内核补丁热更新ceph内核模块

前言

内核模块的更新一般需要卸载模块再加载，但是很多时候使用场景决定了无法做卸载的操作，而linux支持了热更新内核模块的功能，这个已经支持了有一段时间了，一直没有拿ceph的相关模块进行验证

注意模块的某些函数是不支持的，init的部分是不支持的，补丁弄完验证一下就可以知道支不支持，不支持的部分会提示

准备工作

先检查当前的版本支持不

[root@lab101 kpatch]# cat /boot/config-3.10.0-1062.el7.x86_64 |grep PATCH
CONFIG_HAVE_LIVEPATCH=y
CONFIG_LIVEPATCH=y
CONFIG_DVB_BUDGET_PATCH=m
CONFIG_SND_HDA_PATCH_LOADER=y

可以看到默认内核是支持的，这个是红帽维护的一个体系，自己的内核，肯定会很快集成进去的

安装依赖包

[root@lab102 ~]# yum install  elfutils-devel  rpm-build
[root@lab102 ~]# rpm -ivh kernel-debuginfo-common-x86_64-3.10.0-1062.el7.x86_64.rpm kernel-debuginfo-3.10.0-1062.el7.x86_64.rpm

下载软件

git clone https://github.com/dynup/kpatch.git
make 
make install 

上面的软件提供两个命令
一个是kpatch
一个是kpatch-build
后面会用到

我的机器是这个版本

[root@lab102 ~]# uname  -a
Linux lab102 3.10.0-1062.el7.x86_64 #1 SMP Wed Aug 7 18:08:02 UTC 2019 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

那么提前下载好

kernel-3.10.0-1062.el7.src.rpm

生成差异热更新模块

因为这个打补丁是基于差异打的补丁，所以需要知道之前的源码和现在的源码的差异，然后再进行后面的处理，所以我们要准备两份源码，一份未修改的，一份修改了的

[root@lab102 kernel]# rpm2cpio kernel-3.10.0-1062.el7.src.rpm |cpio -div
[root@lab102 kernel]# xz -d linux-3.10.0-1062.el7.tar.xz
[root@lab102 kernel]# tar -xvf linux-3.10.0-1062.el7.tar
[root@lab102 kernel]# cp -ra linux-3.10.0-1062.el7/ linux-3.10.0-1062.el7-patch

我们现在就有两份源码了
我们默认使用的是前面那套内核里面的代码，后面的是准备修改的代码

修改代码

[root@lab102 kernel]# vim linux-3.10.0-1062.el7-patch/drivers/block/rbd.c 

为了方便查看我们修改rbd map的函数

pr_info("%s: capacity %llu features 0x%llx\n", rbd_dev->disk->disk_name,
        (unsigned long long)get_capacity(rbd_dev->disk) << SECTOR_SHIFT,
        rbd_dev->header.features);
rc = count;

改成

pr_info("%s: capacity 我改这里的显示了  %llu features 0x%llx\n", rbd_dev->disk->disk_name,
         (unsigned long long)get_capacity(rbd_dev->disk) << SECTOR_SHIFT,
         rbd_dev->header.features);
 rc = count;

获取差异文件

[root@lab102 kernel]#  diff -u linux-3.10.0-1062.el7/drivers/block/rbd.c linux-3.10.0-1062.el7-patch/drivers/block/rbd.c > rbd.patch

得到的文件如下

[root@lab102 kernel]# cat rbd.patch 
--- linux-3.10.0-1062.el7/drivers/block/rbd.c	2019-07-19 03:58:03.000000000 +0800
+++ linux-3.10.0-1062.el7-patch/drivers/block/rbd.c	2020-11-19 15:22:21.653239816 +0800
@@ -6299,7 +6299,7 @@
 	list_add_tail(&rbd_dev->node, &rbd_dev_list);
 	spin_unlock(&rbd_dev_list_lock);
 
-	pr_info("%s: capacity %llu features 0x%llx\n", rbd_dev->disk->disk_name,
+	pr_info("%s: capacity 我改这里的显示了  %llu features 0x%llx\n", rbd_dev->disk->disk_name,
 		(unsigned long long)get_capacity(rbd_dev->disk) << SECTOR_SHIFT,
 		rbd_dev->header.features);
 	rc = count;

我们需要根据这个

[root@lab102 kernel]# /usr/local/bin/kpatch-build rbd.patch  --skip-gcc-check --skip-cleanup  -r kernel-3.10.0-1062.el7.src.rpm
WARNING: Skipping gcc version matching check (not recommended)
Skipping cleanup
Fedora/Red Hat distribution detected
Downloading kernel source for 3.10.0-1062.el7.x86_64
Unpacking kernel source
Testing patch file(s)
Reading special section data
Building original source
Building patched source
Extracting new and modified ELF sections
rbd.o: changed function: do_rbd_add.isra.45
Patched objects: drivers/block/rbd.ko
Building patch module: livepatch-rbd.ko
SUCCESS

