文章总结： 本文详细拆解了APatchKernelPatch的四段式启动链路，包括kptools打补丁、物理地址阶段的setupentry与setup、hookpaginginit以及start正式初始化。文章深入分析了内核启动早期如何无痕注入代码，通过修改内核入口、搬运核心代码和恢复现场实现持久化。技术细节丰富，涉及ARM64汇编、内存管理和内核启动流程，适合高级安全研究人员参考。 综合评分： 83 文章分类： 红队,渗透测试,安全工具,逆向分析
无痕注入内核！拆解 APatch KernelPatch 的四段式启动链路
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OnePanda-Sec
2026年7月15日 10:00 浙江
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一定是练功的时候总是差不多、差不多，到了关键时刻，就总是差一点。
这是 APatch 的第一篇，聊聊 KernelPatch 是怎么在开机最早期切入内核、在物理地址阶段完成准备工作、hook paging_init 完成内存搬迁，最后跑到 start.c 里真正开始干活的。
整个流程按时间顺序分成四个阶段来讲：打补丁 → 物理地址阶段 → paging_init hook → start 正式初始化。
开始之前，先搞清楚几个基本概念。
前置知识
CPU 怎么执行代码
CPU 内部有一个寄存器叫PC（Program Counter，ARM64 里也叫 IP）。执行循环就三件事：
循环： 1. 从 PC 指向的地址读 4 字节（一条指令） 2. 执行这条指令 3. PC += 4，回到 1
就这么简单。CPU 是个无脑的”读指令 → 执行 → 下一条”机器。
所以”函数的地址”本质上就是函数第一条指令在内存中的位置。比如内核编译完后，paging_init 函数的第一条指令在离内核开头 0x1234000 字节的位置，那 paging_init 的偏移就是 0x1234000。等内核加载到物理地址 0x40080000 后，paging_init 的真实物理地址就是 0x40080000 + 0x1234000 = 0x412B4000。
物理地址 vs 虚拟地址
开机时，CPU 直接拿裸的地址访问内存，这就是物理地址。物理地址就是一个巨大的字节数组的下标，你的手机有 8GB 内存，物理地址范围就是 0x00000000 到 0x1FFFFFFFF。
操作系统启动后会开 MMU（Memory Management Unit），在 CPU 和物理内存之间建一道翻译层：
CPU 发出的地址 MMU 翻译 物理内存（虚拟地址） ──────────→进程A: 0x1000 ── MMU ──→ 0x80001000进程B: 0x1000 ── MMU ──→ 0x90005000
两个进程都以为自己在用 0x1000，MMU 把它们翻译到不同的物理地址，互相不干扰。翻译规则存在页表（Page Table）里。paging_init 就是内核里负责建立完整页表的函数。
开机时的时间线
电源打开 │ ▼ 引导加载器把 kernel Image 加载到物理内存 │ （比如物理地址 0x40080000） │ ▼ 跳到内核入口（head.S） │ 此时 MMU 还没开，用的是物理地址 │ ▼ head.S 建一个临时的小页表，开启 MMU │ 现在 CPU 用虚拟地址了，但页表很小 │ ▼ start_kernel() → setup_arch() → paging_init() │ 建立完整页表，全量物理内存都有虚拟地址了 │ ▼ 内核继续初始化...
