内核模块中错误调用kernel_thread创建内核线程导致模块无法卸载

本文探讨了内核模块在初始化过程中错误调用kernel_thread创建内核线程,导致模块无法正常卸载的场景。问题关键在于线程的CLONE_FILES标志设置,这使得文件描述符在进程间共享,影响了模块卸载。

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 先介绍一下创建线程的大致流程:在模块的初始化函数中,调用netlink_kernel_create来注册自己的netlink协议,然后返回,接收netlink消息的函数为fcluster_netlink_recv,真正的初始化操作是在接收到netlink报文后才做,创建线程的操作也是在fcluster_netlink_recv中,如下图所示:


调用kernel_thread的语句为:

kernel_thread(fcluster_rcv_handoff, NULL, 0);

按照这样的处理流程,在卸载模块时会提示  " module is in use". 通过lsmod命令查看自己的模块,发现引用数为1(模块引用数为0时才能卸载),但是却没有看到是哪个模块在引用。经过多次的重复测试,发现问题就出现在内核线程的创建上。因为如果把kernel_thread的调用放在fcluster_init函数中,这样模块的引用数为0,模块就可以卸载。现在就可以判断,出现模块无法卸载的原因就是调用 kernel_thread创建内核线程的时机不对,或者指定的参数不对。
  为了定位问题,开始在不同的情况下增加调试代码来查找问题。
 第一个测试是kernel_thread放在 fcluster_init 的情况下,在 fcluster_rcv_handoff(内核线程的处理函数)、fcluster_init、 fcluster_netlink_recv中都加了打印模块引用计数
<think>首先,用户的问题是:“linux内核模块中,如何中断处于阻塞状态下的kernel_recvmsg”。我需要用中文回答这个问题。 关键点是:在Linux内核模块中,如何中断一个正在阻塞状态下的`kernel_recvmsg`函数。`kernel_recvmsg`是内核中的一个函数,用于接收消息,类似于用户空间的`recvmsg`,但用于内核模块。 在Linux内核中,阻塞操作通常涉及等待队列或信号。当函数阻塞时,它可能在等待数据可用或其他事件。要中断这样的阻塞操作,我们需要一种方式来唤醒进程或取消操作。 回顾相关知识: - `kernel_recvmsg` 是内核中的一个函数,用于套接字操作。它可能阻塞,如果套接字缓冲区中没有数据。 - 在阻塞时,进程会被置于等待队列中。 - 要中断阻塞,常见的方法是: - 使用信号:发送信号给进程,唤醒它并处理中断。 - 使用`wake_up_interruptible`或类似函数来唤醒等待队列。 - 设置一个标志或使用`kthread_should_stop`如果操作在kthread中。 - 对于套接字操作,可能有特定的API来处理中断。 具体到`kernel_recvmsg`,我需要回想或推断如何中断它。`kernel_recvmsg` 是定义在`net/socket.c`中的一个函数,它内部调用`sock->ops->recvmsg`,这可能阻塞。 在Linux内核编程中,中断阻塞操作通常涉及: 1. **信号处理**:如果进程被信号中断,阻塞函数会返回`-ERESTARTSYS`或类似错误。 2. **使用等待队列**:许多阻塞操作使用等待队列。我们可以通过唤醒队列来中断它。 3. **强制中断**:例如,通过调用`force_sig`或设置进程状态。 对于`kernel_recvmsg`,它可能使用`wait_event_interruptible`或类似宏来阻塞。所以,要中断它,我们可以发送一个信号给当前进程。 在代码中,当调用`kernel_recvmsg`时,如果它阻塞,我们可以从另一个上下文(如另一个线程或中断处理程序)发送信号来唤醒它。 步骤: - 在阻塞调用之前,确保信号处理设置好。 - 当需要中断时,发送一个信号如`SIGKILL`或`SIGINT`给进程。 - 在`kernel_recvmsg`中,它应该检查信号并返回错误。 在用户空间,我们使用`recvmsg`,它可以被信号中断。类似地,在内核中,`kernel_recvmsg`也应该可以被信号中断。 但是,`kernel_recvmsg`是内核函数,不是用户空间函数。它可能运行在进程上下文,所以可以被信号中断。 查阅Linux内核源代码(如果可能),但作为AI,我基于知识回答。 通用方法: - 在调用`kernel_recvmsg`的代码中,处理返回值。如果它返回`-ERESTARTSYS`,表示被信号中断。 - 要触发中断,从另一个地方发送信号。例如,使用`send_sig`或`force_sig`。 在模块中,如果有一个kthread在运行`kernel_recvmsg`,我们可以使用`kthread_stop`来停止线程,这会导致`kthread_should_stop`返回true,从而中断阻塞操作。 但`kernel_recvmsg`本身可能不直接支持`kthread_should_stop`,所以最好依赖于信号。 具体实现: - 假设我们有一个进程在模块调用`kernel_recvmsg`。 - 定义一个信号处理函数或使用默认行为。 - 当需要中断时,调用`send_sig(SIGKILL, current, 0);` 或类似,但`SIGKILL`可能太强,使用`SIGINT`。 