内核如何使用task_struct？

Question

我是一名正在研究Linux进程的学生，我需要了解更多关于它们的知识才能继续我的实验。在网上阅读几本书和一些东西时，我遇到了

task_struct

，我不确定我是否完全理解，并且希望确认/纠正我现有的想法。

据我所知，

task_struct

是充当进程描述符的C结构，保存内核可能需要了解的有关进程的所有信息。在进程内核堆栈的末尾有另一个结构体

thread_info

，它有一个指向进程的指针

task_struct

。

另一个问题：如何访问进程的

task_struct

？有没有计算找到它

thread_info

的位置？内核中有宏/函数吗？

Answer 1

是的，

task_struct

结构包含有关进程的所有信息。您可以使用

current

宏获取指向描述当前进程的结构的指针，如下所示：

struct task_struct *p = current;

如果您想获取描述给定

pid

的流程的结构，您可以使用

find_task_by_vpid

函数，如下所示：

read_lock(&tasklist_lock);
p = find_task_by_vpid(pid);
if (p) get_task_struct(p);
read_unlock(&tasklist_lock);
if (p == NULL) {
    // Task not found.
}

// Later, once you're finished with the task, execute:
put_task_struct(p);

最后，如果你想迭代所有进程，你可以使用

for_each_process

，如下所示：

read_lock(&tasklist_lock);
for_each_process(p) {
    // p is a pointer to a task_struct instance.
}
read_unlock(&tasklist_lock);

如果您希望对任务列表进行独占访问，以便能够更改结构中的一个或多个字段，则必须使用

write_lock_irqsave

而不是

read_lock

。

Answer 2

让我尝试回答第二个问题。

在每个进程内核堆栈的顶部都有一个结构体thread_info。

要获取thread_info的地址/指针，不同的架构有不同的解决方案，但在x86上它看起来像这样：

要获取指向 thread_info 的指针，只需屏蔽堆栈指针值的 13 位：

movl $0xFFFFE000, %eax
andl %esp, %eax

现在我们有了指针，并且该结构体具有指向 task_struct 结构体的指针。

为了得到它，有一个 current 宏，看起来像这样：

#define current (current_thread_info()->task)

它给你指针（地址）task_struct

Answer 3

这是一个内核模块的示例，它使用

task_struct

来确定在模块插入时是否存在某个特定名称的进程：

/*
 * File Name : test.c
 */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/mm_types.h>
#include <linux/sched/signal.h>

rwlock_t tasklist_lock;

static int __init Init(void){
    struct task_struct *p = current;
    read_lock(&tasklist_lock);
    for_each_process(p){
        if(!strncmp((const char *)p->comm, "Slay999", 16)){
            printk(KERN_INFO "Found target program\n");

            break;
        }
    }   
    read_unlock(&tasklist_lock);
    return 0;
}

static void __exit Exit(void){
    printk(KERN_INFO "Module removed.\n");
}

MODULE_DESCRIPTION("Experements in privlege escalation.");
MODULE_AUTHOR("a name");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_VERSION("0.0");

module_init(Init);
module_exit(Exit);

通过获取指向有效

task_struct

地址的指针，我们可以获得有关进程的信息，然后将其用于统计目的和重新配置目的。

例如，您可以使用以下 bash 命令查看

task_struct

的完整定义（可通过

apt-get install pahole

获得）：

pahole -C task_struct

一些简短的旁注；

1. current

   我相信包含活动内核进程的数据。
2. 结构变量

   task_struct.comm

   ，显示为

   p->comm

   ，包含正在运行的程序的名称。
3. 存在一个名为

   pid

   的变量，其中包含进程 ID，还存在一个直接使用

   task_struct

   获取指向

   pid_t

   的指针的函数。
4. 通过

   task_struct

   结构中的变量，您可以获得诸如

   struct mm_struct *active_mm

   之类的东西，据我了解，它可以为您提供正在运行的进程的当前内存地址。

这是该模块附带的 make 文件：

obj-m += test.o
all:
        make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build/ M=$(PWD) modules
clean:
        make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build/ M=$(PWD) clean