在Linux内核中 trace_sched_process_fork 函数中获取子进程的启动参数，要求不能使用可能睡眠的函数

在Linux内核的trace_sched_process_fork函数中获取子进程的启动参数时，需确保代码在原子上下文中运行，避免使用可能睡眠的函数。以下是实现方案的关键步骤和代码示例：

关键点：

  1. 原子上下文限制：trace_sched_process_fork可能在中断上下文中调用，禁止使用可能睡眠的函数（如copy_from_user）。
  2. 安全访问用户空间：使用copy_from_user_nofault直接访问用户空间内存，避免触发缺页异常。
  3. 参数存储位置：子进程的启动参数位于其mm_struct中的arg_start和arg_end之间。
  4. 内存有效性检查：通过get_task_mm获取子进程的内存描述符并增加引用计数，防止访问时被释放。
  5. 截断处理：命令行参数可能较长，需限制复制长度以避免内核栈溢出。

代码实现：

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#include <linux/sched.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/mm.h>

void trace_sched_process_fork_handler(struct task_struct *parent, struct task_struct *child) {
    struct mm_struct *mm;
    char cmdline[256]; // 安全缓冲区，避免栈溢出
    unsigned long len;
    int ret;

    // 获取子进程的mm_struct并增加引用计数
    mm = get_task_mm(child);
    if (!mm) {
        // 内核线程或无内存上下文，跳过
        return;
    }

    // 计算实际参数长度（防止越界）
    len = mm->arg_end - mm->arg_start;
    len = min(len, sizeof(cmdline) - 1); // 截断至缓冲区大小

    if (len > 0) {
        // 检查用户空间地址有效性
        if (access_ok((const void __user *)mm->arg_start, len)) {
            // 原子复制用户空间数据（不会睡眠）
            ret = copy_from_user_nofault(cmdline, (void __user *)mm->arg_start, len);
            if (ret) {
                // 复制失败处理（如部分数据）
                cmdline[0] = '\0'; // 确保字符串终止
            } else {
                cmdline[len] = '\0'; // 添加终止符
            }
        } else {
            cmdline[0] = '\0'; // 无效地址处理
        }
    } else {
        cmdline[0] = '\0'; // 无命令行参数
    }

    // 使用cmdline（例如记录到trace buffer）
    trace_printk("Child PID %d cmdline: %s\n", task_pid_nr(child), cmdline);

    // 释放mm引用
    mmput(mm);
}

详细说明：

  1. 获取内存描述符：

    • mm = get_task_mm(child); 获取子进程的mm_struct并增加引用计数，确保访问期间内存结构有效。
    • 若mm为NULL（如内核线程），直接返回。

  2. 参数长度计算：

    • len = mm->arg_end - mm->arg_start; 得到完整参数长度。
    • min(len, sizeof(cmdline)-1); 截断至安全长度（防止栈溢出）。

  3. 安全复制参数：

    • access_ok() 验证用户空间地址范围是否有效。
    • copy_from_user_nofault() 在原子上下文中复制数据，避免缺页异常。
    • 复制失败时清空缓冲区，确保字符串终止。

  4. 资源清理：

    • mmput(mm); 减少引用计数，平衡get_task_mm。

注意事项：

  • 缓冲区大小：cmdline[256] 是保守设计，可根据需求调整（但需确保内核栈安全）。
  • 错误处理：复制失败时需处理部分数据或无效地址，避免内核崩溃。
  • 性能影响：在跟踪点中操作应轻量，避免影响系统性能。
  • 无MMU系统：若内核配置无MMU，需替换为memcpy（但此场景罕见）。

此方案严格遵循原子上下文约束，安全获取子进程启动参数片段，适用于trace_sched_process_fork场景。