57 KVM工具使用指南-制作 LibcarePlus 热补丁

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57 KVM工具使用指南-制作 LibcarePlus 热补丁

57.1 概述

LibcarePlus 支持如下方式制作热补丁：

手动制作
通过脚本制作

手动制作热补丁的过程繁琐，对于代码量较大的工程，例如QEMU，手动制作热补丁极其困难。建议使用 LibcarePlus 自带脚本一键式地生成热补丁文件。

57.2 手动制作

本节以原文件 foo.c 和补丁文件 bar.c 为例，给出手动制作热补丁的指导。

准备 C 语言编写的原文件和补丁文件。例如原文件 foo.c 和补丁文件 bar.c 。

<details style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><summary style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;">点击展开 foo.c</summary><p style="margin-top: var(--o-spacing-h8); margin-right: 0px; margin-bottom: var(--o-spacing-h8); margin-left: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; font-size: var(--o-font-size-text); font-weight: normal; color: var(--e-color-text4); line-height: var(--o-line-height-text);"><div class="highlight" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><pre tabindex="0" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; position: relative; color: rgb(248, 248, 242); background-color: rgb(39, 40, 34); tab-size: 4;"><span class="btn_pre_copy" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; cursor: pointer; width: 24px; height: 24px; position: absolute; top: 10px; right: 10px; background-image: url("/img/common/copy.png"); background-repeat: no-repeat; background-size: 100% 100%;"><code class="language-c hljs cpp" data-lang="c" style="margin: 0px; padding: 0.5em; box-sizing: inherit; font-style: normal; font-weight: normal; display: block; overflow-x: auto; background: rgb(39, 40, 34); color: rgb(221, 221, 221);"></code></pre></div><details style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><summary style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;">点击展开 bar.c</summary><p style="margin-top: var(--o-spacing-h8); margin-right: 0px; margin-bottom: var(--o-spacing-h8); margin-left: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; font-size: var(--o-font-size-text); font-weight: normal; color: var(--e-color-text4); line-height: var(--o-line-height-text);"><div class="highlight" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><pre tabindex="0" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; position: relative; color: rgb(248, 248, 242); background-color: rgb(39, 40, 34); tab-size: 4;"><span class="btn_pre_copy" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; cursor: pointer; width: 24px; height: 24px; position: absolute; top: 10px; right: 10px; background-image: url("/img/common/copy.png"); background-repeat: no-repeat; background-size: 100% 100%;"><code class="language-c hljs cpp" data-lang="c" style="margin: 0px; padding: 0.5em; box-sizing: inherit; font-style: normal; font-weight: normal; display: block; overflow-x: auto; background: rgb(39, 40, 34); color: rgb(221, 221, 221);"></code></pre></div></details></details>
编译得到原文件和补丁文件的汇编文件 foo.s 和 bar.s，参考命令如下：
```
# gcc -S foo.c
# gcc -S bar.c
# ls
bar.c  bar.s  foo.c  foo.s
```
使用 kpatch_gensrc 对比 foo.s 和 bar.s 差异，生成包含原文件的汇编内容和差异内容的 foobar.s，参考命令如下：
```
# sed -i 's/bar.c/foo.c/' bar.s
# kpatch_gensrc --os=rhel6 -i foo.s -i bar.s -o foobar.s --force-global
```
由于 kpatch_gensrc 默认对同一 C 语言原文件进行对比，所以对比前需要使用 sed 命令将补丁汇编文件 bar.s 中的 bar.c 改为原文件名称 foo.c。随后调用 kpatch_gensrc，指定输入文件为 foo.s 与 bar.s，输出文件为 foobar.s。
编译原文件的汇编文件 foo.s 和生成的汇编文件 foobar.s，得到可执行文件 foo 和 foobar，参考命令如下：
```
# gcc -o foo foo.s
# gcc -o foobar foobar.s -Wl,-q
```
链接选项 -Wl, -q 将保留foobar中的重定位节。
利用 kpatch_strip 去除可执行程序 foo 和 foobar 的相同内容，保留制作热补丁所需要的内容。
```
# kpatch_strip --strip foobar foobar.stripped
# kpatch_strip --rel-fixup foo foobar.stripped
# strip --strip-unneeded foobar.stripped
# kpatch_strip --undo-link foo foobar.stripped
```
上述命令中的各参数含义为：
- –strip 用于去除 foobar 中对于补丁制作无用的 section；
- –rel-fixup 用于修复补丁内所访问的变量以及函数的地址；
- strip –strip-unneeded 用于去除对于热补丁重定位操作无用的符号信息；
- –undo-link 用于将补丁内符号的地址从绝对地址更改为相对地址。
制作热补丁文件。

