Linux 内核模块 unix 域套接字

Question

我正在尝试在内核和用户空间之间共享数据。 最终目标是将其移植到 Android，因此我使用的是 unix 域套接字。 （我不知道这是否是最好的选择）。

我有一个充当套接字客户端的内核模块和充当套接字服务器的 ac 程序。 反之亦然，内核模块充当套接字服务器，ac 程序充当套接字客户端。

程序非常简单。 服务器只向客户端发送一个字符串，然后他们将其打印出来。

我运行server_user.c ，然后尝试使用 insmod 插入client_module.ko 。 我收到以下错误：

Kernel panic - not syncing: stack - protector: Kernel stack is corrupted in: ffffffffa0005157

drm-kms-helper: panic occurred, switching back to text console 

怎么了？

模块服务器

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/net.h>
#include <linux/un.h>
#include <net/sock.h>

#define SOCK_PATH   "/tmp/usocket"
#define LISTEN      10

struct socket *sock = NULL;
struct socket *newsock = NULL;

static int __init server_module_init( void ) {

  int retval;
  char* string = "hello_world";

  struct sockaddr_un addr;
  struct msghdr msg;
  struct iovec iov;
  mm_segment_t oldfs;

  // create
  retval = sock_create(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, &sock);

  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.sun_family = AF_UNIX;
  strcpy(addr.sun_path, SOCK_PATH);

  // bind
  retval = sock->ops->bind(sock,(struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

  // listen
  retval = sock->ops->listen(sock, LISTEN);

  //accept
  retval = sock->ops->accept(sock, newsock, 0);

  //sendmsg
  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  memset(&iov, 0, sizeof(iov));

  msg.msg_name = 0;
  msg.msg_namelen = 0;
  msg.msg_iov = &iov;
  msg.msg_iov->iov_base = string;
  msg.msg_iov->iov_len = strlen(string)+1;
  msg.msg_iovlen = 1;
  msg.msg_control = NULL;
  msg.msg_controllen = 0;
  msg.msg_flags = 0;

  oldfs = get_fs();
  set_fs(KERNEL_DS);

  retval = sock_sendmsg(newsock, &msg, strlen(string)+1);

  set_fs(oldfs);

  return 0;
}

static void __exit server_module_exit( void ) {
  printk(KERN_INFO "Exit usocket.");
}

module_init( server_module_init );
module_exit( server_module_exit );
MODULE_LICENSE("GPL");

模块客户端

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/un.h>
#include <linux/net.h>
#include <net/sock.h>
#include <linux/socket.h>

#define SOCK_PATH   "/tmp/usocket"
#define MAX     100

struct socket *sock = NULL;


static int __init client_module_init( void ) {

  int retval;
  char str[MAX];

  struct sockaddr_un addr;
  struct msghdr msg;
  struct iovec iov;
  mm_segment_t oldfs;

  printk(KERN_INFO "Start client module.\n");

  // create
  retval = sock_create(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, &sock); 

  // connect
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));  
  addr.sun_family = AF_UNIX;
  strcpy(addr.sun_path, SOCK_PATH);

  retval = sock->ops->connect(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr), 0);

  // recvmsg

  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  memset(&iov, 0, sizeof(iov));

  msg.msg_name = 0;
  msg.msg_namelen = 0;
  msg.msg_iov = &iov;
  msg.msg_iovlen = 1;
  msg.msg_iov->iov_base= str;
  msg.msg_iov->iov_len= strlen(str)+1;
  msg.msg_control = NULL;
  msg.msg_controllen = 0;
  msg.msg_flags = 0;

  oldfs = get_fs();
  set_fs(KERNEL_DS);

  retval = sock_recvmsg(sock, &msg, strlen(str)+1, 0);

  set_fs(oldfs);

  // print str
  printk(KERN_INFO "client module: %s.\n",str);

  // release socket
  sock_release(sock);

  return 0;
}

static void __exit client_module_exit( void )
{
  printk(KERN_INFO "Exit client module.\n");
}

 module_init( client_module_init );
 module_exit( client_module_exit );
 MODULE_LICENSE("GPL");

用户服务器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

#define SOCK_PATH "/tmp/usocket"

int send_msg_to_client(int socketfd, char* data) {

  struct msghdr msg;
  struct iovec iov;
  int s;