在代码中: ```c ssize_t ret; ret = kernel_recvmsg(sock, msg, vec, num, size, flags); if (ret == -ERESTARTSYS) { // 被信号中断 } ``` 要发送信号,从另一个上下文: ```c send_sig(SIGINT, task_struct, 0); ``` 其中`task_struct`是调用`kernel_recvmsg`的进程的任务结构。 在模块中,我们需要获取该任务结构。 如果操作在kthread中,使用`kthread_stop`。 最佳实践:在长时间阻塞操作中,使用可中断版本,并处理中断。 现在,回答用户问题:用中文解释如何中断。 回答结构: 1. 解释`kernel_recvmsg`可能阻塞。 2. 描述中断方法:通过发送信号或使用等待队列。 3. 给出代码示例(如果可能)。 4. 提醒注意事项。 然后,在回答后,必须提出3-5个相关问题。问题必须以“§§相关问题§§”开头,然后列出1. 2. 3. 等。 相关问题应该基于用户的问题和我的回答。例如: - 如何在内核模块中发送信号? - 什么是`ERESTARTSYS`错误? - 如何设置信号处理在内核中? - 替代方法如轮询。 确保输出格式:先回答问题,然后一行“§§相关问题§§”,然后列表。 禁止换行分散,意思是相关问题列表应该紧凑。 最终输出: [回答] §§相关问题§§ 1. ... 2. ... 3. ... 4. ... 5. ...(可选3-5个) 现在,撰写回答。</think>在Linux内核模块中,`kernel_recvmsg`函数用于从套接字接收消息,并可能因等待数据而阻塞(例如,当套接字缓冲区为空时)。要中断其阻塞状态,核心方法是利用信号机制或强制唤醒等待队列,使函数提前返回。以下是详细步骤和注意事项: ### 关键方法: 1. **发送信号中断**: - 当`kernel_recvmsg`阻塞时,它通常处于可中断状态(如使用`wait_event_interruptible`内部实现)。从另一个内核上下文(如另一个线程或中断处理程序)发送信号给当前进程,可以唤醒阻塞操作。 - 使用`send_sig()`或`force_sig()`函数发送信号(如`SIGINT`或`SIGKILL`)。`kernel_recvmsg`会检测信号并返回`-ERESTARTSYS`错误码。 - 示例代码: ```c // 在阻塞调用的代码中 ssize_t ret = kernel_recvmsg(sock, &msg, iov, iov_count, len, flags); if (ret == -ERESTARTSYS) { printk(KERN_INFO "kernel_recvmsg interrupted by signal\n"); // 处理中断逻辑 } // 在需要中断的上下文(如另一个线程)中 struct task_struct *task = current; // 获取当前任务(或目标任务的指针) send_sig(SIGINT, task, 0); // 发送SIGINT信号 ``` 2. **强制唤醒等待队列**: - `kernel_recvmsg`内部可能使用等待队列(如`sock->sk_sleep`)。直接访问并调用`wake_up_interruptible()`可以唤醒所有等待进程。 - 示例代码: ```c // 假设sock是目标套接字指针 wake_up_interruptible(&sock->sk_sleep); // 唤醒等待队列 ``` - 注意:这需要确保队列可访问,且操作在安全上下文(如进程上下文)中执行。 3. **使用kthread机制(如果操作在kthread中)**: - 如果`kernel_recvmsg`在kthread中运行,调用`kthread_stop()`设置停止标志,并在阻塞点添加`kthread_should_stop()`检查。 - 示例代码: ```c // 在kthread函数中 while (!kthread_should_stop()) { ssize_t ret = kernel_recvmsg(...); if (ret == -ERESTARTSYS || kthread_should_stop()) { break; // 中断退出 } } // 停止kthread时 kthread_stop(thread_ptr); ``` ### 注意事项: - **信号选择**:优先使用`SIGINT`(可捕获)而非`SIGKILL`(强制终止),以避免不可控行为。 - **上下文安全**:中断操作必须在进程上下文进行(如工作队列或kthread),避免在中断上下文调用`send_sig()`(可能需使用`force_sig()`)。 - **错误处理**:检查`kernel_recvmsg`的返回值(如`-ERESTARTSYS`、`-EINTR`),并清理资源。 - **同步问题**:确保对共享数据(如套接字状态)使用锁(如`spin_lock()`)。 - **内核版本**:方法适用于较新内核(如5.x),旧版本可能需调整(参考`include/linux/signal.h`和`net/socket.c`源码)。 通过以上方法,可有效中断阻塞的`kernel_recvmsg`,避免无限等待。
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