KernelPatch 就是在这个时间线里巧妙地插入了自己的代码。
阶段 0：kptools 打补丁（刷入前）
kptools 是跑在电脑上的用户态工具，它的工作是：
kpimg 的结构
kpimg 是 KernelPatch 自己编译出来的独立二进制，链接脚本 kpimg.lds 定义了它的布局：
_link_base = 0xD000（虚拟链接基址） ┌──────────────────────────┐ _link_base│ .setup.data（4K） │ ← setup_header (64B) + setup_preset + stack (2KB)├──────────────────────────┤│ .setup.text │ ← setup_entry, setup, map_prepare, start_prepare├──────────────────────────┤ ALIGN(16)│ .setup.map (< 0xa00 B) │ ← _paging_init, map_data, get_myva 等├──────────────────────────┤ ALIGN(64K)│ _kp_start ││ .kp.text │ ← start(), hook 跳板, patch 代码, 所有 .rodata├──────────────────────────┤ ALIGN(64K)│ .kp.data │ ← start_preset, 全局变量, .bss, 符号表├──────────────────────────┤ ALIGN(64K)│ _kp_end │├──────────────────────────┤│ extra data │ ← KPM 模块等附加数据（不在链接脚本内）└──────────────────────────┘
关键点：link_base 之前的区域（setup.xxx 和 setup.map）只在开机最早期临时使用，之后就没用了。kp_start 之后的区域是 KP 的核心代码和数据，会被搬家到一个更安全的地方长期驻留。
setup_preset——kptools 和 setup1.S 之间的通信协议
setup_preset 是一个很大的结构体，定义在 preset.h 里：
typedef struct _setup_preset_t { version_t kernel_version; // 目标内核版本 int64_t kimg_size; // 内核镜像大小 int64_t kpimg_size; // kpimg 总大小 int64_t kernel_size; // 内核代码段大小 int64_t page_shift; // 页大小（12=4K, 14=16K, 16=64K） int64_t setup_offset; // kpimg 被塞在内核镜像的哪个偏移 int64_t start_offset; // KP 核心代码要搬到哪 int64_t extra_size; // 附加数据大小 int64_t map_offset; // map 代码要搬到哪 int64_t kallsyms_lookup_name_offset; // kallsyms_lookup_name 的函数偏移 int64_t paging_init_offset; // paging_init 的函数偏移 int64_t printk_offset; // printk 的函数偏移 int64_t sprintf_offset; // sprintf 的函数偏移 int64_t symbol_lookup_anchor_offset; // 符号查找锚点偏移 map_symbol_t map_symbol; // memblock 系列函数的偏移 uint8_t header_backup[8]; // 原始内核入口的 8 字节备份 uint8_t superkey[64]; // 超级密钥 uint8_t root_superkey[32]; // root 密钥 hash patch_config_t patch_config; // 预设的符号地址表 // ...} setup_preset_t;
kptools 编译好 kpimg 后（此时 setup_preset 全是 0），分析目标内核找到所有偏移，直接修改 kpimg 二进制文件里对应字段，填好数据后一起塞进内核镜像。
setup_preset 编译时放在 kpimg 的 .setup.preset section 里，位置是固定的。kptools 知道它相对 kpimg 开头的偏移，所以可以直接定位修改。
阶段 1：setup_entry → setup → start_prepare & map_prepare（物理地址阶段）
修补后的内核镜像被引导加载器加载到物理内存。内核入口的第一条指令已经被改成跳到 setup_entry，所以 CPU 上来就执行它。
setup_entry
setup_entry: mov x9, sp // 保存引导加载器给的原始 sp adrp x11, stack // 加载 KP 自己的栈地址 add x11, x11, :lo12:stack add x11, x11, STACK_SIZE // 栈顶 = stack + 2KB mov sp, x11 // 切换到 KP 的栈 stp x9, x10, [sp, -16]! // 把原始 sp 压栈（后面恢复用） b setup // 跳到 setup
这里干的事情很简单：把引导加载器传进来的 x0-x3（FDT 地址等参数）保留在寄存器里，切换到 KP 自己的栈（因为这时还没有操作系统，没有栈分配器，KP 自己在 .setup.data 里预留了一块 char stack[0x800]），然后跳到 setup。
:lo12: 是什么？ ARM64 的地址是 64 位，没办法一条指令加载。所以拆成两步：adrp x11, stack // 加载 stack 所在的 4K 页的页地址（PC 相对）add x11, x11, :lo12:stack // 加上页内偏移（低 12 位）adrp 是 PC 相对寻址，算出来的是代码实际被加载到哪个物理地址，而不是链接时的虚拟地址。所以只要 kpimg 内部相对位置不变（整体是一块搬来的），adrp + :lo12: 就能算出正确的物理地址。
setup
