Odizoluj moduł jądra do określonego rdzenia za pomocą Cpuset

Question

Odizoluj moduł jądra do określonego rdzenia za pomocą Cpuset

Z przestrzeni użytkownika możemy użyć cpuset , aby w rzeczywistości wyizolować konkretny rdzeń w naszym systemie i wykonać tylko jeden konkretny proces do tego rdzenia.

Próbuję zrobić to samo z modułem jądra. Chcę, żeby moduł został wykonany w izolowanym rdzeniu. Innymi słowy: Jak używać cpuset'S z wnętrza modułu jądra? *

Używanie Linux / cpuset.h w moim module jądra nie działa. Więc mam taki moduł jak to:

#include <linux/module.h>
#include <linux/cpuset.h>

...
#ifdef CONFIG_CPUSETS
    printk(KERN_INFO, "cpusets is enabled!");
#endif
cpuset_init(); // this function is declared in cpuset.h
...

Podczas próby załadowania tego modułu otrzymuję (w dmesg) następujący komunikat cpusets is enabled!. Ale otrzymuję również wiadomość Unknown symbol cpu_init (err 0).

Podobnie próbowałem użyć sched_setaffinity z linux/sched.h, aby przenieść wszystkie uruchomione procesy do określonego rdzenia, a następnie uruchomić mój moduł do izolowanego rdzenia. Mam ten sam błąd mesage: Unknown symbol sched_setaffinity (err 0). Chyba mam "nieznane symbole", ponieważ te funkcje nie mają EXPORT_SYMBOL w jądrze. Więc poszedłem i próbowałem zadzwonić do sys_sched_setaffinity wywołanie systemowe (na podstawie to pytanie ) ale znowu mam ten mesage: Unknown symbol sys_sched_setaffinity (err 0)!

Ponadto nie szukam rozwiązania, które używa isolcpus, które jest ustawiane podczas uruchamiania. Chciałbym po prostu załadować moduł, a potem nastąpi izolacja.

(dokładniej, chcę, aby jego wątki jądra wykonywały się w izolowanych rdzeniach . Wiem, że mogę użyć powinowactwa do wiązania wątków do określonych rdzeni, ale to nie gwarantuje mi, że rdzenie będą izolowane przez inne procesy na nich działające.)

19

linux linux-kernel linux-device-driver cpuset

Author: Community, 2016-03-29

Source

3 answers

Wskazałeś w swoim pytaniu:

Myślę, że mam "nieznane symbole", ponieważ te funkcje nie mają EXPORT_SYMBOL w jądrze

Myślę, że to jest kluczowy punkt twojego problemu. Widzę, że dołączasz plik linux/cpuset.h, który definiuje między innymi metodę: cpuset_init. Jednak zarówno podczas kompilacji, jak i przy użyciu polecenia nm widzimy wskaźniki wskazujące, że ta funkcja nie jest dostępna:

Kompilacja:

root@hectorvp-pc:/home/hectorvp/cpuset/cpuset_try# make
make -C /lib/modules/3.19.0-31-generic/build M=/home/hectorvp/cpuset/cpuset_try modules 
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-3.19.0-31-generic'
  CC [M]  /home/hectorvp/cpuset/cpuset_try/cpuset_try.o
  Building modules, stage 2. 
  MODPOST 1 modules 
  WARNING: "cpuset_init" [/home/hectorvp/cpuset/cpuset_try/cpuset_try.ko] undefined!
  CC      /home/hectorvp/cpuset/cpuset_try/cpuset_try.mod.o
  LD [M]  /home/hectorvp/cpuset/cpuset_try/cpuset_try.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-3.19.0-31-generic'

Zobacz WARNING: "cupset_init" [...] undefined!. I za pomocą nm:

root@hectorvp-pc:/home/hectorvp/cpuset/cpuset_try# nm cpuset_try.ko
0000000000000030 T cleanup_module
                 U cpuset_init
                 U __fentry__
0000000000000000 T init_module
000000000000002f r __module_depends
                 U printk
0000000000000000 D __this_module
0000000000000000 r __UNIQUE_ID_license0
000000000000000c r __UNIQUE_ID_srcversion1
0000000000000038 r __UNIQUE_ID_vermagic0
0000000000000000 r ____versions

(Uwaga: U oznacza 'niezdefiniowany')

Jednak , badałem symbole jądra następująco:

root@hectorvp-pc:/home/hectorvp/cpuset/cpuset_try# cat /proc/kallsyms | grep cpuset_init
ffffffff8110dc40 T cpuset_init_current_mems_allowed
ffffffff81d722ae T cpuset_init
ffffffff81d72342 T cpuset_init_smp

Widzę, że jest eksportowany, ale nie jest dostępny w /lib/modules/$(uname -r)/build/Module.symvers. Więc masz rację.

