今天，同事被Bug #42981坑了，看了同事发的文章，觉得有必要分析下这个bug。这篇博客主要讲acpi_pad是如何工作的。
模块注册
内核模块在加载的时候首先会执行init函数，acpi_pad注册的init函数是acpi_pad_init。acpi_pad_init最终调用driver_register来将acpi_pad_driver.drv 注册到系统中。
acpi_pad_driver的定义如下：
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| static struct acpi_driver acpi_pad_driver = {
.name = "processor_aggregator",
.class = ACPI_PROCESSOR_AGGREGATOR_CLASS,
.ids = pad_device_ids,
.ops = {
.add = acpi_pad_add,
.remove = acpi_pad_remove,
},
};
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没有 .drv 字段？看下struct acpi_driver 的定义：
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| struct acpi_driver {
char name[80];
char class[80];
const struct acpi_device_id *ids;
unsigned int flags;
struct acpi_device_ops ops;
struct device_driver drv;
struct module *owner;
};
|
这边需要注意的是，acpi_driver里面直接嵌套了一个device_driver结构体，而不是用指针引用，这一点很重要。
但是，acpi_pad_driver.drv没有初始化！后来找了找，发现了初始化的代码（在acpi_bus_register_driver中）：
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| driver->drv.name = driver->name;
driver->drv.bus = &acpi_bus_type;
driver->drv.owner = driver->owner;
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这个时候，driver是指向acpi_pad_driver的指针。
acpi_bus_type的定义如下：
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| struct bus_type acpi_bus_type = {
.name = "acpi",
.suspend = acpi_device_suspend,
.resume = acpi_device_resume,
.match = acpi_bus_match,
.probe = acpi_device_probe,
.remove = acpi_device_remove,
.uevent = acpi_device_uevent,
};
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注册了driver之后，我们就应该关注acpi_device_probe函数了，这个函数真正在sysfs中创建了idlecpus文件（这个文件是用户控制acpi_pad特性的入口）。
static int acpi_device_probe(struct device * dev) 函数是被内核调用的，相当于回调：
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| static int acpi_device_probe(struct device * dev)
{
struct acpi_device *acpi_dev = to_acpi_device(dev);
struct acpi_driver *acpi_drv = to_acpi_driver(dev->driver);
int ret;
ret = acpi_bus_driver_init(acpi_dev, acpi_drv);
return ret;
}
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to_acpi_driver就是container_of宏，可以将struct acpi_driver的drv的地址，转化微acpi_driver的地址（就是根据子结构体地址，获取父级结构体地址）：
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| #define container_of(ptr, type, member) ({
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
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acpi_device_probe函数最终在acpi_bus_driver_init中调用了acpi_pad_driver.ops.add 函数，即acpi_pad_add函数。最终使用在acpi_pad_add_sysfs中将idlecpus绑定到了sysfs：
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| static int acpi_pad_add_sysfs(struct acpi_device *device)
{
int result;
result = device_create_file(&device->dev, &dev_attr_idlecpus);
return 0;
}
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dev_attr_idlecpus的定义：
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| static DEVICE_ATTR(idlecpus, S_IRUGO|S_IWUSR,
acpi_pad_idlecpus_show,
acpi_pad_idlecpus_store);
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被展开为结构体变量定义struct device_attribute dev_attr_idlecpus。
该文件的读写函数分别是acpi_pad_idlecpus_show和acpi_pad_idlecpus_store。
至此，acpi_pad模块加载完成，idlecpus文件也在sysfs中加载完成了。
通过acpi_pad修改cpu状态
根据bug重现说明：
to make the failure more likely:
# echo 1 > rrtime
# echo 31 > idlecpus; echo 0 > idlecpus
# echo 31 > idlecpus; echo 0 > idlecpus
# echo 31 > idlecpus; echo 0 > idlecpus
(it usually takes only a few attempts)
etc. until the echo does not return
我们通过idlecpus节点，先空置31个cpu，再激活，多试几次就可以重现该bug了。
在此过程中，调用了acpi_pad_idlecpus_store函数：
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| static ssize_t acpi_pad_idlecpus_store(struct device *dev,
struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
{
unsigned long num;
if (strict_strtoul(buf, 0, &num))
return -EINVAL;
mutex_lock(&isolated_cpus_lock);
acpi_pad_idle_cpus(num);
mutex_unlock(&isolated_cpus_lock);
return count;
}
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将用户输入的buf转化为long，获取isolated_cpus_lock锁（这个就导致了前面提到的bug）。然后通过acpi_pad_idle_cpus将用户需要的cpu数置空：
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| static void acpi_pad_idle_cpus(unsigned int num_cpus)
{
get_online_cpus();
num_cpus = min_t(unsigned int, num_cpus, num_online_cpus());
set_power_saving_task_num(num_cpus);
put_online_cpus();
}
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set_power_saving_task_num的逻辑很简单，根据当前的power_saving_thread线程数量，少了就通过create_power_saving_task补足，多了就通过destroy_power_saving_task去掉一些。
destory_power_saving_task调用kthread_stop来结束多余的power_saving_thread线程。kthread_stop设置对应kthread的should_stop为1，然后等待该kthread结束：
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| kthread->should_stop = 1;
wake_up_process(k);
wait_for_completion(&kthread->exited);
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但是它在等待kthread结束的时候，还拿着isolated_cpus_lock这个锁呢！！
我们来看下power_saving_thread到底干了啥，导致了bug。
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| static int power_saving_thread(void *data)
{
while (!kthread_should_stop()) {
int cpu;
u64 expire_time;
try_to_freeze();
if (last_jiffies + round_robin_time * HZ < jiffies) {
last_jiffies = jiffies;
round_robin_cpu(tsk_index);
}
}
}
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看起来，没有问题，我们来看下round_robin_cpu的代码：
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| static void round_robin_cpu(unsigned int tsk_index)
{
mutex_lock(&isolated_cpus_lock);
cpumask_clear(tmp);
mutex_unlock(&isolated_cpus_lock);
set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(preferred_cpu));
}
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代码中有对isolated_cpus_lock加锁的操作，这导致了这个bug。
Bug是如何出现的
一边，acpi_pad_idlecpus_store函数拿到ioslated_cpus_lock锁，调用kthread_stop等待power_saving_thread结束。
另一边，要结束的这个kthread/power_saving_thread，在round_robin_cpu函数中，等待isolated_cpu_lock锁。 两个kthread互相等待，成了死锁。
比如图中，设置