了patch之后，就会重新生成patch对应的.o，此时依赖条件更新了，就会执行diff命令。
1.4 创建ksplice模块
将kmodsrc目录拷贝到tmp目录下，执行命令：
@make_kmodsrc = (@make, "-C", $kernel_headers_dir, "M=$kmodsrc", "KSPLICE_KID=$kid", "KSPLICE_VERSION=1.0", "map_printk=$ map_printk");
编译内核模块，然后make modules_install，
@make_kmodsrc_install = (@make_kmodsrc, qw(modules_install --old-file=_modinst_post --old-file=_emodinst_post), "MAKE=mak e --old-file=_modinst_post --old-file=_emodinst_post", "INSTALL_MOD_STRIP=1", "MODLIB=$tmpdir/ksplice-modules");
1.5 PATCH
将准备的patch文件更新到内核中：
runval_infile($patchfile, "patch", @patch_opt, "-bz", ".KSPLICE_presrc")；
-bz的意思：
-b 备份原始文件
-z 是用.KSPLICE_presrc为后缀备份原始文件。
要注意patch文件中各个文件的行号等内容要对齐，不然patch文件无法更新到内核源码中（要每个文件都要检查，并确认patch文件可用）。
打上补丁后，执行：
Make_ksplice KSPLICE_MODE=diff
1.6 DIFF
My @diff_flags = (“KSPLICE_MODE=diff”)
Runval_raw(@make_ksplice, @diff_flags);
即执行命令：
make –rR –f Makefile.ksplice KSPLICE_MODE=diff
进入Makefile.ksplice文件：
ifeq ($(KSPLICE_MODE),diff)
define ksplice-cow-check
$(if $(strip $(1)),$(if $(filter-out %.KSPLICE,$@),$(if $(wildcard $@),$(if $(wildcard $@.KSPLICE_pre),,$(call cmd,ksplice-cow)
))))$(1)
endef
define ksplice-add-cow-check
$(v) = $$(call ksplice-cow-check,$(value $(v)))
Endef
ksplice-cow-eval += $(foreach v,if_changed if_changed_dep if_changed_rule,$(ksplice-add-cow-check))
endif # KSPLICE_MODE
其中 cmd_ksplice-cow = cp –a $@ $@.KSPLICE_pre
Diff比较的是.o.KSPLICE_pre 和 新编译的.o，从do_diff的实现来看，在diff之前，KSPLICE_pre就已经生成了，生成KSPLICE_pre的命令只有cmd-ksplice-cow, 即diff操作的结果。
$KSPLICE_MODE ?= diff
Ifeq ($(KSPLICE_MODE),snap)
$(obj)/%.o.KSPLICE: $(obj)/%.o FORCE
$(if $(strip $(wildcard $<.KSPLICE_pre) $(filter $<, $?)), \
$(call cmd, ksplice-snap))
Else
$(obj)/%. o.KSPLICE:$(obj)/%.o
$(call cmd, ksplice-diff)
Endif
在此处调用cmd_ksplice-diff=$(ksplice-script) diff $@
进入ksplice-obj.pl中调用函数do_diff
sub do_diff {
my ($out) = @_;
my ($obj) = $out =~ /^(.*)\.KSPLICE$/ or die;
my $obj_pre = "$obj.KSPLICE_pre";
die if (!-e $obj);
die "Patch creates new object $obj" if (!-e $obj_pre);
if (system('cmp', '-s', '--', $obj_pre, $obj) == 0) {
unlink $obj_pre;
return empty_diff($out);
}
runval("$libexecdir/ksplice-objmanip", $obj, "$obj.KSPLICE_new_code", "keep-new-code", "$obj.KSPLICE_pre", $ENV{KSPLICE_KI D});
return empty_diff($out) if (!-e "$obj.KSPLICE_new_code");
open OUT, '>', "$out.tmp";
print OUT "1\n";
close OUT;
rename "$out.tmp", $out;
runval("$libexecdir/ksplice-objmanip", $obj_pre, "$obj.KSPLICE_old_code", "keep-old-code");
}
此处有三个关键点，第一system系统调用cmp，比较$(obj)和$obj_pre之间的不同，第二通过调用ksplice-objmanip（即objmanip）生成new_code，并且在.o.KSPLICE_pre中写入标志位1，第三步调用ksplice-objmanip（即objmanip）将未打patch之前的代码生成old_code。第二步和第三步进入到C文件objmanip.c的main()函数中，根据传入的参数的不同，调用不同的函数，最后生成new和old。
1.7 模块编译
