运行两个不同的LKM时，系统会挂起，以便每秒获取电池统计信息

Question

我正在开发一个Linux内核模块（LKM），用于分析笔记本电脑的电池参数，并在每个给定的时间间隔内写入内核日志文件（/var/log/kern.log）。使用日志文件中的数据，我将绘制一个实时图表。

你可能会想到我为什么要这样做。这是我学术界的一部分就是答案。另外，我发现这个非常有趣。

我对这项任务的整个分析过程很简单，直到最近。我遵循的步骤是：

1. 可以在最佳答案here中提取参数，并找到更多参数here。使用这两个链接，我的任务开始很简单。
2. 从here获取了定期执行LKM功能的代码。这被修改为每秒运行一次。

有了这两个LKM，我误解了我的任务是小菜一碟，因为剩下的唯一任务是将这两个LKM组合在一起并将所需的参数数据写入日志文件。

我使用了两个LKM的代码并制作了一个LKM，并将其插入到我的Ubuntu 14.04 64位操作系统内核中。系统立即冻结让我感到震惊。在这一点上我一无所知。

在此之后，我减少了电池分析仪LKM和定时器LKM的代码，这些代码最不需要为我想要的输出运行。我发现减少的代码运行得很舒服。

后来我迁移了代码，将电池参数分析到一个函数并导出它（使用EXPORT_SYMBOL(<function_name>)，从定时器方法中调用。我当然可以肯定，因为两个LKM都是很酷。

我想通过以下LKM代码和视频向您展示我机器中发生的事情的真实情况。

bat_stat_analyzer.c - LKM获取电池参数并写入内核日志文件。

#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/power_supply.h>

static int result = 0;
static struct power_supply *psy;
static void bat_stat(void);

EXPORT_SYMBOL(bat_stat);

static void bat_stat(void) {
  union power_supply_propval value;
  int charge_status, voltage_now, current_now, capacity;

  psy = power_supply_get_by_name("BAT1");
  result = psy->get_property(psy,POWER_SUPPLY_PROP_STATUS, &value);
  charge_status = (!result) ? value.intval : -1;
  result = psy->get_property(psy,POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW, &value);
  voltage_now = (!result) ? value.intval : -1;
  result = psy->get_property(psy,POWER_SUPPLY_PROP_CURRENT_NOW, &value);
  current_now = (!result) ? value.intval : -1;
  result = psy->get_property(psy,POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY, &value);
  capacity = (!result) ? value.intval : -1;

  printk(KERN_INFO "%s:%d,%d,%d,%d\n",
    __func__, charge_status, voltage_now, current_now, capacity);
}

static int __init bat_stat_init(void) /* Constructor */
{
  bat_stat();
  return 0;
}

static void __exit bat_stat_exit(void) /* Destructor */
{
  printk(KERN_INFO "Good bye\n");
}

module_init(bat_stat_init);
module_exit(bat_stat_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Sriram Kumar <sriramhearing_at_gmail_dot_com>");
MODULE_DESCRIPTION("First Battery Analyzer");

bat_stat_repeater.c - LKM重复调用函数

#include <linux/module.h>   /* Needed by all modules */
#include <linux/kernel.h>   /* Needed for KERN_INFO */
#include <linux/init.h>     /* Needed for the macros */
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/hrtimer.h>

static unsigned long period_ms;
static unsigned long period_ns;
static ktime_t ktime_period_ns;
static struct hrtimer my_hrtimer;
extern int bat_stat(void);


//~ static void bat_stat_repeat(unsigned long data)
static enum hrtimer_restart bat_stat_repeat(struct hrtimer *timer)
{
  unsigned long tjnow;
  ktime_t kt_now;
  bat_stat();
  printk(KERN_INFO "Repeating...\n");

  tjnow = jiffies;
  kt_now = hrtimer_cb_get_time(&my_hrtimer);
  hrtimer_forward(&my_hrtimer, kt_now, ktime_period_ns);
  return HRTIMER_RESTART;
}

static int __init bat_stat_init(void)
{
  struct timespec tp_hr_res;
  period_ms = 1000;
  hrtimer_get_res(CLOCK_MONOTONIC, &tp_hr_res);

  hrtimer_init(&my_hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
  my_hrtimer.function = &bat_stat_repeat;
  period_ns = period_ms*( (unsigned long)1E6L );
  ktime_period_ns = ktime_set(0,period_ns);
  hrtimer_start(&my_hrtimer, ktime_period_ns, HRTIMER_MODE_REL);

  return 0;
}

static void __exit bat_stat_exit(void)
{
  int ret_cancel = 0;
  while( hrtimer_callback_running(&my_hrtimer) ) {
    ret_cancel++;
  }
  if (ret_cancel != 0) {
    printk(KERN_INFO " testjiffy Waited for hrtimer callback to finish (%d)\n", ret_cancel);
  }
  if (hrtimer_active(&my_hrtimer) != 0) {
    ret_cancel = hrtimer_cancel(&my_hrtimer);
    printk(KERN_INFO " testjiffy active hrtimer cancelled: %d\n", ret_cancel);
  }
  if (hrtimer_is_queued(&my_hrtimer) != 0) {
    ret_cancel = hrtimer_cancel(&my_hrtimer);
    printk(KERN_INFO " testjiffy queued hrtimer cancelled: %d\n", ret_cancel);
  }
  printk(KERN_INFO "Exit testjiffy\n");
}

module_init(bat_stat_init);
module_exit(bat_stat_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

我使用的 Makefile 如下所示，因为它用于编译两个LKM。

obj-m := <file_name>.o
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:
    $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules

我使用这两个LKM获得的输出可以在此YouTube link上查看（仅需2分钟视频）。如果您希望将其视为图像，请在下面附上：



我想知道：

• 有没有更好和/或更简单的方法来实现我的目标？或
• 我的LKM中的问题是什么让我的CPU窒息？

提前致谢。

Answer 1

由于使用hrtimers，您遇到了问题。此机制设计用于高精度，在hardirq上下文中调用回调（禁用IRQ），因此您的回调函数必须是原子的。然而，您从回调中调用的函数不是原子的，可能会睡眠（因为互斥）。普通计时器有类似的问题，所以为了解决这个问题，你应该使用其他方法或重复任务，例如工作队列。

代码中的其他一些小问题：

• 两个模块中的batt_stat函数声明不同
• 你没有检查第一个模块中power_supply_get_by_name（）的输出

另外，我真的没有理由将它拆分为两个内核模块，你应该只使用一个。