如何从 Linux 内核空间访问系统中的所有管道

Question

我想向 Linux 内核添加一个新的系统调用，它将显示有关系统中创建的所有管道的信息。

如何获取 pipefs 中每个管道的 inode（或任何其他允许我访问 pipe_inode_info 的相关结构）？

我一直在看struct vfsmount、struct dentry和struct super_block，但我没有找到合适的方法。 有什么方法可以获取 pipefs 中每个文件的文件结构？

Answer 1

首先我去 /proc 目录和问题：

ls -al */fd |grep pipe

（试着去掉上面的“管道”，你会学到更多。）结果是（只是一个快照）：

l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 17 -> pipe:[39208]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 2 -> pipe:[16245]
lr-x------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 4 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 8 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 17 -> pipe:[39532]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 2 -> pipe:[16245]
lr-x------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 4 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 8 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 1 -> pipe:[16245]
lr-x------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 16 -> pipe:[40032]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 17 -> pipe:[40032]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 2 -> pipe:[16245]
lr-x------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 4 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 root     root     64 2011-05-14 23:12 8 -> pipe:[23406]
l-wx------ 1 tteikhua tteikhua 64 2011-05-14 23:13 1 -> pipe:[16245]
l-wx------ 1 tteikhua tteikhua 64 2011-05-14 23:13 12 -> pipe:[66674]
lr-x------ 1 tteikhua tteikhua 64 2011-05-14 23:13 13 -> pipe:[66674]
l-wx------ 1 root root 64 2011-05-14 23:30 1 -> pipe:[101794]

如果你想查看创建管道的进程，只需删除“grep”，例如：

这里显示 pid=1 在 6759 处有一个管道 fd：

1/fd:
total 0
dr-x------ 2 root root  0 2011-05-14 23:29 .
dr-xr-xr-x 7 root root  0 2011-05-14 22:59 ..
lrwx------ 1 root root 64 2011-05-14 23:29 0 -> /dev/console (deleted)
lrwx------ 1 root root 64 2011-05-14 23:29 1 -> /dev/console (deleted)
lrwx------ 1 root root 64 2011-05-14 23:29 2 -> /dev/console (deleted)
lr-x------ 1 root root 64 2011-05-14 23:29 3 -> pipe:[6759]

并将上述内容追溯到 fs/pipe.c（打印这些内容的 Linux 内核源代码）：

/*
 * pipefs_dname() is called from d_path().
 */
static char *pipefs_dname(struct dentry *dentry, char *buffer, int buflen)
{
        return dynamic_dname(dentry, buffer, buflen, "pipe:[%lu]",
                                dentry->d_inode->i_ino);
}

static const struct dentry_operations pipefs_dentry_operations = {
        .d_dname        = pipefs_dname,
};

并阅读 fs/dcache.c:

char *d_path(const struct path *path, char *buf, int buflen)
{
        if (path->dentry->d_op && path->dentry->d_op->d_dname)
                return path->dentry->d_op->d_dname(path->dentry, buf, buflen);

and since d_path() is an exported symbol,

EXPORT_SYMBOL(d_path);

您应该能够从任何地方调用它，并获取有关路径的信息 - 如果它是管道，则将调用相应的 pipefs_dname() - 它依赖于文件系统：

./fs/pipe.c:
    .d_dname    = pipefs_dname,

阅读 inode.c: init_inode_always() 你可以看到 i_pipe 设置为 NULL。仅当 inode 是 PIPE 时，它才不为空。

所以你总是可以循环遍历所有进程并获取它打开的文件描述符，并且如果将inode的i_pipe设置为非NULL，你就会知道该值是管道的inode编号。

我认为这样的代码不会存在于内核源代码中（因此没有必要寻找它 - 我已经尝试过），因为在用户空间中执行它更有效且更安全（例如“ls -al "命令我之前解释过）然后在内核内部 - 通常内核越小，安全错误越少，因此稳定性更好等。