通过pid查找task_struct的有效方法答案

【问题标题】：Efficient way to find task_struct by pid通过pid查找task_struct的有效方法
【发布时间】：2012-01-22 18:10:01
【问题描述】：

有没有一种有效的方法可以找到指定 PID 的 task_struct，而无需遍历 task_struct 列表？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

使用以下其中一种有什么问题？

extern struct task_struct *find_task_by_vpid(pid_t nr);
extern struct task_struct *find_task_by_pid_ns(pid_t nr,
            struct pid_namespace *ns);

【讨论】：

你能告诉我vpid中v的含义吗？
v 表示虚拟。它在 include/linux/sched.h 中有解释。看起来它之所以如此命名是因为“容器”的东西。 (lwn.net/Articles/168093)

【解决方案2】：

如果您想从模块中找到task_struct，find_task_by_vpid(pid_t nr) 等将不起作用，因为这些函数没有导出。

在模块中，您可以使用以下函数：

pid_task(find_vpid(pid), PIDTYPE_PID);

【讨论】：

我已经测试了上面的函数和内核恐慌
我在内核 3.8/x86_64 上成功使用了这个功能。您能否打开一个新问题并添加更多详细信息，例如紧急消息等？
很好——这就是我正在寻找的功能！ :)

【解决方案3】：

有一种更好的方法可以从模块中获取 task_struct 的实例。始终尝试使用包装函数/辅助例程，因为它们的设计方式是如果驱动程序程序员遗漏了什么，内核可以自行处理。例如 - 错误处理、条件检查等。

/* Use below API and you will get a pointer of (struct task_struct *) */

taskp = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);

并获取 pid_t 类型的 PID。您需要使用以下 API -

find_get_pid(pid_no);

在调用这些 API 时不需要使用“rcu_read_lock()”和“rcu_read_unlock()”，因为“get_pid_task()" 在调用 "pid_task()" 之前在内部调用 rcu_read_lock(),rcu_read_unlock() 并正确处理并发。这就是为什么我在上面说过总是使用这种包装器。

get_pid_task() 和 find_get_pid() 函数片段如下：-

struct task_struct *get_pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
{
    struct task_struct *result;
    rcu_read_lock();
    result = pid_task(pid, type);
    if (result)
        get_task_struct(result);
    rcu_read_unlock();
    return result;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(get_pid_task);

struct pid *find_get_pid(pid_t nr)
{
    struct pid *pid;

    rcu_read_lock();
    pid = get_pid(find_vpid(nr));
    rcu_read_unlock();

    return pid;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(find_get_pid);

在内核模块中，您也可以通过以下方式使用包装函数 -

taskp = get_pid_task(find_get_pid(PID),PIDTYPE_PID);

PS：有关 API 的更多信息，您可以查看 kernel/pid.c

【讨论】：

你怎么知道有一个帮助函数并将多个帮助函数包装在一起（在你的例子中，find_get_pid）？ get_pid_task(find_get_pid(PID),PIDTYPE_PID);。我找不到这方面的文档。
相反，我发现类似 ps -p $PID, ps -p $PID -o pid,vsz=MEMORY -o user,group=GROUP -o comm,args=ARGS。顺便问一下，这是什么？

【解决方案4】：

没有人提到 pid_task() 函数和指针（您可以从中获得）应该在 RCU 临界区中使用（因为它使用 RCU 保护数据结构）。否则会出现use-after-free BUG。
在 Linux 内核源代码中使用 pid_task() 的案例很多（例如在 posix_timer_event() 中）。
例如：

rcu_read_lock();
/* search through the global namespace */
task = pid_task(find_pid_ns(pid_num, &init_pid_ns), PIDTYPE_PID);
if (task)
    printk(KERN_INFO "1. pid: %d, state: %#lx\n",
           pid_num, task->state); /* valid task dereference */
rcu_read_unlock(); /* after it returns - task pointer becomes invalid! */

if (task)
    printk(KERN_INFO "2. pid: %d, state: %#lx\n",
           pid_num, task->state); /* may be successful,
                                   * but is buggy (task dereference is INVALID!) */

从Kernel.org了解更多关于 RCU API 的信息

附：您也可以只使用rcu_read_lock() 下的find_task_by_pid_ns() 和find_task_by_vpid() 等特殊API 函数。

第一个用于搜索特定的命名空间：

task = find_task_by_pid_ns(pid_num, &init_pid_ns); /* e.g. init namespace */

第二个是搜索current任务的命名空间。

【讨论】：

@Abdullah 也许是BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference。看我的回答。
@shashank arora（以上答案）也使用 get_pid_task(find_get_pid(PID),PIDTYPE_PID);。和你的 pid_task(...) 比较，有什么区别？
@TanNguyen 如果您尝试阅读一下我的回答，您会发现主要区别在于在使用 RCU 时应该避免使用后释放错误。