Po dalszym śledztwie odkryłem, że jest on zdefiniowany w:

Http://lxr.free-electrons.com/source/kernel/cpuset.c#L2101

Jest to funkcja, którą musisz wywołać tak, jak jest dostępne w przestrzeni jądra. W ten sposób nie będziesz potrzebował dostępu do przestrzeni użytkownika.

Praca, którą odkryłem, aby moduł mógł wywoływać te symbole, została opisana w drugiej odpowiedzi na to pytanie . Zauważ, że nie musisz już dołączać linux/cpuset.h :

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
//#include <linux/cpuset.h>
#include <linux/kallsyms.h>


int init_module(void)
{
        static void (*cpuset_init_p)(void);
        cpuset_init_p = (void*) kallsyms_lookup_name("cpuset_init");
        printk(KERN_INFO "Starting ...\n");
        #ifdef CONFIG_CPUSETS
            printk(KERN_INFO "cpusets is enabled!");
        #endif
        (*cpuset_init_p)();
        /* 
         * A non 0 return means init_module failed; module can't be loaded. 
         */
        return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
        printk(KERN_INFO "Ending ...\n");
}

MODULE_LICENSE("GPL");

Skompilowałem go pomyślnie i zainstalowałem z insmod. Poniżej jest wyjście, które dostałem dmesg:

