Linux內(nèi)核實際項目中的死鎖

實際項目中的死鎖

下面的例子要復雜一些，這是從實際項目中抽取出來的死鎖，更具有代表性。

#include < linux/init.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/kthread.h >
#include < linux/freezer.h >
#include < linux/delay.h >


static DEFINE_MUTEX(mutex_a);
static struct delayed_work delay_task;
static void lockdep_timefunc(unsigned long);
static DEFINE_TIMER(lockdep_timer, lockdep_timefunc, 0, 0);

static void lockdep_timefunc(unsigned long dummy)
{
    schedule_delayed_work(&delay_task, 10);
    mod_timer(&lockdep_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(100));
}

static void lockdep_test_work(struct work_struct *work)
{
    mutex_lock(&mutex_a);
    mdelay(300);//處理一些事情，這里用mdelay替代
    mutex_unlock(&mutex_a);
}

static int lockdep_thread(void *nothing)
{
    set_freezable();//清除當前線程標志flags中的PF_NOFREEZE位，表示當前線程能進入掛起或休眠狀態(tài)。
    set_user_nice(current, 0);
    while(!kthread_should_stop()){
        mdelay(500);//處理一些事情，這里用mdelay替代

        //遇到某些特殊情況，需要取消delay_task
        mutex_lock(&mutex_a);
        cancel_delayed_work_sync(&delay_task);
        mutex_unlock(&mutex_a);
    }

    return 0;
}


static int __init lockdep_test_init(void)
{
    printk("figo:my lockdep module initn");
    
   struct task_struct *lock_thread;

   /*創(chuàng)建一個線程來處理某些事情*/
   lock_thread = kthread_run(lockdep_thread, NULL, "lockdep_test");

   /*創(chuàng)建一個延遲的工作隊列*/
   INIT_DELAYED_WORK(&delay_task, lockdep_test_work);

   /*創(chuàng)建一個定時器來模擬某些異步事件，如中斷等*/
   lockdep_timer.expires = jiffies + msecs_to_jiffies(500);
   add_timer(&lockdep_timer);
 
    return 0;
}


static void __exit lockdep_test_exit(void)
{
  printk("goodbyen");
}

MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(lockdep_test_init);
module_exit(lockdep_test_exit);

首先創(chuàng)建一個lockdep_thread內(nèi)核線程，用于周期性地處理某些事情，然后創(chuàng)建一個名為lockdep_test_worker的工作隊列來處理一些類似于中斷下半部的延遲操作，最后使用一個定時器來模擬某些異步事件（如中斷）。

在lockdep_thread內(nèi)核線程中，某些特殊情況下常常需要取消工作隊列。代碼中首先申請了一個mutex_a互斥鎖，然后調(diào)用cancel_delayed_work_sync()函數(shù)取消工作隊列。另外，定時器定時地調(diào)度工作隊列，并在回調(diào)函數(shù)lockdep_test_worker()函數(shù)中申請mutex_a互斥鎖。

接下來的函數(shù)調(diào)用棧顯示上述嘗試獲取mutex_a鎖的調(diào)用路徑。兩個路徑如下：

（1）內(nèi)核線程lockdep_thread首先成功獲取了mutex_a互斥鎖，然后調(diào)用cancel_delayed_work_sync()函數(shù)取消kworker。注意，cancel_delayed_work_sync()函數(shù)會調(diào)用flush操作并等待所有的kworker回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完，然后才會調(diào)用mutex_unlock(&mutex_a)釋放該鎖。

（2）kworker回調(diào)函數(shù)lockdep_test_worker()首先會嘗試獲取mutex_a互斥鎖。 注意，剛才內(nèi)核線程lockdep_thread已經(jīng)獲取了mutex_a互斥鎖，并且一直在等待當前kworker回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完，所以死鎖發(fā)生了 。

下面是該死鎖場景的CPU調(diào)用關系：

CPU0                      CPU1
----------------------------------------------------------------
內(nèi)核線程lockdep_thread
lock(mutex_a)
   cancel_delayed_work_sync()
等待worker執(zhí)行完成     
                                  delay worker回調(diào)函數(shù)
                                  lock(mutex_a);嘗試獲取鎖