CN111736851B - 提高用于linux系统的软件的兼容性的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高用于linux系统的软件兼容性的方法，主要根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号；将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用进程进行克隆，将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；修改后的克隆的系统调用进程副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；命令执行完成后，销毁克隆后的系统调用进程副本，根据处理进程识别号查找原始的处理进程，并使其恢复运行。本发明不仅有效的提高了用于linux系统的软件的兼容性，而且该方法的耗时短，整个方法是动态执行的，更加高效和稳定。同时，本发明提高了整个方法的安全性能。

Description

提高用于linux系统的软件的兼容性的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法。
背景技术
随着时代的进步，人们的工作、生活和学习步入了电子化的状态，所以这些都依附于各种各样功能的软件，才得以实现。由于现在的电子设备越来越多样化，其使用的系统也越来越多，所以，如何提高软件的兼容性也是现在急需解决的一个问题。
目前，国产化处理器、系统的自主安全可控，存在大量软硬件部分不兼容的情况，如果每一套方案都针对性的做适配，工作量极其庞大，管理更加复杂。比如国产处理器的ARM架构，内核的自主可控以及安全性调整等等原因，导致在这些系统上运行的部分软件在诸如一些系统调用指令等方面会出现不适配的情况，无法兼容现有的软件系统。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种能够有效的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法，。
技术方案：为实现上述目的，本发明一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法, 包括：
对接收到的命令进行判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行内核函数修改步骤；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；
其中，内核函数修改步骤包括：根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用进程进行克隆，将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；修改后的克隆的系统调用进程副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；命令执行完成后，销毁克隆后的系统调用进程副本，根据处理进程识别号查找原始的处理进程，并使其恢复运行。
进一步，将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态的方法为：根据原始处理进程的识别号找到对应的进程表项，在进程表项中将原始处理进程的状态修改为休眠。
进一步，所述对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：所述对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：将接收到的命令与预设的映射表进行匹配，如果接收到的命令在预设的映射表中，则为需要调用自定义的内核函数的命令；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；其中，预设的映射表为哈希表，需要替换调用地址的命令的原始调用接口地址通过乘法哈希算法得到第一key1值，相对应的value部分为替换的新的函数调用接口的地址。通过这种兼容性方式，在保障高性能和高安全的同时，可以动态的适配各类系统，对用户使用而言完全屏蔽了系统、硬件等差异性，同时可以依据不同系统定制需要感知的系统调用，做一些定制化的兼容性适配，简化适配的工作量。
进一步，还包括命令信息合法性检测；预设合法命令的格式，将接收到的命令信息进行反向解析，与预设合法命令的格式进行对比，完全一样，则该命令属于合法命令，继续进行命令的兼容性判断；如果接收到的命令信息进过反向解析与预设合法命令的格式不一致，则为非法命令，直接进行拦截。这样有效的提高了整个方法的安全性能。
更进一步，所述合法命令格式的设置方法为：通通过合法命令中的命令名称和命令参数长度采用乘法哈希算法生成的字符串key2, 提取字符串key2的奇位构成子串，子串与命令名称和命令参数长度构成的字符串拼接成字符串key3，将字符串key3利用base64算法生成随机码。相较于传统的校验，这里不仅对命令类型本身检查，对命令参数、命令长度，参数命令的组合整体进行合法性校验，确保在内核态处理的命令操作是极其安全的，保障系统的稳定性。
进一步，还包括命令权限判断，对直接调用原始处理进程的命令进行命令权限判断，如果命令为限制命令，则不执行该命令；如果是非限制命令；则根据调用的处理进程识别号调用对应的处理进程。这样能够有效的降低系统的开销，提高整个系统的性能。
更进一步，所述命令权限判断方法为：首先预设值命令权限控制表，根据每个命令的原始调用接口地址做乘法哈希运算求模得到对应命令在命令权限控制表中的位置，然后这个位置存放对应命令权限状态的数据0或1，0表示非限制状态；1表示限制状态。这样能够非常快速且准确的找到每个命令的系统调用的限制情况。