[ 1713.738925] Starting ...
[ 1713.738929] cpusets is enabled!
[ 1713.738943] kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: 0)
[ 1713.739042] BUG: unable to handle kernel paging request at ffffffff81d7237b
[ 1713.739074] IP: [<ffffffff81d7237b>] cpuset_init+0x0/0x94
[ 1713.739102] PGD 1c16067 PUD 1c17063 PMD 30bc74063 PTE 8000000001d72163
[ 1713.739136] Oops: 0011 [#1] SMP 
[ 1713.739153] Modules linked in: cpuset_try(OE+) xt_conntrack ipt_MASQUERADE nf_nat_masquerade_ipv4 iptable_nat nf_conntrack_ipv4 nf_defrag_ipv4 nf_nat_ipv4 xt_addrtype iptable_filter ip_tables x_tables nf_nat nf_conntrack br_netfilter bridge stp llc pci_stub vboxpci(OE) vboxnetadp(OE) vboxnetflt(OE) vboxdrv(OE) aufs binfmt_misc cfg80211 nls_iso8859_1 snd_hda_codec_hdmi snd_hda_codec_realtek intel_rapl snd_hda_codec_generic iosf_mbi snd_hda_intel x86_pkg_temp_thermal intel_powerclamp snd_hda_controller snd_hda_codec snd_hwdep coretemp kvm_intel amdkfd kvm snd_pcm snd_seq_midi snd_seq_midi_event amd_iommu_v2 snd_rawmidi radeon snd_seq crct10dif_pclmul crc32_pclmul snd_seq_device aesni_intel ttm aes_x86_64 drm_kms_helper drm snd_timer i2c_algo_bit dcdbas mei_me lrw gf128mul mei snd glue_helper ablk_helper
[ 1713.739533]  cryptd soundcore shpchp lpc_ich serio_raw 8250_fintek mac_hid video parport_pc ppdev lp parport autofs4 hid_generic usbhid hid e1000e ahci psmouse ptp libahci pps_core
[ 1713.739628] CPU: 2 PID: 24679 Comm: insmod Tainted: G           OE  3.19.0-56-generic #62-Ubuntu
[ 1713.739663] Hardware name: Dell Inc. OptiPlex 9020/0PC5F7, BIOS A03 09/17/2013
[ 1713.739693] task: ffff8800d29f09d0 ti: ffff88009177c000 task.ti: ffff88009177c000
[ 1713.739723] RIP: 0010:[<ffffffff81d7237b>]  [<ffffffff81d7237b>] cpuset_init+0x0/0x94
[ 1713.739757] RSP: 0018:ffff88009177fd10  EFLAGS: 00010292
[ 1713.739779] RAX: 0000000000000013 RBX: ffffffff81c1a080 RCX: 0000000000000013
[ 1713.739808] RDX: 000000000000c928 RSI: 0000000000000246 RDI: 0000000000000246
[ 1713.739836] RBP: ffff88009177fd18 R08: 000000000000000a R09: 00000000000003db
[ 1713.739865] R10: 0000000000000092 R11: 00000000000003db R12: ffff8800ad1aaee0
[ 1713.739893] R13: 0000000000000000 R14: ffffffffc0947000 R15: ffff88009177fef8
[ 1713.739923] FS:  00007fbf45be8700(0000) GS:ffff88031dd00000(0000) knlGS:0000000000000000
[ 1713.739955] CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[ 1713.739979] CR2: ffffffff81d7237b CR3: 00000000a3733000 CR4: 00000000001407e0
[ 1713.740007] Stack:
[ 1713.740016]  ffffffffc094703e ffff88009177fd98 ffffffff81002148 0000000000000001
[ 1713.740052]  0000000000000001 ffff8802479de200 0000000000000001 ffff88009177fd78
[ 1713.740087]  ffffffff811d79e9 ffffffff810fb058 0000000000000018 ffffffffc0949000
[ 1713.740122] Call Trace:
[ 1713.740137]  [<ffffffffc094703e>] ? init_module+0x3e/0x50 [cpuset_try]
[ 1713.740175]  [<ffffffff81002148>] do_one_initcall+0xd8/0x210
[ 1713.740190]  [<ffffffff811d79e9>] ? kmem_cache_alloc_trace+0x189/0x200
[ 1713.740207]  [<ffffffff810fb058>] ? load_module+0x15b8/0x1d00
[ 1713.740222]  [<ffffffff810fb092>] load_module+0x15f2/0x1d00
[ 1713.740236]  [<ffffffff810f6850>] ? store_uevent+0x40/0x40
[ 1713.740250]  [<ffffffff810fb916>] SyS_finit_module+0x86/0xb0
[ 1713.740265]  [<ffffffff817ce10d>] system_call_fastpath+0x16/0x1b
[ 1713.740280] Code: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0c 53 58 31 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 <00> 00 00 00 00 1c 00 00 00 c0 92 2c 7d c0 92 2c 7d a0 fc 69 ee 
[ 1713.740398] RIP  [<ffffffff81d7237b>] cpuset_init+0x0/0x94
[ 1713.740413]  RSP <ffff88009177fd10>
[ 1713.740421] CR2: ffffffff81d7237b
[ 1713.746177] ---[ end trace 25614103c0658b94 ]---

Pomimo błędów, powiedziałbym, że odpowiedziałem na Twoje początkowe pytanie:

Jak używać procesorów z wnętrza modułu jądra? *

Prawdopodobnie nie w najbardziej elegancki sposób, ponieważ nie jestem ekspertem w ogóle. Musisz kontynuować.

Pozdrawiam

2

Author: Héctor Valverde Pareja,
Warning: date(): Invalid date.timezone value 'Europe/Kyiv', we selected the timezone 'UTC' for now. in /var/www/agent_stack/data/www/doraprojects.net/template/agent.layouts/content.php on line 54
2017-05-23 11:54:25

Czy próbowałeś work_struct z

struct workqueue_attrs {
cpumask_var_t           cpumask;        /* allowed CPUs */
}

Przede wszystkim procesor powinien być izolowany przez (na przykład cpu 0x1)

setenv bootargs isolcpus=\"0x1"\

I następne

struct lkm_sample {
struct work_struct lkm_work_struct;
struct workqueue_struct *lkm_wq_struct;
...
};
static struct lkm_sample lkm_smpl;

static void work(struct work_struct *work)
{
struct lkm_sample *tmp = container_of(work, struct lkm_sample,     lkm_work_struct);
....
return;
}
static int __init lkm_init(void)
{
//see:     https://lwn.net/Articles/540999/
lkm_smpl.lkm_wq_struct = create_singlethread_workqueue("you_wq_name");
INIT_WORK(&lkm_smpl.lkm_wq_struct, work);
}