setup: // 把所有寄存器压栈（相当于做一个完整的现场保存） stp x29, x30, [sp, -16]! stp x0, x1, [sp, -16]! stp x2, x3, [sp, -16]! // ... 共 24 条 stp，保存了几乎所有寄存器 // 计算 kernel_pa（内核物理基址） adrp x9, _link_base add x9, x9, :lo12:_link_base // x9 = _link_base 的当前物理地址 adrp x10, setup_preset add x10, x10, :lo12:setup_preset // x10 = setup_preset 的当前物理地址 ldr x11, [x10, #setup_setup_offset_offset] // x11 = setup_offset sub x19, x9, x11 // x19 = kernel_pa
这一步是最核心的地址计算。_link_base 是 kpimg 的起始位置（链接脚本写死 0xD000），kpimg 被塞在距离内核开头 setup_offset 的地方。所以：
kernel_pa = _link_base 的物理地址 - setup_offset
举个例子：内核被引导加载器加载到物理地址 0x40080000，kpimg 被塞在偏移 0x00F80000 处，那么 _link_base 的物理地址就是 0x40F80000 + 0xD000 = 0x40F8D000。减掉 0x00F80000，就得到 kernel_pa = 0x40080000。
有了 kernel_pa，后面所有需要定位内核内部函数的地方，统一用kernel_pa + 偏移量来算出物理地址。
接着：
mov x0, x19 // 参数：kernel_pa bl start_prepare // 阶段 1a：准备参数，搬运 KP 核心代码 mov x0, x19 bl map_prepare // 阶段 1b：hook paging_init，搬运 map 代码 // 恢复内核入口原始指令（把备份的 8 字节写回去） mov x0, x19 add x1, x20, #setup_header_backup_offset mov x2, #8 bl memcpy8 // 刷 I-cache（CPU 对指令的缓存），确保 CPU 看到刚恢复的指令 dsb ish ic iallu dsb ish isb // 恢复所有寄存器，跳回内核入口 mov x16, x19 // ... 24 条 ldp 恢复所有寄存器 ... br x16 // 跳到 kernel_pa，内核正常启动
做完这一切后，setup 让 CPU 跳回内核原始入口，内核从自己正常的入口开始初始化——它完全不知道刚才有人来过了。
start_prepare：搬运 KP 核心代码
start_prepare 的核心任务：把_kp_start之后的 KP 核心代码搬运到内核镜像内部的一个位置，同时把参数从setup_preset拷贝到start_preset。
为什么要拷贝而不直接用 setup_preset？因为 setup_preset 在 kpimg 的 setup 段里，这一段只是临时存在的（入口恢复后就没有意义了）。start_preset 在 .start.data 段里，会跟着 KP 核心代码一起搬到最终目的地，长期存活。
逐段来看：
start_prepare: // 保存寄存器 stp x29, x30, [sp, -16]! stp x19, x20, [sp, -16]! stp x21, x22, [sp, -16]! stp x23, x24, [sp, -16]! mov x19, x0 // x19 = kernel_pa // 加载 4 个关键地址 adrp x9, map_data // x9 = map_data（map.c 用的控制块） add x9, x9, :lo12:map_data adrp x10, setup_preset // x10 = setup_preset（源数据，kptools 填好的） add x10, x10, :lo12:setup_preset adrp x11, start_preset // x11 = start_preset（目标数据，要搬过来的） add x11, x11, :lo12:start_preset adrp x12, header // x12 = KP header add x12, x12, :lo12:header
第一步：逐字段拷贝参数
// 把 setup_preset 里的参数一个一个拷贝到 start_preset ldr w13, [x10, #setup_kernel_version_offset] str w13, [x11, #start_kernel_version_offset] ldr x13, [x10, #setup_kallsyms_lookup_name_offset_offset] str x13, [x11, #start_kallsyms_lookup_name_offset_offset] ldr x13, [x10, #setup_kernel_size_offset] str x13, [x11, #start_kernel_size_offset] ldr x13, [x10, #setup_start_offset_offset] str x13, [x11, #start_start_offset_offset] mov x21, x13 // x21 = start_offset（后面搬家用） ldr x13, [x10, #setup_extra_size_offset] str x13, [x11, #start_extra_size_offset] str x19, [x11, #start_kernel_pa_offset] // kernel_pa（自己算的，不是从 preset 读的） ldr x13, [x10, #setup_map_offset_offset] str x13, [x11, #start_map_offset_offset] mov x20, x13 // x20 = map_offset（后面备份用） // sprintf_offset, symbol_lookup_anchor_offset 同理...
