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LibcarePlus 是一个用户态进程热补丁框架，可以在不重启进程的情况下对 Linux 系统上运行的目标进程进行热补丁操作。热补丁可以应用于 CVE 漏洞修复，也可以应用于不中断应用服务的紧急 bug 修复。
在 openEuler 上使用 LibcarePlus，需要满足一定的软硬件要求：
当前仅支持 x86 体系架构。
LibcarePlus 可以在任何支持安装 libunwind、 elfutils 以及 binutils 的 Linux 发行版系统上运行。但目前仅在 openEuler 20.03 LTS SP1 版本进行了验证。
使用 LibcarePlus，需遵循以下热补丁规范和约束：
LibcarePlus 运行依赖于 libunwind、 elfutils 和 binutils，在配置了 yum 源的 openEuler 系统上，可以参考如下命令安装 LibcarePlus 的依赖软件。
$ sudo yum install -y binutils elfutils elfutils-libelf-devel libunwind-devel
$ yum install LibcarePlus -y
查看安装是否成功：
$ libcare-ctl -help
usage: libcare-ctl [options] <cmd> [args]
Options:
-v - verbose mode
-h - this message
Commands:
patch - apply patch to a user-space process
unpatch- unapply patch from a user-space process
info - show info on applied patches
server - listen on a unix socket for commands
LibcarePlus 支持如下方式制作热补丁：
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。
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 。
// foo.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
void print_hello(void)
{
printf("Hello world!\n");
}
int main(void)
{
while (1) {
print_hello();
sleep(1);
}
}
// bar.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
void print_hello(void)
{
printf("Hello world %s!\n", "being patched");
}
int main(void)
{
while (1) {
print_hello();
sleep(1);
}
}
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
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：
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 foobar.stripped -o foo.kpatch
$ ls
bar.c bar.s foo foobar foobar.s foobar.stripped foo.c foo.kpatch foo.s
至此，就得到了最终的热补丁文件 foo.kpatch。
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：
--- foo.c 2020-12-09 15:39:51.159632075 +0800
+++ bar.c 2020-12-09 15:40:03.818632220 +0800
@@ -1,10 +1,10 @@
-// foo.c
+// bar.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
void i_m_being_patched(void)
{
- printf("i'm unpatched!\n");
+ printf("you patched my %s\n", "tralala");
}
int main(void)
编写编译 foo.c 的 MakeFile 文件，具体如下所示：
all: foo
foo: foo.c
$(CC) -o $@ $<
clean:
rm -f foo
install: foo
mkdir $$DESTDIR || :
cp foo $$DESTDIR
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 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。
本节以原文件 foo.c 和补丁文件 bar.c 为例，介绍 LibcarePlus 热补丁的应用指导。
应用 LibcarePlus 热补丁之前，需要提前准备好原可执行程序 foo、以及热补丁文件 foo.kpatch。
本节介绍应用 LibcarePlus 热补丁的具体流程。
首先在第一个 shell 窗口运行需要打补丁的可执行程序，如下所示：
$ ./lpmake/foo
Hello world!
Hello world!
Hello world!
随后在第二个 shell 窗口运行 libcare-ctl 应用热补丁，命令如下所示：
$ libcare-ctl -v patch -p $(pidof foo) ./foo.kpatch
若此时热补丁应用成功，第二个 shell 窗口会有如下输出：
1 patch hunk(s) have been successfully applied to PID '10999'
而第一个 shell 窗口内运行的目标进程则会出现如下输出：
Hello world!
Hello world!
Hello world being patched!
Hello world being patched!
本节介绍卸载 LibcarePlus 热补丁的具体流程。
在第二个 shell 窗口执行如下命令：
$ libcare-ctl unpatch -p $(pidof foo)
此时若热补丁卸载成功，第二个 shell 窗口会有如下输出：
1 patch hunk(s) were successfully cancelled from PID '10999'
第一个 shell 窗口内运行的目标进程则会出现如下输出：
Hello world being patched!
Hello world being patched!
Hello world!
Hello world!
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