命令：runstr（qw(find –name *.KSPLCE* ! ( - name *.KSPLICE –empty ) ! –name .*.KSPLICE.cmd –print0)）
找出所有*.KSPLICE*非空的文件，将读入的内容保存到@modules中。对MOD的处理是在KSPLICE_KMODSRC中生成的。
命令：runval(@make_ksplice, "KSPLICE_MODE=modinst", "MODLIB=$tmpdir/module s", "INSTALL_MOD_STRIP=1", "modules=@modulepaths");
在Makefile.ksplice中，对modinst的处理是：
Ifeq ($(KSPLICE_MODE),modinst)
Ksplice-deps += ksplice_modinst
PHONY += ksplice_modinst
Ksplice_modinst:
$(Q) $(MAKE) –f $(srctree)/scripts/Makefile.modinst
Endif
这里的Makefile.modinst和Makefile.modpost都是内核script中的Makefile。
在ksplice-create中分别调用了两次make_kmodsrc， 第一次编译出ksplice.ko模块，第二次传入参数KSPLICE_MODULES=@modules 生成new.ko 和 old.ko文件。在kmodsrc目录中的Makefile中，第一次编译的是KSPLICE_CORE:
KSPLICE_CORE = ksplice-$(KSPLICE_KID）
Obj-m += $(KSPLICE_CORE).o
实际上最终编译生成ksplice-kid.ko 还是依靠的obj-m的方法编译的。
第二次编译的时候传入的modules，同时KSPLICE_SKIP_CORE=1，表示不编译ksplice.ko
在ksplice-create中，执行命令：
runval(@make_kmodsrc, "KSPLICE_MODULES=@modules", "KSPLICE_SKIP_CORE=1");
runval(@make_kmodsrc_install, "KSPLICE_MODULES=@modules", "KSPLICE_SKIP_CORE =1");
在kmodsrc/Makefile中：
ifneq ($(KSPLICE_MODULES),)
$(foreach mod,$(KSPLICE_MODULES),$(obj)/new-code-$(target).o): $(obj)/%.o: $ (src)/new_code_loader.c FORCE
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
$(foreach mod,$(KSPLICE_MODULES),$(obj)/old-code-$(target).o): $(obj)/%.o: $ (src)/old_code_loader.c FORCE
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
Endif
以new为例：
$(KSPLICE)-n-objs = $(ksplice-new-code-objs)
Ksplice-new-code-objs = new-code-$(target).o collect-new-code-$(mod).o
New.ko由new-code-mod.o 和 collect-new-code-$(mod).o 组成。
New-code-mod.o的命令：
$(foreach mod,$(KSPLICE_MODULES),$(obj)/new-code-$(target).o): $(obj)/%.o: \
$ (src)/new_code_loader.c FORCE
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
Collect-new-code-$(mod).o的命令：
$(obj)/collect-new-code-%.o: $(obj)/%.o.KSPLICE_new_code $(obj)/ksplice.lds FORCE
$(call if_changed,ksplice-collect)
cmd_ksplice-collect = \
$(ksplice-script) finalize $< $<.final $* && \
$(LD) --script=$(obj)/ksplice.lds -r -o $@ $<.final
Collect的命令最后调用do_finalize生成mod.final，再结合ksplice.lds 生成collect-new-code-mod.o
2.ksplice-apply
2.1 校验补丁文件
第一，执行命令：chdir(unpack_update($file))
其中 unpack_update()在文件Ksplice.pm中，首先检测使用的补丁文件是否是目录，如果是则返回到ksplice-apply文件中；如果是压缩文件则将其解压到/tmp/临时目录下，然后将路径返回到ksplice-apply文件中。
第二，检测目标路径中是否存在contents文件，不存在就退出ksplice-apply程序。
第三，检测当前系统/sys/moudle下面是否已经加载了该补丁文件。
在上述操作中，如果有不满足要求的，通过设置apply_errors来输出错误信息。
2.2 加载补丁文件
执行命令load_module($change->{new_code_file})
Sub load_module {
My ($module, @params) = @_;
Push @modules_loaded, ($module =~ m/^(.)\.ko$/);
If (runval_raw(“insmod”, $module, @params) != 0){
Pop @modules_loaded;
Child_error();
Return 0;
}
Return 1;
}
在函数load_module()中调用系统函数insmod来加载ko文件。如果在加载过程中出现错误，由insmod返回错误信息。