为什么不用循环而是手写这么多 ldr/str？因为在汇编里写循环反而麻烦，而且不是所有字段都需要拷贝（比如 paging_init_offset，start.c 用不到）。手写虽然啰嗦，但清晰可控。
第二步：拷贝大块数据
// 拷贝 KP header（64 字节） add x0, x11, #start_header_offset add x1, x12, #0 mov x2, #KP_HEADER_SIZE bl memcpy8 // 拷贝 superkey（64 字节） add x0, x11, #start_superkey_offset add x1, x10, #setup_superkey_offset mov x2, #SUPER_KEY_LEN bl memcpy8 // 拷贝 root_superkey hash（32 字节） ... // 拷贝 patch_config（512 字节） ...
字段太大不能用一条 ldr/str 搞定的，就调 memcpy8——KP 自己在文件开头写的逐字节拷贝函数（因为此时没有 libc 可用）。
第三步：备份 map 区域
// 计算 map 区域大小 = _map_end - _map_start adrp x13, _map_end add x13, x13, :lo12:_map_end adrp x14, _map_start add x14, x14, :lo12:_map_start sub x2, x13, x14 // 存大小 str x2, [x11, #start_map_backup_len_offset] // 把 kernel_pa + map_offset 处的原始数据备份到 start_preset.map_backup add x0, x11, #start_map_backup_offset add x1, x19, x20 // src = kernel_pa + map_offset bl memcpy8
因为 map_prepare 马上会把 KP 的 map 代码覆盖写到 kernel_pa + map_offset 这个位置。这里先把那里的原始内核数据存起来，KP 初始化完成后由 restore_map()（在 start.c 里）写回去，消除痕迹。
第四步：计算核心代码大小
// start_img_size = kpimg_size - (_kp_start - _link_base) ldr x22, [x10, #setup_kpimg_size_offset] // 整个 kpimg 大小 adrp x23, _kp_start add x23, x23, :lo12:_kp_start adrp x24, _link_base add x24, x24, :lo12:_link_base sub x23, x23, x24 // _kp_start - _link_base（setup+map 部分） sub x22, x22, x23 // x22 = 核心代码大小 // 存到 map_data（_paging_init 阶段需要知道要搬多大） str x22, [x9, #map_start_img_size_offset]
kpimg_size 是整个 kpimg blob 的大小。_kp_start – _link_base 是 setup 段 + map 段的大小。一减，就是核心代码（.kp.text + .kp.data）的大小。后面 _paging_init 只搬这部分。
第五步：搬运核心代码
// 把 _kp_start 开始的代码拷贝到 kernel_pa + start_offset add x0, x19, x21 // dst = kernel_pa + start_offset adrp x1, _kp_start add x1, x1, :lo12:_kp_start // src = _kp_start（当前位置） ldr x2, [x10, #setup_extra_size_offset] add x2, x2, x22 // len = start_img_size + extra_size bl rmemcpy32 // 反向拷贝（从末尾开始）
用 rmemcpy32（反向 32 位拷贝）而不是正向的 memcpy8，是因为 src 和 dst 可能有重叠——start_offset 可能指向 kpimg 内部附近的位置，正向拷贝有可能把还没读的数据覆盖掉。反向拷贝从末尾开始，不存在这个问题。
画个图总结 start_prepare 做了什么：
原状： 内核镜像 │.......│ setup │ map │kp核心代码│ 原始内核数据 │ kernel_pa ↑ ↑ ↑ ↑ kpimg 被塞在这里 _kp_start kernel_pa+start_offset （这块原始数据要被覆盖） 搬运后： 内核镜像 │.......│ setup │ map │kp核心代码│kp核心代码（备份）│extra│ kernel_pa ↑ ↑ ↑ ↑ kpimg 在这里 _kp_start kernel_pa+start_offset
核心代码在同一个内核镜像里有了两份：一份在 kpimg 原始位置，一份在新位置。后面 _paging_init 会把新位置的那份搬到 malloc 分配的新内存里。
map_prepare：hook paging_init
map_prepare 的核心任务：修改paging_init函数的第一条指令，让它跳到 KP 的_paging_init。
