Linux驱动适配内核时，对于不同版本内核中有变化函数的适配方式

一、情景

Linux驱动适配不同内核时，由于内核版本的不同，有些函数可能没有，或者在高版本中函数已经变化了，比如增删了一些参数。

二、常规处理方案，根据内核版本判断

一般情况我们处理方式是在使用这些函数时，通过宏来判断当前的内核版本，根据版本来决定怎么正确的使用函数，比如：

#if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(5,12,0)
		generic_fillattr(inode, stat);
#elif LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(5,12,0) && LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(6,3,0)
		generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
#elif LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(6,3,0) && LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(6,6,0)
		generic_fillattr(idmap, inode, stat);
#elif LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(6,6,0)
		generic_fillattr(idmap,request_mask,inode, stat);
#endif

这种我们需要准确知道generic_fillattr这个函数在哪个内核版本怎么变化了。但是Linux的内核有那么多，要找到从哪个版本开始变化的，很多时候需要巨大的工作量。

三、以vfs_getattr函数为例，介绍推荐的处理方案——编译时测试并决定

Linux的驱动适配，我们都需要在对应适配的内核中去编译一次，基于这个原理，我们可以在编译时，通过测试脚本，来确定使用的函数在当前内核中是否存在，以及是怎么样的形式存在。

不同内核版本的vfs_getattr

低版本内核中，接受三个参数：

int vfs_getattr(struct vfsmount *mnt, struct dentry *dentry, struct kstat *stat)
{
        struct inode *inode = dentry->d_inode;
        int retval;

        retval = security_inode_getattr(mnt, dentry);
        if (retval)
                return retval;

        if (inode->i_op->getattr)
                return inode->i_op->getattr(mnt, dentry, stat);

        generic_fillattr(inode, stat);
        return 0;
}

高一点的版本中，mnt和dentry参数直接变成了path结构体，而只接受2个参数：

int vfs_getattr(struct path *path, struct kstat *stat)
{
        struct inode *inode = path->dentry->d_inode;
        int retval;

        retval = security_inode_getattr(path->mnt, path->dentry);
        if (retval)
                return retval;

        if (inode->i_op->getattr)
                return inode->i_op->getattr(path->mnt, path->dentry, stat);

        generic_fillattr(inode, stat);
        return 0;
}

更高的版本中，多传入了2个参数，提供了额外的功能，允许调用者对文件属性获取操作进行更细粒度的控制，
request_mask：用于指定要获取的文件属性的掩码，即希望获取哪些属性的位掩码。
query_flags：用于指定其他查询标志，例如是否忽略安全性检查等。

int vfs_getattr(const struct path *path, struct kstat *stat,
                u32 request_mask, unsigned int query_flags)
{
        int retval;

        retval = security_inode_getattr(path);
        if (retval)
                return retval;
        return vfs_getattr_nosec(path, stat, request_mask, query_flags);
}

测试脚本

我们创建一个名为generate-kernel-function的脚本，包括以下函数：

通用函数：

prefix="KERNEL_API_"

while [ "${1:0:1}" = "-" ] ; do
    case "$1" in
        -t)
            shift
            tmpdir=$1
            ;;
        -o)
            shift
            outfile=$1
            ;;
    esac
    shift
done

run() {
	( $@ || return 1 ) >/dev/null 2>&1
}

do_test() {
    local var="$1"
    local val="$2"
    [ -n "$var" ]
    var="${prefix}$var"
    local src="$tmp_dir/test.c"
    local obj="$tmp_dir/test.o"
    cat > "$src"
    if ( run gcc -o "$obj" -c "$src" ) ; then
        out "#define $var ${val:-1}"
    elif [ -z "$val" ] ; then
        out "#undef $var"
    else
        out "// not $var $val"
    fi
}

