sched/core：修复 resched latency 警告阈值的整数溢出

系列概况

标题: [PATCH] sched/core: Fix overflow in resched latency warning threshold
作者: Hui Su sh_def@163.com
版本: 无（单 patch，v1）
规模: 2 files changed, 8 insertions(+), 6 deletions(-)
修改文件: kernel/sched/core.c、kernel/sched/sched.h
代码统计: +8 / -6
Message-ID: 20260827080152.2544683-1-sh_def@163.com
完整性: 单封 patch，body 含完整 diff + commit message + Fixes + Signed-off-by；本线程无后续回复

补丁目的

修复 sysctl_resched_latency_warn_ms 在与 NSEC_PER_MSEC 相乘时，因 32 位平台上 NSEC_PER_MSEC 是 long，乘法按 32 位有符号算术求值。设置值 > 2147 ms 时结果会溢出，再与 u64 的 resched_latency 比较时阈值失准——warning 会被吞掉或过早触发。

此外 debugfs 通过 debugfs_create_u32() 暴露该 knob，但底层变量是 int，> INT_MAX 的值会按有符号解析成负数；boot 参数解析函数也用了 kstrtol() / long。本 patch 把变量类型、解析函数、乘法全链路统一为无符号 + u64。

Fixes: c006fac556e4 ("sched: Warn on long periods of pending need_resched")

旧流程的问题

旧实现代码：

int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
...
if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)

latency_warn_ms 是 int；NSEC_PER_MSEC 在 32-bit 内核上是 long。
int * long 隐式转换后，编译器可能先用 32 位计算再扩展，超过约 21 亿 ns（2147 ms）后 wrap 成负数。
debugfs 暴露 u32，但变量是 int，写入 > INT_MAX 的值会被解释为负数。
boot 参数用 kstrtol() 解析为 long val，再赋给 int，大值被截断或溢出。

新流程

新实现代码：

unsigned int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
u64 latency_warn_ns;

latency_warn_ns = (u64)latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC;
if (resched_latency <= latency_warn_ns)

全局变量变 unsigned int，写入路径无负值风险。
显式 (u64) cast，保证乘法在 64 位空间完成。
boot 参数改 kstrtouint()，与 debugfs 接口语义一致。

关键实现

`kernel/sched/sched.h`

-extern int sysctl_resched_latency_warn_ms;
+extern unsigned int sysctl_resched_latency_warn_ms;

把全局变量声明改成无符号，与 core.c 中的定义对齐。

`kernel/sched/core.c`

变量定义同步改类型：

-__read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
+__read_mostly unsigned int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;

cpu_resched_latency() 里把读出的值转成 u64 ns 再比较：

- int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
+ unsigned int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
+ u64 latency_warn_ns;
...
- if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
+ latency_warn_ns = (u64)latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC;
+ if (resched_latency <= latency_warn_ns)

boot 参数解析也换成无符号版本：

- long val;
+ unsigned int val;
- if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
+ if (kstrtouint(str, 0, &val)) {

类比

把 latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC 想成水表上的刻度盘：

刻度盘最多显示约 21 亿（32-bit signed，对应约 2147 ms）。
实际水量超过上限后，刻度盘会「倒转」回到负数区，表面上像没用水——warning 因此被吞掉或提前触发。
修复办法是换一块能显示更长里程的「大表盘」（u64），并且把单位换算先做完再比较，避免在中间步骤溢出。

debugfs 暴露 u32 但变量用 int 也类似：商店标价是「最多 4294 元」（u32），但仓库记账用「借/贷」（int），允许负库存——两边规则不一致，账目必然对不上。

Highlight：风险与注意点

行为兼容性：本 patch 只影响 latency warning 诊断，不影响调度决策。但若之前在 boot cmdline 写 resched_latency_warn_ms=999999999，旧路径会默默溢出，新路径会真正生效——需要 release notes 提示。
32-bit 影响最大：64-bit 内核 NSEC_PER_MSEC 通常是 64 位字面量，乘法天然 64 位，问题不易察觉；但 debugfs 接口与底层变量类型不一致的问题在 64-bit 上同样存在。
回归建议：在 32-bit 内核上跑 c006fac556e4 引入的 resched latency 警告路径，喂入 3000 ms / 5000 ms，确认 warning 按预期触发。
C 类型陷阱：int * long 在 32-bit 上的隐式转换是经典坑；类似函数可加 BUILD_BUG_ON(sizeof(int) < sizeof(long)) 静态检查，但本 patch 选择直接修运行时逻辑，更稳。

Patch 概览

文件	变更摘要
`kernel/sched/core.c`	变量定义改 `unsigned int`；局部加 `u64 latency_warn_ns`；比较前 `(u64)` cast；boot 参数解析改 `kstrtouint`
`kernel/sched/sched.h`	`extern` 声明改 `unsigned int`

版本变化

本 patch 为 v1 单次提交，无前序版本可比较。

一句话总结

把 sysctl_resched_latency_warn_ms 整条链路（变量声明、读出、乘法 cast、boot 解析）统一为 unsigned int + u64，避免 32 位上 2147 ms 以上阈值计算溢出导致 warning 误触或漏报。

+-----------------+        +----------------------------+
| debugfs         |  write | sysctl_resched_latency_warn_ms
| (u32)           |<------>|   int  ->  unsigned int
+-----------------+        +-------------+--------------+
                                      | READ_ONCE
                                      v
                          +-------------+--------------+
                          | latency_warn_ms            |
                          |  int  -> unsigned int      |
                          +-------------+--------------+
                                      |
                                      |  (u64) * NSEC_PER_MSEC
                                      v
                          +-------------+--------------+
                          | latency_warn_ns (u64)      |
                          +-------------+--------------+
                                      | compare
                                      v
                          +---------------------------+
                          | resched_latency (u64)     |
                          +---------------------------+

old: int * long   -> 32-bit signed mul  -> 2147ms+ overflow wrap
new: (u64) * long -> 64-bit mul         -> full range correct

[PATCH] sched/core: Fix overflow in resched latency warning threshold

LLM 分析