map_prepare: stp x29, x30, [sp, -16]! stp x19, x20, [sp, -16]! mov x19, x0 // x19 = kernel_pa // 加载关键地址 adrp x9, map_data add x9, x9, :lo12:map_data adrp x10, setup_preset add x10, x10, :lo12:setup_preset // 存 kernel_pa 到 map_data str x19, [x9, #map_kernel_pa_offset] // 获取 paging_init_offset，存到 map_data 和 x15 ldr x11, [x10, #setup_paging_init_offset_offset] str x11, [x9, #map_paging_init_relo_offset] mov x15, x11 // x15 = paging_init_offset
paging_init_offset 是 kptools 在修补时分析内核二进制找到的，存进 setup_preset。这里读出来，x15 就拿到了 paging_init 相对于内核基址的偏移量。
然后是核心的 hook 操作：
// paging_init_pa = paging_init_offset + kernel_pa add x13, x15, x19 // x13 = paging_init 在当前物理内存中的地址 // 备份 paging_init 的第一条指令（4 字节） ldr w12, [x13]
等于读出 paging_init 在物理内存里的第一条指令。比如读到 0xD503201F（PACIBSP）或别的什么。
处理 PAC/BTI 指令：
// 构造一个 NOP 指令和一个比较用的 mask mov w3, #0x201F movk w3, #0xD503, lsl#16 // w3 = 0xD503201F（NOP 指令） orr w1, w3, #0x100 // w1 = 0xD503211F（PACIASP 指令） mov w2, #0xFFFFFD1F // w2 = mask，屏蔽 bit5 和 bit8 and w0, w12, w2 // 读到的指令 & mask cmp w0, w1 // == PACIASP？(bit5+bit8 被 mask 掉了) b.ne .backup // 不是 PAC，直接跳到备份 // 是 PACIASP 指令，用 NOP 替换它（我们不需要做 PAC 签名） mov w12, w3 // w12 = NOP // 往前找跟在后面的 AUTIASP 指令，也换成 NOP add x11, x13, #4.cmp_auti: ldr w0, [x11], #4 and w0, w0, w2 cmp w0, w1 // 找到 AUTIASP？ b.ne .cmp_auti // 不是就继续找 stur w3, [x11, #-4] // 把 AUTIASP 也换成 NOP .backup: str w12, [x9, #map_paging_init_backup_offset] // 存备份 dsb ish
PAC（Pointer Authentication）是 ARMv8.3 引入的安全特性，用 PACIASP 和 AUTIASP 对一个函数的返回地址签名/验签。KP 要在这个位置插入跳转，这两个指令碍事（因为它们会修改 x30/lr 寄存器），所以换成 NOP。
然后写入跳转指令：
// 计算 _paging_init 在目标位置（kernel_pa + map_offset）的偏移 adrp x11, _paging_init add x11, x11, :lo12:_paging_init // x11 = _paging_init 当前地址 adrp x12, _map_start add x12, x12, :lo12:_map_start // x12 = _map_start 当前地址 sub x11, x11, x12 // x11 = _paging_init 在 map 段内的偏移 add x11, x11, x14 // x11 = map_offset + 段内偏移 // = _paging_init 在目标内核中的偏移 // 构造 ARM64 B 指令（无条件跳转） // B 指令格式：0x14000000 | ((offset >> 2) & 0x03FFFFFF) sub x15, x11, x15 // 跳转距离 = 目标偏移 - paging_init 偏移 ubfx w15, w15, #2, #26 // 右移 2 位，取低 26 位 mov w12, #0x14000000 orr w15, w15, w12 // 组合成完整 B 指令 str w15, [x13] // 写入 paging_init 入口！
这就是 hook 的关键：往 paging_init 的第一条指令位置写了一条B _paging_init指令。从此内核调用 paging_init() 时，CPU 执行的第一条指令就会跳到 KP 的代码。
注意这里用了 adrp + add 两次后一减的技巧：两个 adrp 算出来的都是物理地址，相减后绝对地址互相抵消，得到的是链接时常量 _paging_init – _map_start。这个偏移加上 map_offset，就是 map 代码被搬进内核镜像后 _paging_init 在内核中的新偏移。然后用这个偏移构造 B 指令——B 指令用的是 PC 相对偏移，和绝对地址无关，所以这段汇编正确性不依赖任何运行时状态，只依赖链接时算好的相对偏移。
最后搬运 map 代码：
// 把 map 代码拷贝到 kernel_pa + map_offset adrp x2, _map_end add x2, x2, :lo12:_map_end adrp x1, _map_start add x1, x1, :lo12:_map_start sub x2, x2, x1 // x2 = map 段大小 add x0, x19, x14 // dst = kernel_pa + map_offset bl memcpy8 dsb ish ret
