让ChatGPT写一个内核模块
笔者最近看到这样一篇文章 ，原作者让 chatgpt 写一个内核模块，要求实现的功能是：每 5 秒向控制台打印一句 hello world，并且把编译需要的 makefile 也一起写出来。
ai 最开始的实现方法是：创建一个内核线程，线程主体是一个 while 循环，每隔 1 毫秒检查一次，看时间是不是过去了 5 秒：
while (!kthread_should_stop()){ unsigned long time_since_load = jiffies - jiffies_at_load; unsigned long time_since_load_sec = time_since_load / hz; if (time_since_load_sec >= 5) { printk(kern_info hello world!); jiffies_at_load = jiffies; } // sleep for 1 ms to avoid hogging the cpu msleep(1);}
此处用 msleep(1) 是没有大毛病的，它确实可以通过睡眠暂时让出 cpu，避免 hogging，不像 busy loop 的 mdelay()。
但它这里实现的比较曲折，1 毫秒检查一次，5 秒内就要检查 5000 次，虽然没有「霸占」cpu，但是对 cpu 资源也是不小的浪费。
于是原作者让它改了一个更减少 cpu 消耗的版本出来：
while (!kthread_should_stop()){ printk(kern_info hello world!); // sleep for 5 seconds to avoid hogging the cpu schedule_timeout(hz * 5);}
看起来是解决了原来存在的问题，但编译出来一试，好家伙，hello world 是突突地往控制台上打啊，根本不是间隔5 秒一次。
把这个问题反馈给 ai 后，它立马做出了调整，加入了一句对 process 状态的设置后，就可以 work 了。
set_current_state(task_interruptible);schedule_timeout(hz * 5);
查阅 linux 源码可知，schedule_timeout() 最终会调用 __schedule() 函数，其对 process 切换的判断是这样的：
if (!preempt && prev->state) deactivate_task(rq, prev, ...);
再由于：
#define task_running 0x0000
所以如果之前的状态是 running，process 并不会真的离开 cpu 的 runqueue，岂不就是一直执行，一直框框地打印么。
在 https://livegrep.com/search/linux 上查了下 schedule_timeout() 在内核中的具体使用情况，好些对 set_current_state() 为 interruptible 的设置没有和 schedule_timeout() 挨在一起，所以 ai“理解”不了这两者的关联，笔者觉得是可以接受的。
不过其实 linux 是提供了一个“二合一”的封装函数的：
sched schedule_timeout_uninterruptible(signed long timeout){ set_current_state(task_uninterruptible); return schedule_timeout(timeout);}
而它还有个更上层的封装 msleep（希望可被信号打断就用 msleep_interruptible）：
void msleep(unsigned int msecs){ unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1; while (timeout) timeout = schedule_timeout_uninterruptible(timeout);}
咳，绕了这么大一圈，其实一开始直接用 msleep(5000) 最方便啦。
后来原作者又提了在「内核模块」开发中颇为常见的两点功能：
一是将 5 秒的间隔配置成 module parameter（以供动态调整），这个任务被顺利完成了。
二是在 /proc 文件系统中加入打印次数的统计功能（以便查询），这里出了点小岔子，ai 用的 file_operations，而不是 proc_ops，这在高于 5.7 的内核版本上是编译不过的（参看笔者亲身经历的这个案例）。
这也不能怪 ai，你没说内核版本不是。
小结
最后原作者写了下他的感受，大意就是 half amazing and half terrifying，虽然 ai 中途犯了不少错，但总比自己现查资料来的快不是…
除此之外，笔者也有两点感受，一是 chatgpt 即使有时会出错，但回答地总是非常自信（还好不是那么普通，却那么自信……），二是那个注释一条条地写的真是规范啊，连每个头文件为什么加，都有理有据，这一点就强过很多人。
#include // needed for all kernel modules#include // needed for kern_info#include // needed for the macros#include // needed for jiffies#include // needed for msleep
笔者自己也用这个题目，在 chatgpt 上试了一把，得出了不太一样的结果，欲知后续，请看下文分解。
补充（为了避免影响主线剧情）：
