手把手教你如何给『Linux』打补丁

前言

我们在参与某些开源项目的过程当中，经常会遇到漏洞之类的问题，需要我们打补丁解决。尤其是 Linux 源码，源码代码量较多，在修改完内核并发布新内核的时候，基本采用补丁的方式进行发布，而不是将整个内核打包发布

我们使用补丁发布有很多好处

补丁体积很小，方便成员获取
补丁方便保存，本地可以保存多个版本内核
使用方便快捷，直接将补丁放到源码对应目录，然后执行相应命令即可

注：博主本人并没有给 linux 提过补丁，本文仅为学习提交补丁的记录，希望对大家有帮助，勿喷

如果了解这方面的佬，也欢迎评论区交流

diff / patch

生成补丁

我们以经典的 linux 0.11 版本源码为例，假如说我们当前目录下有两个源码文件夹，未经修改的源码文件夹为 linux-0.11，以及修改完毕的补丁源码 linux-0.11-new

注：linux 0.11 是早期的 Linux 内核版本，发布于 1991 年，相当古老，仅供学习使用，但是工程上已经没有使用价值，最新版内核可以到下方的源码库寻找

linux 源码库：torvalds/linux: Linux kernel source tree (github.com)^[1]

linux 0.11 源码库：karottc/linux-0.11: the source code of linux-0.11 for study linux kernel (github.com)^[2]

手把手教你如何给『Linux』打补丁 — jfxokrm49ir88avza8ckweia6z0wcxa

我们可以拉取两份 linux 0.11 源码，其中一份保持原样，另外一份做出相应修改，并且重命名文件夹为 linux-0.11-new

注：我这里拉取源码时使用参数 --exclude=.git 排除 .git 文件夹，防止后续打补丁干扰。如果 git 版本过低，没有该功能，可以先克隆，再删除文件夹

git clone --exclude=.git git@github.com:karottc/linux-0.11.git

或者是

git clone git@github.com:karottc/linux-0.11.git
git clone git@github.com:karottc/linux-0.11.git ./linux-0.11-new
rm -rf linux-0.11/.git
rm -rf linux-0.11-new/.git

然后使用下面的 diff 命令，输出原始源码和修改之后的源码的文件区别，并重定向输出到 linux.patch 补丁文件中

sudo diff -uprN linux-0.11/ linux-0.11-new/ > linux.patch

注：.patch 为约定俗称的补丁文件扩展名，尽量遵守规范，除此之外名字可以随便起

参数解释：

-u: 生成统一格式的差异输出，通常用于生成补丁文件。
-p: 在差异输出中显示更多的上下文信息，以方便阅读。
-r: 对目录进行递归比较，而不仅仅比较单个文件。
-N: 当比较的文件是空文件时，也显示差异信息。

使用补丁

我们可以直接在当前目录下执行如下打补丁命令

patch -p0 < linux.patch

注：-p 参数代表忽略哪级文件路径，0 标识去掉全路径，1 标识去掉第一层路径

或者是进入未经修改的 linux 源码根目录下执行如下打补丁命令

patch -p1 < ../linux.patch

注：这里的重定向符号大家注意不要写反，我开始就写反了，然后执行命令后系统就会卡死，不会报错，但是也不会终止

我这里简单作为示例，仅修改了 README.md 文件

举例解释 -p 参数，比如说 patch 文件片段如下

--- old/modules/pcitable      Mon Sep 27 11:03:56 1999

+++ new/modules/pcitable      Tue Dec 19 20:05:41 2000

如果使用参数 -p0，那就表示从当前目录找一个叫做 old 的文件夹，再在它下面寻找 modules/pcitable 文件来执行 patch 操作

而如果使用参数 -p1，那就表示忽略第一层目录（即不管 old），从当前目录寻找 modules 的文件夹，再在它下面找 pcitable

最后我们可能出现冲突，通常是因为原始文件已经被修改过，这时我们只需要手动解决这些冲突，然后重新执行补丁即可

注：但是建议最好不要手动修改原版代码，不然后续改比较麻烦

撤销补丁

我们可以执行如下命令撤销补丁

patch -Rp0 < linux.patch

或者是进入未修改源码根目录，然后执行如下命令

patch -Rp1 < ../linux.patch

单文件补丁

上面是对于整个文件夹打补丁，下面将会讲解如何对单个文件打补丁

使用单独文件依次打补丁，可以更加有效的验证补丁正确性，方便后续进行功能测试

比如说我们当前目录有原文件 a.c ，修改之后的文件 b.c，我们可以使用如下命令生成补丁文件

diff -u a.c b.c > test.patch

# 使用补丁
patch a.c < test.patch
# 撤销补丁
patch -RE < test.patch

quilt

简介

当我们在开发自己项目的过程中，可能会只制作大量补丁，管理这些数量庞大的补丁会非常耗费时间

所以 linux 内核开发者 [Andrew Morton](http://en.wikipedia.org/wiki/Andrew_Morton_(computer_programmer “Andrew Morton”)) 开发出 [quilt](http://en.wikipedia.org/wiki/Quilt_(software “quilt”)) 补丁管理工具，以帮助我们更好的管理补丁