Jeśli chcesz uruchomić (uruchomić _ _ init) lkm na izolowanym procesorze:

Setenv bootargs isolcpus=\"0x1"\
Lsmod helper_module.ko z

Call_usermodehelper_setup struct subprocess_info * call_usermodehelper_setup ( char * path, char * * argv, / * taskset 0x00000001 helper_application */ char ** envp, gfp_t gfp_mask, int (*init) (struct subprocess_info * info, struct cred * new), void (*cleanup) (struct subprocess_info *info), void * dane); Użyj helper kernel module, który powinien uruchomić program w przestrzeni użytkownika (helper_application) za pomocą taskset i maska powinna być z izolcpu. Moduł Pomocniczy powinien uruchamiać tylko funkcję _ _ init () i zwracać -1, ponieważ tylko jedno zadanie: uruchomić aplikację w przestrzeni użytkownika na izolowanym procesorze.
Userspace helper application następny powinien po prostu: lsmod dla goal_module.ko, goal_module powinien zaczynać się na tym samym odizolowanym procesorze.
Użyj workqueue, aby kontynuować uruchamianie izolowanego modułu na izolowanym cpu.

0

Author: cosinus0,
Warning: date(): Invalid date.timezone value 'Europe/Kyiv', we selected the timezone 'UTC' for now. in /var/www/agent_stack/data/www/doraprojects.net/template/agent.layouts/content.php on line 54
2016-04-04 05:56:27

score 9 · Accepted Answer

Chcę, żeby moduł został uruchomiony w izolowanym rdzeniu.

I

Wyizolować konkretny rdzeń w naszym systemie i wykonać tylko jeden specyficzny proces do tego rdzenia

Jest to działający kod źródłowy skompilowany i przetestowany na pudełku Debiana przy użyciu jądra 3.16. Opiszę jak najpierw załadować i rozładować oraz co oznacza przekazany parametr.

Wszystkie źródła można znaleźć na GitHubie proszę...

Https://github.com/harryjackson/doc/tree/master/linux/kernel/toy/toy

Zbuduj i załaduj moduł...

make
insmod toy param_cpu_id=2

Aby rozładować moduł użyj

rmmod toy

Nie używam modprobe, ponieważ oczekuje jakiejś konfiguracji itp. Parametr, który przekazujemy do modułu jądra toy, to procesor, który chcemy wyizolować. Żadna z wywoływanych operacji urządzenia nie zostanie uruchomiona, chyba że są wykonywane na tym procesorze.

Po załadowaniu modułu można go znaleźć tutaj

/dev/toy

Proste operacje jak

cat /dev/toy

Tworzy zdarzenia, które moduł jądra wychwytuje i wytwarza pewne dane wyjściowe. Wyjście można zobaczyć za pomocą dmesg.

Kod źródłowy...

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Harry");
MODULE_DESCRIPTION("toy kernel module");
MODULE_VERSION("0.1"); 
#define  DEVICE_NAME "toy"
#define  CLASS_NAME  "toy"

static int    param_cpu_id;
module_param(param_cpu_id    , int, (S_IRUSR | S_IRGRP | S_IROTH));
MODULE_PARM_DESC(param_cpu_id, "CPU ID that operations run on");

//static void    bar(void *arg);
//static void    foo(void *cpu);
static int     toy_open(   struct inode *inodep, struct file *fp);
static ssize_t toy_read(   struct file *fp     , char *buffer, size_t len, loff_t * offset);
static ssize_t toy_write(  struct file *fp     , const char *buffer, size_t len, loff_t *);
static int     toy_release(struct inode *inodep, struct file *fp);

static struct file_operations toy_fops = {
  .owner = THIS_MODULE,
  .open = toy_open,
  .read = toy_read,
  .write = toy_write,
  .release = toy_release,
};

static struct miscdevice toy_device = {
  .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
  .name = "toy",
  .fops = &toy_fops
};