  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  memset(&iov, 0, sizeof(iov));

  msg.msg_name = NULL;
  msg.msg_namelen = 0;
  iov.iov_base = data;
  iov.iov_len = strlen(data)+1;
  msg.msg_iov = &iov;
  msg.msg_iovlen = 1;
  msg.msg_control = NULL;
  msg.msg_controllen = 0;
  msg.msg_flags = 0;

  s = sendmsg(socketfd, &msg, 0);

  printf("after send - iov_base: %s, length: %d\n", (char *) msg.msg_iov->iov_base, (int) strlen(msg.msg_iov->iov_base));

  if(s < 0){
    perror("sendmsg");
    return 0;
  }

  return s;
}


int main(int argc, char* argv[])
{

        if (argc != 2) {
          printf("Usage: $ %s <string>\n",argv[0]);
          return 0;
        }

    int s, s2, len, slen;
    socklen_t t;
    struct sockaddr_un local, remote;
    char* data = argv[1];

    printf("print data: %s\n",data);

    if ((s = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    memset(&local, 0, sizeof(local));
    local.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(local.sun_path, SOCK_PATH);

    unlink(local.sun_path);

    len = strlen(local.sun_path) + sizeof(local.sun_family);
    if (bind(s, (struct sockaddr *)&local, len) == -1) {
        perror("bind");
        exit(1);
    }

    if (listen(s, 5) == -1) {
        perror("listen");
        exit(1);
    }

    printf("Waiting for a connection...\n");

    t = sizeof(remote);
    if ((s2 = accept(s, (struct sockaddr *)&remote, &t)) == -1) {
        perror("accept");
        exit(1);
    }

    printf("Connected.\n");

    slen = send_msg_to_client(s2, data);

    if(slen < 0)
        perror("send");

    close(s2);

    return 0;
}

用户客户端

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

#define SOCK_PATH "/tmp/usocket"
#define MAX 100

int recv_msg_from_server(int socketfd, char data[MAX]) {

  struct msghdr msg;
  struct iovec iov;
  int s;

  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  memset(&iov, 0, sizeof(iov));

  msg.msg_name = NULL;
  msg.msg_namelen = 0;
  iov.iov_base = data;
  iov.iov_len = MAX;
  msg.msg_iov = &iov;
  msg.msg_iovlen = 1;
  msg.msg_control = NULL;
  msg.msg_controllen = 0;
  msg.msg_flags = 0;


  s = recvmsg(socketfd, &msg, 0);

  printf("after recv - iov_base: %s, length: %d\n", (char *) msg.msg_iov->iov_base, (int) strlen(msg.msg_iov->iov_base));

  if(s < 0){
    perror("recvmsg");
  }

  return s;
}


int main(void)
{
    int s, len, slen;
    struct sockaddr_un remote;
    char data[MAX];

    if ((s = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
            perror("socket");
            exit(1);
        }

    printf("Trying to connect...\n");

    memset(&remote, 0, sizeof(remote));

    remote.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(remote.sun_path, SOCK_PATH);
    len = strlen(remote.sun_path) + sizeof(remote.sun_family);

    if (connect(s, (struct sockaddr *)&remote, len) == -1) {
            perror("connect");
            exit(1);
        }

    printf("Connected.\n");

    slen = recv_msg_from_server(s, data);

    if (slen < 0) {
        perror("recvmsg");
    }

    //printf("print data received > %s\n", data);

    close(s);

    return 0;
}

Answer 1

我刚刚遇到了类似的问题（尽管使用 UNIX 数据报），我相信作为内核一部分的unix_mkname()函数中存在一个错误：该函数确保给定sockaddr_un结构的sun_path字段始终以空值终止通过在该字段的末尾添加一个 NUL 字符。 由于这是最后一个字段，它将破坏分配该结构的区域（堆栈或堆）。

最好的解决方案是在内核源代码中修补该函数，使其仅将sun_path字段的最后一个字符设置为 NUL。 同时，您可以通过将sockaddr_un结构的大小减少 1 个字节来使代码正常工作：

模块服务器

  // bind
  retval = sock->ops->bind(sock,(struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) - 1);

模块客户端

 retval = sock->ops->connect(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) - 1, 0);

当我使用 UNIX 数据报时，我无法确定它是否修复了bind()和connect() ，但至少，它修复了sock_sendmsg() 。

@shu-suzuki：感谢您的指导。

Answer 2

5 年后我回到这里......我再次陷入这个问题，发现我在 5 年前做了同样的事情。

原因与 Tey 的答案相同，解决方案还可以（从长度减去 1），但这是另一种解决方案。

您可以做的是使用struct sockaddr_storage作为struct sockaddr_un 。 就我读过的内核代码而言，这就是他们用来处理来自用户空间的绑定系统调用的内容。 sockeaddr_storage比sockaddr_un因此内核代码可以写入超过 sizeof(sockaddr_un)。

代码应该像

struct sockaddr_storage addrStorage;
struct sockaddr_un* addr;
memset(&addrStorage, 0, sizeof(addrStorage));
addr = (struct sockaddr_un*)&addrStorage;
addr->sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr->sun_path, "/my/sock/name");
kernel_bind(listenSock, (struct sockaddr*)addr, sizeof(*addr));

这看起来对我有用。