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linux 内核：遍历当前所有进程

news 2025/7/16 5:22:14

一：概述

在 Linux 内核中，每个进程都由一个 task_struct 结构体表示，它是内核中用于描述进程和线程的核心数据结构。内核通过一个全局链表维护所有的进程信息，for_each_process(p) 宏可用于遍历该链表中的所有进程。由于进程链表是全局共享资源，若不加锁直接访问，可能导致读取到无效数据甚至系统崩溃。传统的 read_lock(&tasklist_lock) 机制在现代内核中已被废弃或不对模块导出。因此，本示例使用 RCU（Read-Copy-Update）机制对进程链表进行并发安全的读取操作。

二：实现

1. 加锁（RCU）

rcu_read_lock()

遍历进程链表是读访问共享数据，需要加锁。这里使用的是RCU读锁（Read-Copy-Update），是Linux内核中一种轻量、高效的读保护机制，因为老 tasklist_lock不对模块导出（不能直接用），所以推荐用rcu_read_lock() / rcu_read_unlock() 保护task_struct 的代码。

2. 遍历进程

for_each_process(p)

for_each_process(p) 是一个宏，用于遍历系统中所有进程的 task_struct 链表，p 是当前进程的指针。

3. 打印每个进程信息

get_task_struct(p);   // 增加引用计数，防止进程被销毁
n = snprintf_lkp(tmp, 128, "%-16s|%8d|%8d|%7u|%7u\n",p->comm, p->tgid, p->pid,__kuid_val(p->cred->uid), __kuid_val(p->cred->euid));
put_task_struct(p);   // 释放引用
pr_info("%s", tmp);

get_task_struct() 和 put_task_struct() 是对 task_struct 增减引用计数的 API，保证遍历期间该进程结构不会被释放。

4. 解锁

rcu_read_unlock();

三：完整例子

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/signal.h>  // for_each_process
#include <linux/cred.h>          // __kuid_val
#include <linux/rcupdate.h>      // rcu_read_lock/unlockMODULE_AUTHOR("MyName");
MODULE_DESCRIPTION("List all processes in task list");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_VERSION("1.0");static int show_all_processes(void)
{struct task_struct *p;char buf[128];int total = 0;pr_info("     Name       |  TGID  |  PID   |  RUID  |  EUID\n");rcu_read_lock();for_each_process(p) {snprintf(buf, sizeof(buf), "%-16s|%8d|%7d|%7u|%7u\n",p->comm,p->tgid,p->pid,__kuid_val(p->cred->uid),__kuid_val(p->cred->euid));pr_info("%s", buf);total++;}rcu_read_unlock();return total;
}static int __init prcs_showall_init(void)
{int count = show_all_processes();pr_info("Total processes: %d\n", count);return 0;
}static void __exit prcs_showall_exit(void)
{pr_info("Module removed\n");
}module_init(prcs_showall_init);
module_exit(prcs_showall_exit);