Linux 下 进程 or 线程的遍历

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内核 API 进程线程 遍历那点事

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    2023.12.20 初始

导语

最近遇到个 bug 挺恼人的, 一些情况下就是没有特定 task 的信息… 但实际上是已经获取到了…

归根结底实际上是原来代码中遍历 task_struct 选错了循环结构… 故总结一下:

涉及到遍历 task_struct 的宏基本都在 include/linux/sched/signal.h 和 include/linux/pid.h 下定义

  • 不同 linux 版本可能有变化, 这里是 5.17.15 ;
  • 例子来自 gpt

基本分为两种类型: do 循环和 for 循环

  • do 循环下的 while 宏,一般不建议单独使用,非常容易漏掉个别循环条件.
    • 我遇到的 bug 就是 原代码中单独用了 while 没有配合 do, 漏掉了 第一次循环的 task;
  • 需要注意同步和锁, 一般需要 rcu 锁;
  • 个别是 两层循环, break 不管用,要 goto 才能跳出;

正文

do_each_pid_task(pid, Type, task) { … } while_each_pid_task(pid, Type, task);

遍历 pid 下的 type 类型 的 所有 线程和进程

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#define do_each_pid_task(pid, type, task)				\
	do {								\
		if ((pid) != NULL)					\
			hlist_for_each_entry_rcu((task),		\
				&(pid)->tasks[type], pid_links[type]) {

			/*
			 * Both old and new leaders may be attached to
			 * the same pid in the middle of de_thread().
			 */
#define while_each_pid_task(pid, type, task)				\
				if (type == PIDTYPE_PID)		\
					break;				\
			}						\
	} while (0)

struct task_struct _task;  
pid_t pid = /_ 目标 PID */;  
enum pid_type type = PIDTYPE_TGID; // 或 PIDTYPE_TGID 等

do_each_pid_task(pid, type, task) {  
 // 可以在这里操作 task  
} while_each_pid_task(pid, type, task);

do_each_pid_thread(pid, Type, task) { … } while_each_pid_thread(pid, Type, task);

类似于 do_each_pid_task，但专门用于遍历具有特定 PID 的线程。

do_each_thread(g, t) { … } while_each_thread(g, t);

用途: 遍历全部进程的全部线程; 双循环, break 不管用,需要使用 goto;

示例:

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#define do_each_thread(g, t) \
	for (g = t = &init_task ; (g = t = next_task(g)) != &init_task ; ) do

#define while_each_thread(g, t) \
	while ((t = next_thread(t)) != g)

struct task_struct *g, *t;
do_each_thread(g, t) {
    // 在这里，t 指向当前的线程
} while_each_thread(g, t);

for_each_process(p) { … }

遍历系统中的每个进程, 不包括线程

示例：

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#define for_each_process(p) \
for (p = &init_task ; (p = next_task(p)) != &init_task ; )

struct task_struct *p;  
for_each_process(p) {  
 // 在这里处理每个进程的 task_struct  
}

for_each_process_thread(p, t) { … }

遍历系统中每个进程的所有线程, 双重循环 break 不行,要用 goto

示例

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#define for_each_process_thread(p, t)	\
	for_each_process(p) for_each_thread(p, t)

struct task_struct *p, *t;

for_each_process_thread(p, t) {
// p 进程; t线程
}

for_each_thread(p, t) { … }

遍历给定进程的所有线程

示例：

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#define __for_each_thread(signal, t)	\
	list_for_each_entry_rcu(t, &(signal)->thread_head, thread_node)

#define for_each_thread(p, t)		\
	__for_each_thread((p)->signal, t)

struct task_struct *p, *t;
p = current; // 当前进程

for_each_thread(p, t) {
   // t 线程
}

结束语

linux kernel 的琐碎让人心力交瘁 😒😒😒😒