可以从提示上面看到一些信息
修改是drivers/block/rbd.ko模块，改了do_rbd_add这个函数，生成得是livepatch-rbd.ko这个ko文件

我们把这个ko文件拷贝到相同内核的，需要更新的机器

先做map的操作，检查打补丁前的输出

[root@lab101 patch]# rbd map testrbd
/dev/rbd0
[root@lab101 patch]# dmesg 
[3303179.423310] libceph: mon0 192.168.19.101:6789 session established
[3303179.423726] libceph: client20564 fsid beeb1bd5-54ed-40b6-897f-f31f43a517e6
[3303179.429378] rbd: rbd0: capacity 53687091200 features 0x1

[root@lab101 patch]# kpatch list
Loaded patch modules:
Installed patch modules:

可以看到没有打过补丁

加载补丁

[root@lab101 patch]# kpatch load livepatch-rbd.ko 
loading patch module: livepatch-rbd.ko
waiting (up to 15 seconds) for patch transition to complete...
transition complete (3 seconds)

尝试map

[root@lab101 patch]# rbd map testrbda
/dev/rbd1
[root@lab101 patch]# dmesg 
[3303179.423310] libceph: mon0 192.168.19.101:6789 session established
[3303179.423726] libceph: client20564 fsid beeb1bd5-54ed-40b6-897f-f31f43a517e6
[3303179.429378] rbd: rbd0: capacity 53687091200 features 0x1
[3303262.296794] livepatch: enabling patch 'livepatch_rbd'
[3303262.307782] livepatch: 'livepatch_rbd': starting patching transition
[3303264.938241] livepatch: 'livepatch_rbd': patching complete
[3303291.798301] rbd: rbd1: capacity 我改这里的显示了  53687091200 features 0x1
[root@lab101 patch]# kpatch list
Loaded patch modules:
livepatch_rbd [enabled]

Installed patch modules:

可以看到上面的操作过程中我并没有去rmmod rbd 或者重新modprobe rbd，内核模块就已经更新了

上面的是加载了补丁，如果需要安装补丁是需要执行

[root@lab101 patch]# kpatch install livepatch-rbd.ko 
installing livepatch-rbd.ko (3.10.0-1062.el7.x86_64)
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kpatch.service to /usr/local/lib/systemd/system/kpatch.service.

实际上上面的操作是把patch的ko拷贝到了路径

/var/lib/kpatch/3.10.0-1062.el7.x86_64/livepatch-rbd.ko

install的操作就是启动的时候把这个加载进去
如果觉得不满意，补丁是支持回退的

[root@lab101 patch]# kpatch unload livepatch-rbd
disabling patch module: livepatch_rbd
waiting (up to 15 seconds) for patch transition to complete...
transition complete (3 seconds)
unloading patch module: livepatch_rbd

基于以上就完成了rbd的一次热更新的过程了，通常来说模块的更新并不需要重启机器，但是如果模块提供的服务上面加载了其它服务，服务又被客户端连接的话，这个更新步骤就比较麻烦了，如果能够热更新，能够省很多事情，当然内核模块的更新要测试验证没有问题再去动，否则很容易把机器搞死机了

自有内核模块的热更新

如果内核模块是自己改过的，或者并不是内核树里面的，需要打补丁，可以用下面的命令处理

/usr/local/bin/kpatch-build -s ./block/ -t all -e ./block/rbd.ko block-rbd.patch  --skip-gcc-check

上面的block为源码的目录，需要准备好Makefile的，后面的-e后面接的是之前版本编译出来的内核模块，block-rbd.patch 就是源码的差异，然后编译出来的就是patch模块
这个地方内核的版本就再block的里面的Makefile里面去控制了

[root@lab102 kernel]# /usr/local/bin/kpatch-build -s ./block/ -t all -e ./block/rbd.ko block-rbd.patch  --skip-gcc-check
WARNING: Skipping gcc version matching check (not recommended)
Using source directory at /root/kernel/block
Testing patch file(s)
Reading special section data
Building original source
Building patched source
Extracting new and modified ELF sections
rbd.o: changed function: do_rbd_add.isra.45
Patched objects: rbd.ko
Building patch module: livepatch-block-rbd.ko
SUCCESS

这个方式的编译就快很多了，如果是更新内核自带的模块，用上面的整个编译的，如果是自己改过的，就可以用后面的方式去实现了