centos核心錯誤 Linux核心適配的一則小記

我們的產品包含多個核心驅動模組，隨著linux核心的不斷演進，既有的驅動**可能因為使用了一些被新版本核心所廢棄的函式或者資料結構，導致不能編譯通過，或者執行時出錯。這時，我們就需要修改我們的驅動**，以便其能在新版本的核心上正常工作，這個過程通常被稱為「適配」。

最近就接到了乙個客戶在centos 7上適配5.7.x核心的需求，在此之前，我們適配過的最高核心版本是5.4.x。經過與makefile的一番較勁，編譯總算通過了，可是一執行新編譯的驅動，系統立刻卡住，失去響應。

從"comm"後面跟的名字看，確實是我們產品中操作這個驅動的應用層程序的名稱。這裡顯然是在做乙個"open"操作，沒有debuginfo，不知道具體開啟的是哪個檔案，不過從"proc_reg_open"來看，應該是在訪問"/proc"目錄下的某個檔案。

我們的驅動會在procfs檔案系統中註冊一些引數，以便於觀察該驅動的狀態，以及動態地調整一部分配置。為了確定是由訪問這些引數引起的異常，嘗試手動載入對應的驅動，然後去訪問"/proc"目錄下我們驅動生成的檔案，果然在"cat"其中乙個檔案時，復現了這個問題。

call trace給出的錯誤提示是訪問了乙個空指標，並且是在呼叫mutex_lock()的時候。沒有5.7.x版本的debuginfo，那就退而求其次，借助乙個擁有除錯資訊、並且版本盡可能接近的核心來輔助分析。在基於4.18核心的centos 8上，先來用crash工具看一下"mutex_lock"的反彙編：

結合對應原始碼可以推斷，多半就是因為這裡的"lock"被判定為了空指標：

bool __mutex_trylock_fast(struct mutex *lock)

;

根據c語言"union"的元素共享記憶體位址的屬性，本來是想調"proc_open"，結果位址指向的是"llseek"，可不就走到seq_lseek()裡去了嘛，沒有"seq_open"進行初始化就呼叫了"seq_lseek"，可不就是會出現指標訪問的位址異常麼。

看似詭異的一段call trace，原來隱藏著這樣的玄機。表象上是mutex lock的時候訪問到了空指標，root cause卻是因為前面2級函式中結構體中元素的變化，以及"union"的特殊性。

那核心開發者為什麼要做出這樣乙個**的改動呢？進入linux的github，用"blame"模式看下這個改動是由哪次commit引入的：

根據這次提交的說明，之前procfs一直通過"file_operations"來讓模組掛接自定義的函式，而"file_operations"本身是設計給vfs用的，但進入procfs的呼叫路徑後，其實跟vfs已經沒有什麼直接的關係了。

借用人家的結構體來用看起來是省事，但每當vfs擴充套件自己的"file_operations"時，procfs也必須跟著擴充套件。vfs裡大部分的operations對procfs來說都是用不到的，這樣白白增加空間占用，實在說不過去。

currently core /proc code uses "struct file_operations" for custom hooks,

however, vfs doesn't directly call them. every time vfs expands

file_operations hook set, /proc code bloats for no reason.

introduce "struct proc_ops" which contains only those hooks which /proc

allows to call into (open, release, read, write, ioctl, mmap, poll). it

doesn't contain module pointer as well.

參考：

公升級Linux核心錯誤

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注意 對於可以用好幾條命令實現的，第一條命令已經驗證，其他的命令參考自網上，沒有進行驗證。檢視linux系統核心的命令有下面幾條 dpkg get selections grep linux image dpkg get selections grep linxu headers dpkg list...

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