那 schedule_timeout() 返回的时候，也需要手动再将状态设置回 task_running 么？不需要，因为 timer 的 callback 在唤醒 process 后会将其状态（自动）设为 running（参考 linux 中的等待队列机制 ）：
void process_timeout(struct timer_list *t){ struct process_timer *timeout = from_timer(timeout, t, timer); wake_up_process(timeout->task);}
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此处用 msleep(1) 是没有大毛病的，它确实可以通过睡眠暂时让出 cpu，避免 hogging，不像 busy loop 的 mdelay()。
但它这里实现的比较曲折，1 毫秒检查一次，5 秒内就要检查 5000 次，虽然没有「霸占」cpu，但是对 cpu 资源也是不小的浪费。
于是原作者让它改了一个更减少 cpu 消耗的版本出来：
while (!kthread_should_stop()){ printk(kern_info hello world!); // sleep for 5 seconds to avoid hogging the cpu schedule_timeout(hz * 5);}
看起来是解决了原来存在的问题，但编译出来一试，好家伙，hello world 是突突地往控制台上打啊，根本不是间隔5 秒一次。
把这个问题反馈给 ai 后，它立马做出了调整，加入了一句对 process 状态的设置后，就可以 work 了。
set_current_state(task_interruptible);schedule_timeout(hz * 5);
查阅 linux 源码可知，schedule_timeout() 最终会调用 __schedule() 函数，其对 process 切换的判断是这样的：
if (!preempt && prev->state) deactivate_task(rq, prev, ...);
再由于：
#define task_running 0x0000
所以如果之前的状态是 running，process 并不会真的离开 cpu 的 runqueue，岂不就是一直执行，一直框框地打印么。
在 https://livegrep.com/search/linux 上查了下 schedule_timeout() 在内核中的具体使用情况，好些对 set_current_state() 为 interruptible 的设置没有和 schedule_timeout() 挨在一起，所以 ai“理解”不了这两者的关联，笔者觉得是可以接受的。
不过其实 linux 是提供了一个“二合一”的封装函数的：
sched schedule_timeout_uninterruptible(signed long timeout){ set_current_state(task_uninterruptible); return schedule_timeout(timeout);}
而它还有个更上层的封装 msleep（希望可被信号打断就用 msleep_interruptible）：
void msleep(unsigned int msecs){ unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1; while (timeout) timeout = schedule_timeout_uninterruptible(timeout);}
咳，绕了这么大一圈，其实一开始直接用 msleep(5000) 最方便啦。
后来原作者又提了在「内核模块」开发中颇为常见的两点功能：
一是将 5 秒的间隔配置成 module parameter（以供动态调整），这个任务被顺利完成了。
二是在 /proc 文件系统中加入打印次数的统计功能（以便查询），这里出了点小岔子，ai 用的 file_operations，而不是 proc_ops，这在高于 5.7 的内核版本上是编译不过的（参看笔者亲身经历的这个案例）。
这也不能怪 ai，你没说内核版本不是。
小结
最后原作者写了下他的感受，大意就是 half amazing and half terrifying，虽然 ai 中途犯了不少错，但总比自己现查资料来的快不是…
除此之外，笔者也有两点感受，一是 chatgpt 即使有时会出错，但回答地总是非常自信（还好不是那么普通，却那么自信……），二是那个注释一条条地写的真是规范啊，连每个头文件为什么加，都有理有据，这一点就强过很多人。
#include // needed for all kernel modules#include // needed for kern_info#include // needed for the macros#include // needed for jiffies#include // needed for msleep
笔者自己也用这个题目，在 chatgpt 上试了一把，得出了不太一样的结果，欲知后续，请看下文分解。
补充（为了避免影响主线剧情）：
那 schedule_timeout() 返回的时候，也需要手动再将状态设置回 task_running 么？不需要，因为 timer 的 callback 在唤醒 process 后会将其状态（自动）设为 running（参考 linux 中的等待队列机制 ）：
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