本发明还提供了一种提高用于linux系统的软件的兼容性的系统，其中包括内核驱动模块，所述内核驱动模块对接收到的命令进行判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行内核函数修改步骤；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；
其中，内核函数修改步骤包括：根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号；将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用进程进行克隆，将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；修改后的克隆的系统调用进程副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；命令执行完成后，销毁克隆后的系统调用进程副本，根据处理进程识别号查找原始的处理进程，并使其恢复运行。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上保存有程序，所述程序被运行时执行上述提高用于linux系统的软件的兼容性的方法。
本发明还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被运行时执行上述提高用于linux系统的软件的兼容性的方法。
工作原理：本发明主要将需要调用自定义的内核函数的处理进程进行克隆，并将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；同时将原始的处理进程挂起直到进程执行完成后恢复，从而有效的提高了用于linux系统的软件的兼容性。因为内核函数本身无法修改，所以针对同样的内核函数进行处理的时候，需要在不同的操作系统下，能够实现同一操作执行相同的逻辑，并且是动态可控的，在不需要启用相应调用的过程可以执行内核本身的系统调用，为了达到这样的兼容性目的，采用了进程堆栈克隆的手段，对进程堆栈副本的修饰，实现可动态兼容的目的。
有益效果：与现有技术相比，本发明不仅有效的提高了用于linux系统的软件的兼容性，而且该方法的耗时短，整个方法是动态执行的，更加高效和稳定。同时，本发明提高了整个方法的安全性能。
附图说明
图1为实施例1的工作流程示意图；
图2为实施例2的工作流程示意图；
图3为实施例3的工作流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开了一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法，主要包括以下步骤：
步骤1：内核驱动模块运行在内核中，对接收到的用户态发送的命令信息进行兼容性判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行步骤2~步骤4；反之，则执行步骤5；其中，对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：将接收到的命令的原始调用接口地址进行乘法hash计算，得到对应的第一key1值，根据得到的第一key1值在预设的映射表中进行查询，如果接收到的命令在预设的映射表中，则为需要调用自定义的内核函数的命令；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；其中，预设的映射表为哈希表，由需要替换调用地址的命令的原始调用接口地址作进行乘法hash得到第一key1值，相对应的value部分为替换的新的函数调用接口的地址。预设的映射表可以为map<key,value>的hash表。Key和value都是char *字符串类型。
步骤2：内核驱动模块从接收到的命令信息中捕获内核系统调用的处理进程识别号（下文简称pid），先将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用的原始处理进程进行克隆形成处理进程副本，将克隆后的处理进行副本中的调用接口地址修改为自定义函数存储的地址；其中，根据原始处理进程的识别号找到对应的控制表，在控制表中将原始处理进程的状态修改为休眠从而完成将原始处理进程挂起的步骤。
步骤3：步骤2中的修改过接口地址的处理进行副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；
步骤4：命令执行完成后，销毁克隆处理进程副本，根据pid查找原始的处理进程，并使其恢复运行，恢复完成后通知用户态处理结果。
步骤5：内核驱动模块从接收到的命令信息中捕获内核系统调用的处理进程pid，调用对应的处理进程对数据进行处理，处理结束后，通知用户态处理结果。
实施例2：
如图2所示，本实施例公开了一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法，主要包括以下步骤：
步骤1：内核驱动模块运行在内核中，对接收到的用户态发送的命令信息进行合法性检测，如果通过合法性测试则执行步骤2；如果没有通过合法性测试，则该命令信息直接被拦截；
其中，合法性检测的方法为：
步骤101：初始化时预设置合法命令的格式，其主要是通过合法命令中的命令名称和命令参数长度采用乘法hash算法生成的字符串key2, 提取字符串key2的奇位构成子串，子串与命令名称和命令参数长度顺序排列成的字符串通过两个字符(&&)拼接成字符串key3，将字符串key3利用base64算法生成随机码；
步骤102：内核驱动模块对接收到的命令信息进行反向解析，基于base64解密出字符串key3，然后将字符串key3中命令的数据类型和长度构成的字符串和字符串key2的奇位构成子串提取出来；
