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linux - 有没有办法找出使用 Linux 内核模块的内容?

coder 2023-04-29 原文

如果我加载内核模块并使用 lsmod 列出加载的模块,我可以得到模块的“使用计数”(引用该模块的其他模块的数量)。但是,有没有办法弄清楚使用模块的内容?

问题是我正在开发的模块坚持其使用计数为 1,因此我不能使用 rmmod卸载它,但它的“by”列是空的。这意味着每次我想重新编译和重新加载模块时,我都必须重新启动机器(或者,至少,我想不出任何其他方法来卸载它)。

最佳答案

实际上,似乎有一种方法可以列出声明模块/驱动程序的进程——但是,我还没有看到它的广告(在 Linux 内核文档之外),所以我会在这里记下我的笔记:

首先,非常感谢 @haggai_e的回答;指向函数的指针 try_module_gettry_module_put因为那些负责管理使用计数 (refcount) 的人是让我能够追踪程序的关键。

在网上进一步寻找这个,我不知何故偶然发现了帖子Linux-Kernel Archive: [PATCH 1/2] tracing: Reduce overhead of module tracepoints ;它最终指向内核中存在的一个工具,称为(我猜)“跟踪”;相关文档在目录 Documentation/trace - Linux kernel source tree 中.特别是,两个文件解释了跟踪工具,events.txtftrace.txt .

但是,在 /sys/kernel/debug/tracing/README 中还有一个关于正在运行的 Linux 系统的简短“跟踪迷你 HOWTO”。 (另见 I'm really really tired of people saying that there's no documentation…);注意在内核源码树中,这个文件实际上是由文件kernel/trace/trace.c生成的。 .我已经在 Ubuntu natty 上测试过了,并注意,因为 /sys归 root 所有,你必须使用 sudo读取此文件,如 sudo cat

sudo less /sys/kernel/debug/tracing/README

...这几乎适用于 /sys 下的所有其他操作这将在此处描述。

首先,这是一个简单的最小模块/驱动程序代码(我从引用的资源中整理出来的),它只是创建了一个 /proc/testmod-sample文件节点,它返回字符串“This is testmod”。正在阅读时;这是 testmod.c :

/*
https://github.com/spotify/linux/blob/master/samples/tracepoints/tracepoint-sample.c
https://www.linux.com/learn/linux-training/37985-the-kernel-newbie-corner-kernel-debugging-using-proc-qsequenceq-files-part-1
*/

#include <linux/module.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h> // for sequence files

struct proc_dir_entry *pentry_sample;

char *defaultOutput = "This is testmod.";


static int my_show(struct seq_file *m, void *v)
{
  seq_printf(m, "%s\n", defaultOutput);
  return 0;
}

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
  return single_open(file, my_show, NULL);
}

static const struct file_operations mark_ops = {
  .owner    = THIS_MODULE,
  .open = my_open,
  .read = seq_read,
  .llseek   = seq_lseek,
  .release  = single_release,
};


static int __init sample_init(void)
{
  printk(KERN_ALERT "sample init\n");
  pentry_sample = proc_create(
    "testmod-sample", 0444, NULL, &mark_ops);
  if (!pentry_sample)
    return -EPERM;
  return 0;
}

static void __exit sample_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT "sample exit\n");
    remove_proc_entry("testmod-sample", NULL);
}

module_init(sample_init);
module_exit(sample_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Mathieu Desnoyers et al.");
MODULE_DESCRIPTION("based on Tracepoint sample");

该模块可以使用以下 构建Makefile (只需将它放在与 testmod.c 相同的目录中,然后在同一目录中运行 make ):
CONFIG_MODULE_FORCE_UNLOAD=y
# for oprofile
DEBUG_INFO=y
EXTRA_CFLAGS=-g -O0

obj-m += testmod.o

# mind the tab characters needed at start here:
all:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

构建此模块/驱动程序时,输出的是内核目标文件,testmod.ko .

至此,我们可以准备与try_module_get相关的事件追踪。和 try_module_put ;那些在 /sys/kernel/debug/tracing/events/module :
$ sudo ls /sys/kernel/debug/tracing/events/module
enable  filter  module_free  module_get  module_load  module_put  module_request

请注意,在我的系统上,默认情况下启用跟踪:
$ sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/tracing_enabled
1

...但是,模块跟踪(特别是)不是:
$ sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/events/module/enable
0

现在,我们应该首先制作一个过滤器,它会对 module_get 使用react。 , module_put等事件,但仅适用于 testmod模块。为此,我们应该首先检查事件的格式:
$ sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/events/module/module_put/format
name: module_put
ID: 312
format:
...
    field:__data_loc char[] name;   offset:20;  size:4; signed:1;

print fmt: "%s call_site=%pf refcnt=%d", __get_str(name), (void *)REC->ip, REC->refcnt

