Author: GeneBlue
0X01 前言
内核驱动是漏洞的高发区，了解Android驱动代码的编写是分析、利用驱动漏洞的基础。本文以一个“hello”驱动为例，简单介绍内核驱动编写、编译的基本过程，包括内核模块的内建编译和动态加载方式的编译。
0X02 编写
在 ./goldsifh/drivers 文件夹下新建hello目录，在hello目录中新建hello.c文件：
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("GeneBlue");
MODULE_DESCRIPTION("Hello Kernel Device");
MODULE_VERSION("1.0");
#define CMD_COMMAND 0x1336
long hello_ioctl(struct file *filp, //ioctl函数
unsigned int cmd,
unsigned long arg){
switch(cmd){
case CMD_COMMAND:
printk("Hello Module hello_ioctl() exced");
break;
default:
printk("Hello Module unknown ioctl cmd");
}
return 0;
}
struct file_operations hello_fops = { //设备的操作函数指针表
unlocked_ioctl: hello_ioctl
};
static struct miscdevice hello_device = { //注册为misc设备的基本属性
minor: MISC_DYNAMIC_MINOR,
name: "hello",
fops: &hello_fops,
mode: 777
};
static int __init hello_begin(void){
int ret;
ret = misc_register(&hello_device); //注册为misc设备
if(ret)
printk("Failed to register misc device");
else
printk("Hello Module successfully loaded");
return ret;
}
static void __exit hello_exit(void){
int ret = misc_deregister(&hello_device); //设备卸载
if(ret)
printk("Hello module exit");
}
module_init(hello_begin); //模块初始化函数
module_exit(hello_exit); //模块卸载函数
写驱动模块时都要包含 module.h 头文件，该头文件定义了一些编写模块时常用宏或函数； kernel.h 提供常用的内核函数，如printk()； fs.h 提供文件表和文件结构，如file_operations； miscdevice.h 提供注册为misc设备的常用函数。
0X03 编译
在编译之前，要确保下载下来的内核代码已经可以顺利地编译运行，具体可以参考这里。
在hello目录中，要增加Makefile配置文件用于编译。在Makefile中添加：
obj-y += hello.o
表示内建编译，即直接编译到内核文件zImage中。然后在 goldfish/drivers/Makefile 中包含新建的驱动设备
obj-y += hello/
这样，再次编译内核后，驱动设备即可包含在内核中。
有的时候，我们需要在手机中编写可动态加载的驱动模块，可动态加载模块非常便于调试，在kmsg中可直接看到调试信息，这个时候需要重新编译手机内核，开启内核的动态加载属性。在编译的内核的时候，使用
make menuconfig
命令，并在menuconfig中做如下配置：
如果不开启该选项就直接 insmod 加载hello.ko，一般情况下都会报如下错误：
insmod: init_module 'hello.ko' failed (Function not implemented)
[内建编译的情况]--编译完内核之后，还需要将内核拷贝到aosp的源码中，替换掉默认的内核文件，在我的Android源码中默认的内核文件存放在如下路径中：
/android-4.4.4_r1/device/lge/hammerhead-kernel/zImage-dtb
编译Android源码生成新的boot.img文件，然后只要将boot.img刷入到手机即可。
完成内核的准备工作之后，下面就要编译动态加载模块hello.ko，依然是上述的 hello.c 文件，在任意位置建一个目录，拷贝hello.c并编写 Makefile 如下：
obj-m := hello.o
KERNELDIR := /home/geneblue/Android/Source/kernel/msm/
PWD :=$(shell pwd)
ARCH=arm
CROSS_COMPILE=/home/geneblue/Android/Source/tsinghua_aosp/android-4.4.4_r1/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-androideabi-4.6/bin/arm-linux-androideabi-
CC=$(CROSS_COMPILE)gcc
LD=$(CROSS_COMPILE)ld
CFLAGS_MODULE=-fno-pic
modules:
make -C $(KERNELDIR) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) M=$(PWD) modules
clean:
rm *.o *.ko *.mod.c *.order *.symvers
注意，Makefile中要加上 CFLAGS_MODULE=-fno-pic 选项，不然insmod加载编译好的 hello.ko relocation节 会错误：
insmod: init_module 'hello.ko' failed (Exec format error)
kmsg:
<3>[ 1646.589131] hello: unknown relocation: 27
最后，使用 make 命令即可编译生成正确的 hello.ko 文件。
0X04 运行
使用模拟器来加载新编好的内核，并在 adb shell 中，root权限下查看新编的驱动：
# root权限下
# ll /dev | grep hello
# dmesg | grep Hello
这样，一个最简单的设备驱动已经可以正确运行了。
将 hello.ko 文件 push 到手机中，root权限下用 insmod 来加载即可。
# 加载内核模块
# insmod hello.ko
# 查看加载的内核模块
# lsmod
0X05 参考
- 在Ubuntu上为Android系统编写Linux内核驱动程序
- Hello world kernel module for android & unknown relocation: 27 when insmod