Linux内核热补丁的四种技术

有多种技术在竞争成为实现Linux内核热补丁的最优方案。

没人喜欢重启机器，尤其是涉及到一个内核问题的最新补丁程序。

为达到不重启的目的，目前有3个项目在朝这方面努力，将为大家提供内核升级时打热补丁的机制，这样就可以做到完全不重启机器。

Ksplice项目

首先要介绍的项目是Ksplice，它是热补丁技术的创始者，并于2008年建立了与项目同名的公司。Ksplice在替换新内核时，不需要预先修改；只需要一个diff文件，列出内核即将接受的修改即可。Ksplice公司免费提供软件，但技术支持是需要收费的，目前能够支持大部分常用的Linux发行版本。

但在2011年Oracle收购了这家公司后，情况发生了变化。 这项功能被合入到Oracle自己的Linux发行版本中，只对Oralcle自己提供技术更新。 这就导致，其他内核hacker们开始寻找替代Ksplice的方法，以避免缴纳Oracle税。

Kgraft项目

2014年2月，Suse提供了一个很好的解决方案：Kgraft，该内核更新技术以GPLv2/GPLv3混合许可证发布，且Suse不会将其作为一个专有发明封闭起来。Kgraft被提交到Linux内核主线，很有可能被内核主线采用。目前Suse已经把此技术集成到Suse Linux Enterprise Server 12。

Kgraft和Ksplice在工作原理上很相似，都是使用一组diff文件来计算内核中需要修改的部分。但与Ksplice不同的是，Kgraft在做替换时，不需要完全停止内核。 在打补丁时，正在运行的函数可以先使用老版本或新内核中对应的部分，当补丁打完后就可以完全切换新的版本。

Kpatch项目

Red Hat也提出了他们的内核热补丁技术。同样是在2014年初 – 与Suse在这方面的工作差不多 – Kpatch的工作原理也和Kgraft相似。

主要的区别点在于，正如Red Hat的Josh Poimboeuf总结的那样，Kpatch并不将内核调用重定向到老版本。相反，它会等待所有函数调用都停止时，再切换到新内核。Red Hat的工程师认为这种方法更为安全，且更容易维护，缺点就是在打补丁的过程中会带来更大的延迟。

和Kgraft一样，Kpatch不仅仅可以在Red Hat的发行版本上使用，同时也被提交到了内核主线，作为一个可能的候选。 坏消息是Red Hat还未将此技术集成到产品中。 它只是被合入到了Red Hat Enterprise Linux 7的技术预览版中。

…也许 Kgraft + Kpatch更合适?
Red Hat的工程师Seth Jennings在2014年11月初，提出了第四种解决方案。将Kgraft和Kpatch结合起来, 补丁包用这两种方式都可以。在新的方法中，Jennings提出，“热补丁核心为其他内核模块提供了一个热补丁的注册接口”， 通过这种方法，打补丁的过程 – 更准确的说，如何处理运行时内核调用 –可以被更加有序的组织起来。

这项新建议也意味着两个方案都还需要更长的时间，才能被linux内核正式采纳。尽管Suse步子迈得更快，并把Kgraft应用到了最新的enterprise版本中。让我们也关注一下Red Hat和Canonical近期是否会跟进。