在这里我们可以看到有一个字段叫name ,它包含驱动程序名称,我们可以对其进行过滤。要创建过滤器,我们只需 echo将过滤器字符串放入相应的文件中:
sudo bash -c "echo name == testmod > /sys/kernel/debug/tracing/events/module/filter"

在这里,首先要注意,因为我们必须调用sudo ,我们必须包装整个echo重定向作为 sudo 的参数命令-ed bash .其次,请注意,由于我们写信给“父”module/filter ,而不是特定事件(即 module/module_put/filter 等),此过滤器将应用于列为 module 的“子级”的所有事件。目录。

最后,我们启用模块跟踪:
sudo bash -c "echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/module/enable"

从这点开始,我们可以读取跟踪日志文件;对我来说,阅读阻塞,
跟踪文件的“管道”版本有效 - 像这样:
sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe | tee tracelog.txt

此时,我们不会在日志中看到任何内容 - 所以是时候加载(并利用和删除)驱动程序(在与 trace_pipe 正在读取的不同终端中):
$ sudo insmod ./testmod.ko
$ cat /proc/testmod-sample 
This is testmod.
$ sudo rmmod testmod

如果我们回到终端trace_pipe正在阅读,我们应该看到如下内容:
# tracer: nop
#
#           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
#              | |       |          |         |
          insmod-21137 [001] 28038.101509: module_load: testmod
          insmod-21137 [001] 28038.103904: module_put: testmod call_site=sys_init_module refcnt=2
           rmmod-21354 [000] 28080.244448: module_free: testmod

这几乎就是我们为我们的 testmod 所获得的全部内容。驱动程序 - 引用计数仅在驱动程序加载( insmod )或卸载( rmmod )时发生变化,而不是在我们读取 cat 时发生变化.所以我们可以简单地中断对 trace_pipe 的读取在该终端中使用 CTRL+C;并完全停止跟踪:
sudo bash -c "echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_enabled"

在这里,请注意,大多数示例是指读取文件 /sys/kernel/debug/tracing/trace而不是 trace_pipe如这里。然而,一个问题是这个文件并不意味着“管道”(所以你不应该在这个 tail -f 文件上运行 trace);但是你应该重新阅读 trace每次操作后。后第一insmod ,我们将从 cat 获得相同的输出-ing 两个 tracetrace_pipe ;然而,在rmmod之后,阅读 trace文件会给出:
   <...>-21137 [001] 28038.101509: module_load: testmod
   <...>-21137 [001] 28038.103904: module_put: testmod call_site=sys_init_module refcnt=2
   rmmod-21354 [000] 28080.244448: module_free: testmod

... 即:此时,insmod已经退出很长时间,因此它不再存在于进程列表中 - 因此无法通过当时记录的进程 ID (PID) 找到 - 因此我们得到一个空白 <...>作为进程名称。因此,最好记录(通过 tee )来自 trace_pipe 的运行输出在这种情况下。另外,请注意,为了清除/重置/删除 trace文件,一个简单的写一个 0 到它:
sudo bash -c "echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/trace"

如果这看起来违反直觉,请注意 trace是一个特殊文件,并且始终报告文件大小为零:
$ sudo ls -la /sys/kernel/debug/tracing/trace
-rw-r--r-- 1 root root 0 2013-03-19 06:39 /sys/kernel/debug/tracing/trace

......即使它是“满的”。

最后,请注意,如果我们没有实现过滤器,我们将获得正在运行的系统上所有模块调用的日志——它会将任何调用(也是后台)记录到 grep。等等,因为那些使用 binfmt_misc模块:
...
  tr-6232  [001] 25149.815373: module_put: binfmt_misc call_site=search_binary_handler refcnt=133194
..
  grep-6231  [001] 25149.816923: module_put: binfmt_misc call_site=search_binary_handler refcnt=133196
..
  cut-6233  [000] 25149.817842: module_put: binfmt_misc call_site=search_binary_handler refcnt=129669
..
  sudo-6234  [001] 25150.289519: module_put: binfmt_misc call_site=search_binary_handler refcnt=133198
..
  tail-6235  [000] 25150.316002: module_put: binfmt_misc call_site=search_binary_handler refcnt=129671

...这增加了相当多的开销(在日志数据量和生成它所需的处理时间方面)。

在查找这个时,我偶然发现了 Debugging Linux Kernel by Ftrace PDF , 指的是工具 trace-cmd ,它几乎与上面类似 - 但通过更简单的命令行界面。 trace-cmd 还有一个“前端阅读器”GUI叫 KernelShark ;这两个也在 Debian/Ubuntu 存储库中,通过 sudo apt-get install trace-cmd kernelshark .这些工具可以替代上述过程。

最后,我要注意的是,虽然上面的 testmod示例并未真正显示在多个声明的上下文中的使用,我使用相同的跟踪程序发现我正在编码的 USB 模块被 pulseaudio 反复声明。一旦插入 USB 设备 - 因此该过程似乎适用于此类用例。

关于linux - 有没有办法找出使用 Linux 内核模块的内容?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/448999/

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