sys_info

lib/sys_info.c：sys_info 调试掩码 sysctl 子系统概览

介绍

lib/sys_info.c 为 sys_info() 调试输出提供配置接口与执行路径：sys_info_sysctl_init() 在子系统初始化阶段注册 kernel_sys_info sysctl 项，由 sysctl_sys_info_handler() 统一处理读写，内部通过位掩码选择任务、内存、定时器、锁、ftrace、全 CPU 回溯等信息的收集范围。

历史与背景

• 诞生动机：为内核调试路径提供可配置的统一入口，通过位掩码决定 sys_info() 触发时的输出范围。
• 迭代里程碑：引入 sysctl 处理器与早期 initcall 注册，确保调试接口在大多数驱动加载前即可使用。
• 社区与应用：常用于现场调试或自动化诊断脚本，结合 SysRq/延迟工作触发，以收集当前系统状态。

核心原理与设计

• sysctl 表注册：sys_info_sysctls 定义 kernel_sys_info 项，绑定到全局位掩码 kernel_si_mask，读写均由 sysctl_sys_info_handler 代理。
• 读写处理器：
  • 写入路径：sys_info_write_handler() 解析逗号分隔名称列表为位掩码，通过 WRITE_ONCE 更新全局默认值。
  • 读取路径：sys_info_read_handler() 将当前掩码逆向编码为名称列表字符串返回用户态，依赖 READ_ONCE 获取快照。
• 初始化时序：subsys_initcall 级别执行，确保 /proc/sys/kernel/kernel_sys_info 在用户空间早期就绪。

使用场景

• 推荐：调试脚本按需控制 sys_info() 输出范围；现场问题分析中快速切换默认掩码。
• 不推荐/注意：高频并发修改掩码（未加锁，仅保证原子可见性）；安全敏感场景需限制写权限。

对比分析

• 与内核启动参数：启动参数只能在引导时设置，kernel_sys_info 可运行期动态调整，更灵活。
• 与专用调试开关：位掩码可组合多种诊断输出，粒度细于单一布尔开关。

sys_info_sysctls —— kernel_sys_info sysctl 表定义

/** @brief sysctl 表项，暴露 kernel_sys_info 位掩码。 */
static const struct ctl_table sys_info_sysctls[] = {
        {
                .procname       = "kernel_sys_info", /**< /proc/sys/kernel/kernel_sys_info 路径名。 */
                .data           = &kernel_si_mask,     /**< 默认位掩码的存储位置。 */
                .maxlen         = sizeof(kernel_si_mask), /**< 允许写入的最大字节数。 */
                .mode           = 0644,                /**< 读写权限：root 可写，其他可读。 */
                .proc_handler   = sysctl_sys_info_handler, /**< 读写均委托给自定义处理器。 */
        },
};

sys_info_sysctl_init —— kernel_sys_info sysctl 注册入口

/**
 * @brief 在子系统初始化阶段注册 kernel_sys_info sysctl。
 * @note 单核场景下无并行 init 竞争；读写处理器内部访问 kernel_si_mask 未加锁，依赖 READ/WRITE_ONCE 保证可见性。
 */
static int __init sys_info_sysctl_init(void)
{
        register_sysctl_init("kernel", sys_info_sysctls); /**< 挂载到 /proc/sys/kernel/ 命名空间。 */
        return 0; /**< initcall 约定：返回 0 表示成功。 */
}
subsys_initcall(sys_info_sysctl_init);

sysctl_sys_info_handler —— sysctl 读写分派入口

/**
 * @brief 统一处理 kernel_sys_info 的读写，依据 write 标志分派具体处理器。
 * @param ro_table sysctl 描述项（只读模板），包含数据指针与长度。
 * @param write    非零表示写入路径，零表示读取路径。
 * @param buffer   用户态缓冲区。
 * @param lenp     读写长度指针。
 * @param ppos     偏移指针，遵循 sysctl 接口约定。
 * @return 0 表示成功，负值表示错误。
 */
int sysctl_sys_info_handler(const struct ctl_table *ro_table, int write,
                                          void *buffer, size_t *lenp,
                                          loff_t *ppos)
{
        struct ctl_table table;
        unsigned int i;
        size_t maxlen;

        maxlen = 0; /**< 计算名称字符串的最大长度，确保缓冲区足够。 */
        for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(si_names); i++)
                maxlen += strlen(si_names[i]) + 1;

        char *names __free(kfree) = kzalloc(maxlen, GFP_KERNEL); /**< 为名称列表分配临时缓冲区。 */
        if (!names)
                return -ENOMEM; /**< 内存不足直接返回。 */

        table = *ro_table; /**< 复制模板，以便修改 data/maxlen 指针。 */
        table.data = names; /**< 指向临时名称缓冲区。 */
        table.maxlen = maxlen; /**< 设置缓冲区长度。 */

        if (write)
                return sys_info_write_handler(&table, buffer, lenp, ppos, ro_table->data); /**< 写入分支。 */
        else
                return sys_info_read_handler(&table, buffer, lenp, ppos, ro_table->data); /**< 读取分支。 */
}

sys_info_write_handler —— 将名称列表写入掩码

/**
 * @brief 解析用户态逗号分隔名称列表，转换为位掩码并写入全局 kernel_si_mask。
 * @note 访问 kernel_si_mask 未加锁，依赖 WRITE_ONCE；单核场景仅需保证与中断上下文的可见性。
 */
static int sys_info_write_handler(const struct ctl_table *table,
                                  void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos,
                                  unsigned long *si_bits_global)
{
        unsigned long si_bits;
        int ret;

        ret = proc_dostring(table, 1, buffer, lenp, ppos); /**< 先从用户态读取字符串。 */
        if (ret)
                return ret; /**< 读取失败直接返回错误码。 */

        si_bits = sys_info_parse_param(table->data); /**< 将名称列表解析为位掩码。 */

        WRITE_ONCE(*si_bits_global, si_bits); /**< 不加锁更新全局掩码。 */

        return 0; /**< 写入成功。 */
}

sys_info_read_handler —— 将掩码编码为名称列表

/**
 * @brief 读取当前 kernel_si_mask，将位掩码编码为逗号分隔的名称列表写回用户态。
 * @note 依赖 READ_ONCE 获取掩码；单核场景下无跨 CPU 并发导致的撕裂风险。
 */
static int sys_info_read_handler(const struct ctl_table *table,
                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos,
                                 unsigned long *si_bits_global)
{
        unsigned long si_bits;
        unsigned int len = 0;
        char *delim = "";
        unsigned int i;

        si_bits = READ_ONCE(*si_bits_global); /**< 获取掩码快照。 */

        for_each_set_bit(i, &si_bits, ARRAY_SIZE(si_names)) { /**< 遍历已置位的比特。 */
                if (*si_names[i]) {
                        len += scnprintf(table->data + len, table->maxlen - len,
                                         "%s%s", delim, si_names[i]); /**< 逐项拼接名称列表。 */
                        delim = ","; /**< 设置分隔符。 */
                }
        }

        return proc_dostring(table, 0, buffer, lenp, ppos); /**< 按 sysctl 读取路径返回字符串。 */
}