步骤103：判断步骤102中提取的子串与步骤101中预设置的合法命令的子串是否有相同的，如果有，则为合法的子串，再对命令名称和命令参数长度进行校验；如果没有相同的，则该命令没有通过合法性测试。
步骤2：内核驱动模块运行在内核中，对接收到的用户态发送的命令信息进行兼容性判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行步骤3~步骤5；反之，则执行步骤6；其中，对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：将接收到的命令的原始调用接口地址进行乘法hash计算，得到对应的第一key1值，根据得到的第一key1值在预设的映射表中进行查询，如果接收到的命令在预设的映射表中，则为需要调用自定义的内核函数的命令；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；其中，预设的映射表为哈希表，由需要替换调用地址的命令的原始调用接口地址作进行乘法hash得到第一key1值，相对应的value部分为替换的新的函数调用接口的地址。预设的映射表可以为map<key,value>的hash表。Key和value都是char *字符串类型。
步骤3：内核驱动模块从接收到的命令信息中捕获内核系统调用的处理进程识别号（下文简称pid），先将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用的原始处理进程进行克隆形成处理进程副本，将克隆后的处理进行副本中的调用接口地址修改为自定义函数存储的地址；其中，根据原始处理进程的识别号找到对应的控制表，在控制表中将原始处理进程的状态修改为休眠从而完成将原始处理进程挂起的步骤。
步骤4：步骤3中的修改过接口地址的处理进行副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；
步骤5：命令执行完成后，销毁克隆的处理进程副本，根据pid查找原始的处理进程，并使其恢复运行，恢复完成后通知用户态处理结果。
步骤6：内核驱动模块从接收到的信息中捕获内核系统调用的处理进程pid，调用对应的处理进程对数据进行处理，处理结束后，通知用户态处理结果。
本实施例中增加了客户端合法性的检测，有效的提高了整个方法的安全性能。
实施例3：
如图3所示，本实施例公开了一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法，主要包括以下步骤：
步骤1：初始化在内核驱动模块中预设置命令权限控制表，其中命令权限控制表为一个数组，根据每个命令的原始调用接口地址做乘法Hash运算求模得到的是对应命令在数组中的位置，然后这个位置存放对应命令权限状态的数据，即命令权限状态的数据为1表示需要做限制处理，即不予执行该命令；命令权限状态的数据为0表示可以提交给该命令的原始调用接口进行执行。命令权限控制表可以动态调整。
步骤2：内核驱动模块运行在内核中，对接收到的用户态发送的命令信息进行兼容性判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行步骤3~步骤5；反之，则执行步骤6；其中，对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：将接收到的命令的原始调用接口地址进行乘法hash计算，得到对应的第一key1值，根据得到的第一key1值在预设的映射表中进行查询，如果接收到的命令在预设的映射表中，则为需要调用自定义的内核函数的命令；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；其中，预设的映射表为哈希表，由需要替换调用地址的命令的原始调用接口地址作进行乘法hash得到第一key1值，相对应的value部分为替换的新的函数调用接口的地址。预设的映射表可以为map<key,value>的hash表。Key和value都是char *字符串类型。
步骤3：内核驱动模块从接收到的命令信息中捕获内核系统调用的处理进程识别号（下文简称pid），先将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用的原始处理进程进行克隆形成处理进程副本，将克隆后的处理进行副本中的调用接口地址修改为自定义函数存储的地址；其中，根据原始处理进程的识别号找到对应的控制表，在控制表中将原始处理进程的状态修改为休眠从而完成将原始处理进程挂起的步骤。
步骤4：步骤3中的修改过接口地址的处理进行副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；
步骤5：命令执行完成后，销毁克隆的处理进程副本，根据pid查找原始的处理进程，并使其恢复运行，恢复完成后通知用户态处理结果。
步骤6：内核驱动模块根据接收到的命令的原始调用接口地址做Hash运算求模得到的是对应命令在步骤1中预设置的命令权限控制表中的位置，然后根据命令权限控制表查找该命令对应的命令权限状态的数据，命令权限状态的数据为1，则不执行该命令；命令权限状态的数据为0，则执行步骤7；
步骤7：内核驱动模块从接收到的命令信息中捕获内核系统调用的处理进程pid，调用对应的处理进程对数据进行处理，处理结束后，通知用户态处理结果。
采用本实施例提供的方法对某个系统的磁盘挂载和卸载的指令mount、umount需要做限制操作，对卸载操作需要控制权限，在驱动初始化后，由客户端程序授权下发控制指令，驱动通过对系统调用地址取模找出控制表的具体位置设置对应的命令权限状态，设置完毕以后，系统后续umount指令都将被该模块拦截。