Map 代码必须搬过去，因为 _paging_init 里会调内核函数，必须在内核的虚拟地址空间里才能正常工作。
阶段 2：_paging_init（map.c，内核初始化早期）
CPU 跳到内核入口，内核开始正常初始化。走到 start_kernel() → setup_arch() → paging_init() 的时候，命中了那条 B 指令，跳进 KP 的 _paging_init。
_paging_init 要完成的任务是：等内核建好页表后，给 KP 分配一块干净的独立内存，把核心代码搬过去，然后调到 start()。
void _paging_init() { map_data_t buf; map_data_t *data = &buf; mem_proc(data); // 解析 MMU 参数
mem_proc：做地址重定位
static void mem_proc(map_data_t *data) { *data = *get_data(); // 把 map_data 从全局区拷到栈上 uint64_t kernel_va = get_kva(); // 计算 kimage_voffset（内核虚拟地址 - 物理地址） data->kimage_voffset = kernel_va - data->kernel_pa; // 把 memblock 等函数指针从偏移量重定位为真实地址 data->paging_init_relo += kernel_va; data->map_symbol.memblock_reserve_relo += kernel_va; data->map_symbol.memblock_free_relo += kernel_va; data->map_symbol.memblock_phys_alloc_relo += kernel_va; // ... // 读 TCR_EL1 寄存器解析页表参数 uint64_t tcr_el1; asm volatile(”mrs %0, tcr_el1” : ”=r”(tcr_el1)); // 解析 T1SZ（虚拟地址位数）、TG1（页粒度：4K/16K/64K） data->va1_bits = 64 - t1sz; data->page_shift = 12/14/16; // 通过 memblock 检测 linear map 和 physic 的偏移 uint64_t detect_phys = memblock_phys_alloc(0, 0x10, NUMA_NO_NODE); uint64_t detect_virt = memblock_virt_alloc(0, 0x10, detect_phys, detect_phys, NUMA_NO_NODE); data->linear_voffset = detect_virt - detect_phys;}
这里 get_data() 能工作是因为 map_data 紧挨着 _paging_init 的代码，可以通过 adr 相对寻址拿到自己所在的地址，然后偏移回去。
关键操作：把 kptools 填的函数偏移 + kernel_va = 真实的函数虚拟地址。
一个具体的例子 ：paging_init_offset = 0x1234000，kernel_va = 0xFFFF000040080000，那么paging_init_relo = 0xFFFF000041A40000
就是一个可以直接 ((func_ptr)addr)() 调用的函数指针了。
核心流程
uint64_t page_size = 1 << data->page_shift; // 1. 保留旧的 start 区域（防止 memblock 把它分配出去） uint64_t old_start_pa = data->start_offset + data->kernel_pa; memblock_reserve(old_start_pa, reserve_size); // 2. 分配新物理内存 = start + extra + hook + rox + rw uint64_t start_pa = map_phys_alloc(data, all_size, page_size); memblock_mark_nomap(start_pa, all_size); // 标注不要映射到线性区 // 3. 恢复 paging_init 原始指令，调用真正的 paging_init() *(uint32_t *)(paging_init_va) = data->paging_init_backup; flush_icache_all(); ((paging_init_f)(paging_init_va))(); // 4. 页表已完全建立，为新分配的内存创建映射 for (off = 0; off < all_size; off += page_size) { get_or_create_pte(data, start_va + off, start_pa + off, attr_indx); } // 5. 清除 WXN（Writeable XOR eXecutable Never），否则后面没法设置 RWX 内存 sctlr_el1 &= ~(1 << 19); asm volatile(”msr sctlr_el1, %0” : : ”r”(sctlr_el1)); // 6. 把 start image + extra 从旧位置搬到新内存 for (i = 0; i < start_img_size; i += 8) *(uint64_t *)(start_va + i) = *(uint64_t *)(old_start_va + i); for (i = 0; i < extra_size; i += 8) *(uint64_t *)(start_va + data->start_size + i) = *(uint64_t *)(old_start_va + start_img_size + i); // 7. 释放旧位置内存，flush cache memblock_free(old_start_pa, reserve_size); flush_icache_all(); // 8. 调用 start()！ ((start_f)start_va)(data->kimage_voffset, data->linear_voffset);}