通过以上操作，已经得到了热补丁制作所需的主要内容。接下来需要使用 kpatch_make 将原可执行文件的 Build ID 以及 kpatch_strip 的输出文件 foobar.stripped 作为参数传递给 kpatch_make，最终生成热补丁文件，参考命令如下：
```
# str=$(readelf -n foo | grep 'Build ID')
# substr=${str##* }
# kpatch_make -b $substr -i 0001 foobar.stripped -o foo.kpatch
# ls
bar.c  bar.s  foo  foobar  foobar.s  foobar.stripped  foo.c  foo.kpatch  foo.s
```
至此，就得到了patch ID为0001的热补丁文件 foo.kpatch。

57.3 通过脚本制作

本节介绍如何利用 LibcarePlus 自带的 libcare-patch-make 脚本制作热补丁文件，仍以原文件 foo.c 和补丁文件 bar.c 为例。

利用 diff 命令生成 foo.c 和 bar.c 的对比文件，命令如下所示:
```
# diff -up foo.c bar.c > foo.patch
```
foo.patch 文件内容如下所示：

<details style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><summary style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;">点击展开 foo.patch</summary><p style="margin-top: var(--o-spacing-h8); margin-right: 0px; margin-bottom: var(--o-spacing-h8); margin-left: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; font-size: var(--o-font-size-text); font-weight: normal; color: var(--e-color-text4); line-height: var(--o-line-height-text);"><div class="highlight" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><pre tabindex="0" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; position: relative; color: rgb(248, 248, 242); background-color: rgb(39, 40, 34); tab-size: 4;"><span class="btn_pre_copy" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; cursor: pointer; width: 24px; height: 24px; position: absolute; top: 10px; right: 10px; background-image: url("/img/common/copy.png"); background-repeat: no-repeat; background-size: 100% 100%;"><code class="language-diff hljs" data-lang="diff" style="margin: 0px; padding: 0.5em; box-sizing: inherit; font-style: normal; font-weight: normal; display: block; overflow-x: auto; background: rgb(39, 40, 34); color: rgb(221, 221, 221);"></code></pre></div></details>
编写编译 foo.c 的 Makefile 文件，具体如下所示：

<details style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><summary style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;">点击展开 Makefile</summary><p style="margin-top: var(--o-spacing-h8); margin-right: 0px; margin-bottom: var(--o-spacing-h8); margin-left: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; font-size: var(--o-font-size-text); font-weight: normal; color: var(--e-color-text4); line-height: var(--o-line-height-text);"><div class="highlight" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit;"><pre tabindex="0" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; position: relative; color: rgb(248, 248, 242); background-color: rgb(39, 40, 34); tab-size: 4;"><span class="btn_pre_copy" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: inherit; cursor: pointer; width: 24px; height: 24px; position: absolute; top: 10px; right: 10px; background-image: url("/img/common/copy.png"); background-repeat: no-repeat; background-size: 100% 100%;"><code class="language-makefile hljs" data-lang="makefile" style="margin: 0px; padding: 0.5em; box-sizing: inherit; font-style: normal; font-weight: normal; display: block; overflow-x: auto; background: rgb(39, 40, 34); color: rgb(221, 221, 221);"></code></pre></div></details>

编写好 Makefile 之后，直接调用 libcare-patch-make 即可。若 libcare-patch-make 询问选择哪个文件进行打补丁操作，输入原文件名即可，具体如下所示：

# libcare-patch-make --clean -i 0001 foo.patch
rm -f foo
BUILDING ORIGINAL CODE
/usr/local/bin/libcare-cc -o foo foo.c
INSTALLING ORIGINAL OBJECTS INTO /libcareplus/test/lpmake
mkdir $DESTDIR || :
cp foo $DESTDIR
applying foo.patch...
can't find file to patch at input line 3
Perhaps you used the wrong -p or --strip option?
The text leading up to this was:
--------------------------
|--- foo.c	2020-12-10 09:43:04.445375845 +0800
|+++ bar.c	2020-12-10 09:48:36.778379648 +0800
--------------------------
File to patch: foo.c         
patching file foo.c
BUILDING PATCHED CODE
/usr/local/bin/libcare-cc -o foo foo.c
INSTALLING PATCHED OBJECTS INTO /libcareplus/test/.lpmaketmp/patched
mkdir $DESTDIR || :
cp foo $DESTDIR
MAKING PATCHES
Fixing up relocation printf@@GLIBC_2.2.5+fffffffffffffffc
Fixing up relocation print_hello+0
patch for /libcareplus/test/lpmake/foo is in /libcareplus/test/patchroot/700297b7bc56a11e1d5a6fb564c2a5bc5b282082.kpatch

执行成功之后，输出显示：热补丁文件位于当前目录的 patchroot 目录下，可执行文件则在 lpmake 目录下。脚本生成的热补丁文件默认是采用 Build ID 作为热补丁文件的文件名。

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