Linux內(nèi)核實(shí)際項(xiàng)目中的死鎖

實(shí)際項(xiàng)目中的死鎖

下面的例子要復(fù)雜一些，這是從實(shí)際項(xiàng)目中抽取出來(lái)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(dāng)前線程標(biāo)志flags中的PF_NOFREEZE位，表示當(dāng)前線程能進(jìn)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(gè)線程來(lái)處理某些事情*/
   lock_thread = kthread_run(lockdep_thread, NULL, "lockdep_test");

   /*創(chuàng)建一個(gè)延遲的工作隊(duì)列*/
   INIT_DELAYED_WORK(&delay_task, lockdep_test_work);

   /*創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器來(lái)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(gè)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(gè)名為lockdep_test_worker的工作隊(duì)列來(lái)處理一些類似于中斷下半部的延遲操作，最后使用一個(gè)定時(shí)器來(lái)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(duì)列。代碼中首先申請(qǐng)了一個(gè)mutex_a互斥鎖，然后調(diào)用cancel_delayed_work_sync()函數(shù)取消工作隊(duì)列。另外，定時(shí)器定時(shí)地調(diào)度工作隊(duì)列，并在回調(diào)函數(shù)lockdep_test_worker()函數(shù)中申請(qǐng)mutex_a互斥鎖。

接下來(lái)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(gè)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(huì)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(huì)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(huì)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(dāng)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(chǎng)景的CPU調(diào)用關(guān)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