这张图更直观：
操作前（物理内存）： 操作后（新分配的物理内存）： ┌──────────────┐ kernel_pa ┌──────────────┐ kernel_pa│ 原始内核 │ │ 原始内核 ││ │ │ ││ │ │ │├──────────────┤ old_start_pa │ ││ KP核心代码 │ ← 从这里读 │ ││ start_img │ │ ││ extra data │ │ │└──────────────┘ ├──────────────┤ start_pa（新分配的） │ KP核心代码 │ ← 搬到这里 │ extra data │ │ HOOK_ALLOC │ │ MEMORY_ROX │ │ MEMORY_RW │ └──────────────┘
注意第 3 步的时序：先恢复 paging_init 第一条指令，再调 paging_init。这样 paging_init 跑完后就没有任何 hook 痕迹了，后续代码再来看 paging_init 的代码，看到的就是原始指令。
阶段 3：start（start.c，正式初始化）
_paging_init 最后通过函数指针调用 start()，把控制权交给了 KP 的 C 代码入口：
int start(uint64_t kimage_voff, uint64_t linear_voff) { start_init(kimage_voff, linear_voff); // 基础初始化，解析 kallsyms prot_myself(); // 设置自身页表权限（text=RX, data=RW, hook=RWX） restore_map(); // 恢复被 hook 的 map 区域 log_regs(); // dump CPU 寄存器信息（调试用） predata_init(); // 初始化预设数据 symbol_init(); // 符号系统初始化 patch(); // 安装各种内核 hook}
start_init：获取所有内核函数地址
这是最关键的一步——通过 kallsyms_lookup_name 获取内核中所有需要的函数地址：
static int start_init(uint64_t kimage_voff, uint64_t linear_voff) { // 从 start_preset 拿参数 kernel_pa = start_preset.kernel_pa; kernel_va = kimage_voff + kernel_pa; // 计算内核虚拟基址 kernel_size = start_preset.kernel_size; // 解析 kallsyms_lookup_name 的地址（优先用 symbol_lookup_anchor 方法， // 不行就用 kptools 预设的偏移量） kallsym_offset = resolve_kallsyms_lookup_name_by_symbol_lookup_anchor(); if (!kallsym_offset) kallsym_offset = start_preset.kallsyms_lookup_name_offset; // 内核函数地址 = kernel_va + 偏移 kallsyms_lookup_name = (typeof(kallsyms_lookup_name))(kernel_va + kallsym_offset); // 拿到了 kallsyms_lookup_name，就可以查找任意内核符号！ kernel_stext_va = kallsyms_lookup_name(”_stext”); printk = (typeof(printk))kallsyms_lookup_name(”printk”); vsnprintf = (typeof(vsnprintf))kallsyms_lookup_name(”vsnprintf”); kallsyms_on_each_symbol = kallsyms_lookup_name(”kallsyms_on_each_symbol”); // ... 等等 // 读 TCR_EL1 解析页表参数（页粒度、虚拟地址位数等） // 读 TTBR1_EL1 获取内核页表基址}
kallsyms_lookup_name 是内核里按函数名查找地址的函数。拿到了它，KP 就能在运行时找到任意内核函数的地址。这是整个 KP 体系的基础。
prot_myself：设置内存权限
