RT-Thread-RT-Thread新版本中Hook的使用方法RT-Thread问答社区

RT-Thread新版本中Hook的使用方法

5.00

发布于 2022-04-09 07:34:17 浏览：2356 订阅该版

[tocm]

## 1、综述

从**4.1.0**版本开始，RT-Thread在保证向**前兼容**的基础上对原有的**HOOK**方式进行了改进，实现了如下的效果：

- 与原有使用函数指针进行“运行时刻”HOOK的方式兼容，依赖原有方式进行代码插入或HOOK的模块无需修改；
- 使用`RT_USING_HOOK`作为总开关
  - 当未定义该宏时，将关闭所有HOOK功能，也不再生成任何相关代码
  - 当定义该宏时，在未开启传统“函数指针HOOK”时，默认情况下也不再生成额外代码
- 允许用户通过“插入宏的方式”**在编译时刻**精细控制具体HOOK哪个位置
  - 可以插入任意代码块——其中就包括**函数指针**、对**普通函数的调用**等等

## 2、使用方法

### 2.1 总开关

在`rtconfig.h`定义宏开关`RT_USING_HOOK`将开启HOOK功能。默认情况下，在该宏未定义时，所有HOOK功能都将被强制关闭，不会生成任何代码。

### 2.2 向前兼容

在4.1.0之前，RT-Thread提供了一套基于函数指针运行时注册的HOOK机制。新版本中，在开启HOOK功能的前提下，定义宏开关`RT_HOOK_USING_FUNC_PTR`将开启与过去相同的基于函数指针运行时注册的HOOK机制，实现向前兼容。

需要特别说明的是：

- 该机制的优点：在运行时刻允许用户动态修改HOOK函数；
- 其缺点是：即便用户并未使用对应的HOOK，该机制也将生成对应的代码，并在运行时刻略微占用一些**几乎可以忽略不**计的CPU周期数。

### 2.3 使用插入宏实现定点精细HOOK

无论用户是否定义了宏`RT_HOOK_USING_FUNC_PTR`，新的HOOK机制都允许用户“**定点**”、“**精细**”的对RT-Thread的任意锚点进行HOOK。具体方法为：在`rtconfig.h`(或其直接、间接包含的头文件)中按照如下的格式定义插入宏：

```c
#define __on_<锚点名称>(<形参列表>)   \
    do {                           \
        /* 你要插入的任意代码 */      \
    } while(0)
```

以内核的调度锚点`rt_scheduler_hook`为例，它的"等效"函数原型如下：

```c 
void __on_rt_scheduler_hook(struct rt_thread *from, struct rt_thread *to);
```

因此，我们只需要在`rtconfig.h`(或其直接、间接包含的头文件)中定义如下的宏：

```c
#define __on_rt_scheduler_hook(__from, __to)   \
    do {                                       \
        /* 你要插入的任意代码 */                  \
    } while(0)
```

就可以将任意代码插入到锚点`rt_scheduler_hook`在scheduler.c中的对应位置上。实际上，**所有锚点的名称都与过去函数指针的名称相同**。

除了插入代码块以外，一般插入宏会被用来将目标锚点直接替换为“对用户指定函数的调用”，比如，在上述例子中，假设用户想在调度器切换线程时调用一个指定的函数`my_scheduler_notifier()`，则可以修改插入宏为：

```c
#define __on_rt_scheduler_hook(__from, __to)   \
    my_scheduler_notifier((__from), (__to))
```

这里存在一个明显的问题，即，一般来说锚点所在的c源文件并不知道用户目标函数的原型（***function prototype***），因此编译器会报告"***implicit function declaration***" 一类的警告，甚至会将其视作编译错误。为了避免这类情况的发生，我们可以在定义插入宏时顺便引入对应的函数原型：

```c
extern void my_scheduler_notifier(struct rt_thread *from, struct rt_thread *to);

#define __on_rt_scheduler_hook(__from, __to)   \
    my_scheduler_notifier((__from), (__to))
```

### 2.4 注意事项

- 插入宏的方式优先级高于函数指针方式，即：当你同时使用两种方法对同一个锚点进行HOOK时，插入宏的方式将覆盖（***Override***）掉对应的函数指针HOOK。

- RT-Thread一般不推荐用户直接修改`rtconfig.h`也不推荐在其中添加额外的代码：比如用户函数的原型等等。为了解决这一问题，通常有两个方案：

- 在`rtconfig.h`中包含一个专门存放用户HOOK的头文件，比如：

```c
    //! rtconfg.h
    ...
    #include “user_hook.h”
    ```

- 在编译选项中以全局头文件包含的形式将专门存放用户HOOK的头文件引用进来，比如：

在**gcc**、**clang**和**arm compiler 6**中使用 `-include "<头文件>"`的方式:

```c
    -include "user_hook.h"
    ```

在**arm compiler 5**中使用`--preinclude=头文件`的方式:

```c
    --preinclude="user_hook.h"
    ```