本实施例提供的方法能够非常高效的查找每个命令的系统调用的限制情况，极其低的系统开销，对于海量的系统调用依然对业务影响非常低，具备高度动态可调的设计，可以对一些特殊场景的权限限制提供可能，动态的改变策略，从而实现在一些保护业务的情况下，防止误操作的系统调用，比如中途卸载磁盘等此类的操作，可以通过该方法被更好的控制。
在实施例中，还提供了一种包括程序的存储介质，例如包括程序的存储器，其中，公开所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。

Claims (10)

1.一种提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：
对接收到的命令信息进行兼容性判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行内核函数修改步骤；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；
其中，内核函数修改步骤包括：根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号；将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用进程进行克隆，将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；修改后的克隆的系统调用进程副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；命令执行完成后，销毁克隆后的系统调用进程副本，根据处理进程识别号查找原始的处理进程，并使其恢复运行。
2.根据权利要求1所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态的方法为：根据原始处理进程的识别号找到对应的进程表项，在进程表项中将原始处理进程的状态修改为休眠。
3.根据权利要求1所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：所述对接收到的命令进行兼容性判断的方法为：将接收到的命令与预设的映射表进行匹配，如果接收到的命令在预设的映射表中，则为需要调用自定义的内核函数的命令；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；其中，预设的映射表为哈希表，需要替换调用地址的命令的原始调用接口地址通过乘法哈希算法得到第一key1值，相对应的value部分为替换的新的函数调用接口的地址。
4.根据权利要求1所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：还包括命令信息合法性检测；预设合法命令的格式，将接收到的命令信息进行反向解析，与预设合法命令的格式进行对比，完全一样，则接收到的命令信息属于合法命令，继续进行命令的兼容性判断；如果接收到的命令信息进过反向解析与预设合法命令的格式不一致，则为非法命令，直接进行拦截。
5.根据权利要求4所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：所述合法命令格式的设置方法为：通过合法命令中的命令名称和命令参数长度采用乘法哈希算法生成的字符串key2, 提取字符串key2的奇位构成子串，子串与命令名称和命令参数长度构成的字符串拼接成字符串key3，将字符串key3利用base64算法生成随机码。
6.根据权利要求1所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：还包括命令权限判断，对直接调用原始处理进程的命令进行命令权限判断，如果命令为限制命令，则不执行该命令；如果是非限制命令；则根据调用的处理进程识别号调用对应的处理进程。
7.根据权利要求6所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法,其特征在于：所述命令权限判断方法为：首先预设值命令权限控制表，根据每个命令的原始调用接口地址做乘法哈希运算求模得到对应命令在命令权限控制表中的位置，然后这个位置存放对应命令权限状态的数据0或1，0表示非限制状态；1表示限制状态。
8.一种提高用于linux系统的软件的兼容性的系统，其中包括内核驱动模块，所述内核驱动模块对接收到的命令进行判断，如果需要调用自定义的内核函数，则执行内核函数修改步骤；反之，则根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号，调用对应的处理进程对数据进行处理；
其中，内核函数修改步骤包括：根据接收到的命令中捕获内核系统调用的处理进程识别号；将内核系统调用的原始处理进程挂起使其处于休眠状态；并对内核的系统调用进程进行克隆，将克隆后的系统调用进程副本中的接口地址修改为自定义函数存储的地址；修改后的克隆的系统调用进程副本处于活跃状态等待CPU执行相关处理命令；命令执行完成后，销毁克隆后的系统调用进程副本，根据处理进程识别号查找原始的处理进程，并使其恢复运行。
9.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质上保存有程序，所述程序被运行时执行权利要求1~2中任意一项所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法。
10.一种处理器，其特征在于：所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被运行时执行权利要求1~2中任意一项所述的提高用于linux系统的软件的兼容性的方法。
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