do_test 这个函数接受两个参数：

$1：变量名，用于指定要测试的条件。
$2：值，用于指定测试条件的预期值。
函数首先将这两个参数保存到本地变量 var 和 val 中。然后，它检查是否提供了变量名 $var，并在必要时添加前缀。接着，它定义了两个本地变量 src 和 obj，用于指定测试代码的源文件和目标文件的路径。
接下来，函数使用 cat 命令将标准输入中的内容输出到文件 $src 中，以生成测试代码。
接着，函数调用 c_run 函数编译源文件 $src 并生成目标文件 $obj。如果编译成功，则输出 #define $var ${val:-1}，其中 ${val:-1} 表示如果 $val 未定义，则使用默认值 1。如果编译失败且 $val 未定义，则输出 #undef $var，表示未定义该变量。否则，输出 // not $var $val，表示未达到预期值。

测试函数：

do_test "VFS_GETATTR_ARGS" 2 <<END
#include 
int test(struct path path, struct kstat exec_file_stat, u32 request_mask, unsigned int query_flags) {
    return vfs_getattr(&path, &exec_file_stat);
}
END

do_test "VFS_GETATTR_ARGS" 3 <<END
#include 
int test(struct vfsmount *path, struct dentry *dentry, struct kstat exec_file_stat) {
    return vfs_getattr(path, dentry, &exec_file_stat);
}
END

do_test "VFS_GETATTR_ARGS" 4 <<END
#include 
int test(struct path path, struct kstat exec_file_stat, u32 request_mask, unsigned int query_flags) {
    return vfs_getattr(&path, &exec_file_stat, 0, 0);
}
END

编译脚本中调用，和实际的使用

在编译的Makefile文件中，我们可以通过：

generate-kernel-function -t `pwd`/tmp -o kernel-function.h

调用测试函数，并根据测试的结果生成宏，并输出到的一个头文件中，而在实际使用vfs_getattr函数的地方，我们通过判断哪个宏存在，就可以正确的调用对应的函数：

#if (2 == KERNEL_API_VFS_GETATTR_ARGS)
#define our_vfs_getattr(path, exec_file_stat) vfs_getattr(path, exec_file_stat)
#elif (3 == KERNEL_API_VFS_GETATTR_ARGS)
#define our_vfs_getattr(path, exec_file_stat) vfs_getattr((path)->mnt, (path)->dentry, exec_file_stat)
#elif (4 == KERNEL_API_VFS_GETATTR_ARGS)
#define our_vfs_getattr(path, exec_file_stat) vfs_getattr(path, exec_file_stat, 0, 0)
#else
#error The number of arguments to vfs_getattr is neither 2 nor 3 nor 4
#endif

static int get_exec_eigenvalue(const char* exe_path, uint64_t* eigenvalue) {
    struct kstat exec_file_stat;
    our_nameidata_t nd;
    if (our_nd_from_name(exe_path, 0, &nd) == 0) {
        if (our_vfs_getattr(&(nd.path), &exec_file_stat)) {
}

四、是否有某个函数测试的例子

测试函数

do_test "HAVE_PATH_LOOKUP" <<END
#include 
#include 
void test(const char *path) {
	struct nameidata nd;
	path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
}
END

c代码中使用

static void add_mntpoint(const char *mnt, const char *fs, const char *options)
{
    int rc;
    our_nameidata_t nd;
    if(!should_track_mountpoint(fs)) {
        return;
    }
#ifdef KERNEL_API_HAVE_PATH_LOOKUP
    rc = path_lookup(mnt, LOOKUP_FOLLOW | LOOKUP_DIRECTORY, &nd);
#else
    rc = kern_path(mnt, LOOKUP_FOLLOW | LOOKUP_DIRECTORY, &(nd.path));
#endif
}

通过这种方式，我们就可以不必关心函数是在哪个版本变化的，而只需在遇到编译不过的内核时，到这个版本的内核源码中查询这个函数的定义，根据定义来写好测试函数，在编译时动态的就适配这个函数。