static void prot_myself() { // text 段 → RX（可读可执行，不可写） for (i = _kp_text_start; i < _kp_text_end; i += page_size) { pte = pgtable_entry_kernel(i); *pte = (*pte | PTE_SHARED) & ~PTE_PXN; // 清除 PXN，允许执行 if (has_vmalloc_area()) *pte = (*pte | PTE_RDONLY) & ~PTE_DBM; } // data 段 → RW（可读可写，不可执行） for (i = _kp_data_start; i < _kp_data_end; i += page_size) { pte = pgtable_entry_kernel(i); *pte = (*pte | PTE_DBM | PTE_SHARED) & ~PTE_RDONLY; if (has_vmalloc_area()) *pte |= PTE_PXN; // 设置 PXN，禁止执行 } // hook 区域 → RWX（可读可写可执行，给 hook 跳板用） // ROX 内存 → RX // RW 内存 → RW // 并注册到 tlsf 内存分配器 // 注册到内核 vmalloc 区域（让内核知道这块内存在用） vm_area_add_early(&kp_vm);}
通过直接操作页表项（PTE），KP 给自己的内存设置了和内核其他区域一样的访问权限，同时预留了 hook 跳板需要的 RWX 区域。
restore_map：擦除脚印
static void restore_map() { uint64_t start = kernel_va + start_preset.map_offset; // 把 map_backup 里备份的原始数据写回 map_offset 位置 for (i = start; i < end; i += page_size) { pte = pgtable_entry_kernel(i); *pte |= PTE_DBM; // 临时允许写入 flush_tlb_kernel_page(i); memcpy((void *)i, map_backup, page_size); *pte = orig; // 恢复原权限 } flush_icache_all();}
map_offset 那块区域之前被 map_prepare 写入了 KP 的 map 代码。现在工作完成了，把备份的原始数据写回去，内核完全看不出这里被动过。
完整流程图
kptools（电脑上） ├─ 分析内核二进制，找到所有关键偏移 ├─ 填 setup_preset 结构体 ├─ 把 kpimg 嵌入内核镜像 └─ 改内核入口 → setup_entry │ ▼ 刷入手机，开机 │setup_entry (setup1.S) ← MMU 未开，物理地址 │ 切换栈 ▼setup (setup1.S) │ 算出 kernel_pa ├─ start_prepare │ ├─ setup_preset → start_preset（搬参数） │ ├─ 备份 map 区域原始数据 │ └─ 搬运 KP 核心代码到 kernel_pa + start_offset │ ├─ map_prepare │ ├─ 备份 paging_init 第一条指令 │ ├─ 写 B _paging_init 覆盖 paging_init 入口 │ └─ 搬运 map 代码到 kernel_pa + map_offset │ ├─ 恢复内核入口原始指令 └─ br x16 → 跳到内核入口 │ ▼ 内核正常启动 │ head.S → start_kernel() → setup_arch() │ ▼paging_init() 被调用 ← 命中 B 指令，hook 触发 │ ▼_paging_init (map.c) ← MMU 已开启，虚拟地址 ├─ 解析 MMU 参数（page_shift, va_bits） ├─ 做地址重定位（偏移 → 真实函数指针） ├─ memblock 分配新物理内存 ├─ 恢复 paging_init 原始指令，调用真正的 paging_init() ├─ 创建页表映射新内存 ├─ 搬运 KP 核心代码到新内存 ├─ 释放旧位置 └─ 调用 start(kimage_voffset, linear_voffset) │ ▼start (start.c) ← KP 正式入口 ├─ start_init: 通过 kallsyms_lookup_name 取所有内核符号 ├─ prot_myself: 设置自身页表权限 ├─ restore_map: 恢复被 hack 的 map 区域 ├─ predata_init ├─ symbol_init: 初始化导出符号表 └─ patch(): 安装各种内核 hook │ ▼内核继续正常初始化（KernelPatch 已就绪）
总结
KernelPatch 的入口修补方案有几个精妙的设计：
时机选择：在 MMU 开之前做最少的事（搬数据 + 改一条指令），等页表建好才做复杂初始化。太早没有 memblock 分配器，太晚有安全机制（CFI、SELinux）干扰。
adrp 自定位：利用 ARM64 的 adrp PC 相对寻址来获知自己的物理加载地址，不依赖任何绝对地址，这也是 “position-independent” 思想。
插队而非替换：hook paging_init 只改一条指令 → 进来后第一件事就是恢复原始指令 → 然后调用真正的 paging_init → 完全不受影响。是”插队”而不是”替换”。
数据传递：setup_preset 是 kptools（用户态修补工具）和 setup1.S（开机最早期汇编）之间的通信协议。编译时全零，修补时填入偏移，开机时读出使用。start_preset 是从 setup_preset 拷贝过来的，跟着 KP 核心代码一起搬家，在 start.c 阶段读取。
痕迹清理：入口指令被恢复、paging_init 指令被恢复、map 区域数据被恢复——内核完全不知道刚才发生了什么。
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本文转载自：OnePanda-Sec 人生导师 人生导师《无痕注入内核！拆解 APatch KernelPatch 的四段式启动链路》
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