官方相关文档

quilt-doc.dvi (shakthimaan.com)^[3]
Linux Kernel Configuration – Managing Your Patches With quilt (linuxtopia.org)^[4]
quilt man | Linux Command Library^[5]

本章将会简单讲解 quilt 使用流程，更多详细信息可以查看上方官方文档

使用

只要我们在源代码树里使用了 quilt 命令，quilt 就会在源代码树的根目录建立两个特殊目录：patches 和.pc

patches 文件夹下为管理的补丁文件

.pc 文件夹下保存着其内部工作状态

可以使用如下命令安装

sudo apt-get install quilt

新建补丁文件

quilt new xxx.patch

补丁文件关联修改文件，关联后即可对文件进行修改，如要关联多个文件，重复添加然后修改即可

quilt add file

查看补丁是否正确

quilt diff

保存补丁，之后补丁文件会保存在 patches

quilt refresh

git

git 提供了两种补丁方案

git diff 生成的 .diff 文件
git format-patch 生成的 .patch 文件

git diff 生成的文件不含有 commit 信息，可以指定文件生成 diff，也可以指定单个 commit，多个 commit 生成

git format-patch 生成的 .patch 文件含有 commmit 信息，一个 commit 对应一个 patch 文件

注：本章将会简单讲解 git 补丁流程，如果您需要更详细的文档说明，博主会将在每小章开头附上 git 官网文档链接，供您参考

git diff

官方文档：Git – git-diff Documentation (git-scm.com)^[6]

制作补丁命令如下

# 单独文件补丁
git diff Test.java > test.patch
# 所有文件补丁
git diff  > test.patch

指定 commit id 制作补丁

git diff [commit sha1 id] [commit sha1 id]> test.patch

git format-patch

官方文档：Git – git-format-patch Documentation (git-scm.com)^[7]

制作当前分支超前于指定分支提交的补丁

注：命令示例即为制作超前于 master 分支的补丁

git format-patch -M master

制作某次提交以后的补丁

git format-patch [commit id]

某两次提交之间补丁

git format-patch [commit sha1 id]..[commit sha1 id]

应用补丁

检查补丁文件

git apply --stat   xxx.patch

检查能否应用成功

git apply --check xxx.patch

使用补丁

git am --signoff < xxx.patch

但是可能会出现我们上面提到的冲突，导致使用补丁失败，出现如下错误

$ git am PATCH
Applying: PACTH DESCRIPTION
error: patch failed: file.c:137
error: file.c: patch does not apply
error: patch failed: Makefile:24
error: libavfilter/Makefile: patch does not apply
Patch failed at 0001 PATCH DESCRIPTION
When you have resolved this problem run "git am --resolved".
If you would prefer to skip this patch, instead run "git am --skip".
To restore the original branch and stop patching run "git am --abort".

解决冲突

使用下面命令自动合并不冲突代码，保留冲突部分

执行后会生成后缀为 .rej 的文件，保存没有合并进去的部分的内容，可以参考这个进行冲突解决

解决完冲突后删除后缀为 .rej 的文件，然后提交代码到源码库即可

git  apply --reject  xxxx.patch

参考链接

linux内核生成补丁和打补丁的方法 – 知乎 (zhihu.com)^[8]
为文件/文件夹打补丁 – 简书 (jianshu.com)^[9]
Linux diff 命令 | 菜鸟教程 (runoob.com)^[10]
Linux patch命令 | 菜鸟教程 (runoob.com)^[11]
patch 命令打补丁,diff 命令制作补丁-腾讯云 (tencent.com)^[12]
Linux 下打 patch-腾讯云开发者社区-腾讯云 (tencent.com)^[13]
Quilt初探 – 使用 quilt 產生和管理 patch ^[14]
quilt补丁制作 | Luobu (luobudiao.github.io)^[15]
提交第一份 Patch 到 Linux Kernel – HackMD^[16]

参考资料

[1]

torvalds/linux: Linux kernel source tree (github.com): https://github.com/torvalds/linux

[2]

karottc/linux-0.11: the source code of linux-0.11 for study linux kernel (github.com): https://github.com/karottc/linux-0.11

[3]

quilt-doc.dvi (shakthimaan.com): http://www.shakthimaan.com/downloads/glv/quilt-tutorial/quilt-doc.pdf

[4]

Linux Kernel Configuration – Managing Your Patches With quilt (linuxtopia.org): https://www.linuxtopia.org/online_books/linux_kernel/kernel_configuration/apas02.html

[5]

quilt man | Linux Command Library: https://linuxcommandlibrary.com/man/quilt

[6]

Git – git-diff Documentation (git-scm.com): https://git-scm.com/docs/git-diff

[7]

Git – git-format-patch Documentation (git-scm.com): https://git-scm.com/docs/git-format-patch

[8]

linux内核生成补丁和打补丁的方法 – 知乎 (zhihu.com): https://zhuanlan.zhihu.com/p/573563830

[9]

为文件/文件夹打补丁 – 简书 (jianshu.com): https://www.jianshu.com/p/0f72615c2347

[10]

Linux diff 命令 | 菜鸟教程 (runoob.com): https://www.runoob.com/linux/linux-comm-diff.html