//static int CPU_IDS[64] = {0};
static int toy_open(struct inode *inodep, struct file *filep) {
  int this_cpu = get_cpu();
  printk(KERN_INFO "open: called on CPU:%d\n", this_cpu);
  if(this_cpu == param_cpu_id) {
    printk(KERN_INFO "open: is on requested CPU: %d\n", smp_processor_id());
  }
  else {
    printk(KERN_INFO "open: not on requested CPU:%d\n", smp_processor_id());
  }
  put_cpu();
  return 0;
}
static ssize_t toy_read(struct file *filep, char *buffer, size_t len, loff_t *offset){
  int this_cpu = get_cpu();
  printk(KERN_INFO "read: called on CPU:%d\n", this_cpu);
  if(this_cpu == param_cpu_id) {
    printk(KERN_INFO "read: is on requested CPU: %d\n", smp_processor_id());
  }
  else {
    printk(KERN_INFO "read: not on requested CPU:%d\n", smp_processor_id());
  }
  put_cpu();
  return 0;
}
static ssize_t toy_write(struct file *filep, const char *buffer, size_t len, loff_t *offset){
  int this_cpu = get_cpu();
  printk(KERN_INFO "write called on CPU:%d\n", this_cpu);
  if(this_cpu == param_cpu_id) {
    printk(KERN_INFO "write: is on requested CPU: %d\n", smp_processor_id());
  }
  else {
    printk(KERN_INFO "write: not on requested CPU:%d\n", smp_processor_id());
  }
  put_cpu();
  return 0;
}
static int toy_release(struct inode *inodep, struct file *filep){
  int this_cpu = get_cpu();
  printk(KERN_INFO "release called on CPU:%d\n", this_cpu);
  if(this_cpu == param_cpu_id) {
    printk(KERN_INFO "release: is on requested CPU: %d\n", smp_processor_id());
  }
  else {
    printk(KERN_INFO "release: not on requested CPU:%d\n", smp_processor_id());
  }
  put_cpu();
  return 0;
}

static int __init toy_init(void) {
  int cpu_id;
  if(param_cpu_id < 0 || param_cpu_id > 4) {
    printk(KERN_INFO "toy: unable to load module without cpu parameter\n");
    return -1;
  }
  printk(KERN_INFO "toy: loading to device driver, param_cpu_id: %d\n", param_cpu_id);
  //preempt_disable(); // See notes below
  cpu_id = get_cpu();
  printk(KERN_INFO "toy init called and running on CPU: %d\n", cpu_id);
  misc_register(&toy_device);
  //preempt_enable(); // See notes below
  put_cpu();
  //smp_call_function_single(1,foo,(void *)(uintptr_t) 1,1);
  return 0;
}

static void __exit toy_exit(void) {
    misc_deregister(&toy_device);
    printk(KERN_INFO "toy exit called\n");
}

module_init(toy_init);
module_exit(toy_exit);

Powyższy kod zawiera dwie metody, które prosiłeś o izolację ie procesora i na init uruchom na izolowanym rdzeniu.

On init get_cpu wyłącza preemption IE wszystko, co nastąpi po nim, nie będzie preempted przez jądro i będzie działać na jednym rdzeniu. Uwaga, zostało to zrobione kernel przy użyciu 3.16, twój przebieg może się różnić w zależności od wersji jądra, ale myślę, że te API są już od dawna

To jest Makefile...

obj-m += toy.o

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

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

Uwagi. get_cpu jest zadeklarowana w linux/smp.h jako

#define get_cpu()   ({ preempt_disable(); smp_processor_id(); })
#define put_cpu()   preempt_enable()

Więc nie musisz dzwonić preempt_disable przed wywołaniem get_cpu. Wywołanie get_cpu jest opakowaniem wokół następującej sekwencji wywołań...

preempt_count_inc();
barrier();

A put_cpu naprawdę to robi...

barrier();
if (unlikely(preempt_count_dec_and_test())) {
  __preempt_schedule();
}

You can get as fancy as you jak przy użyciu powyższego. Prawie wszystko to zostało zaczerpnięte z następujących źródeł..

Google dla... smp_call_function_single

[[18]}rozwój jądra Linuksa, książka Roberta Love.

Http://derekmolloy.ie/writing-a-linux-kernel-module-part-2-a-character-device/

Https://github.com/vsinitsyn/reverse/blob/master/reverse.c