记一次kernel patch(附开源贡献相关)

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开源操作系统

看了zhihu上的一些科普,明白二次开发是常见现象,套壳、抄袭、自研都不是很科学的说法。中外大厂都会在AOSP、linux kernel、ffmpeg播放器、chromium等常见的祖先上进行自己的定制,发布自己的发行版。

龙蜥操作系统,来自阿里云,设计目的之一是接管centos留下的烂摊子,用于服务器。

deepin,桌面操作系统。

openharmony和harmonyOS是不同的,类似AOSP与android的关系(剥离开源版和自留版的区别)。

流程手记

首先是smatch。常见的错误如missing unwind goto。此处应该赶紧看一下其它人的报错。

最主要的收获是,失败处理的最佳实践(ABC顺序申请,应CBA顺序释放)。kernel中大量使用这种goto fail label的写法。

trigger_init

buffer_setup

hw_init

hw_stop

buffer_cleanup

trigger_remove

maillist使用、内外审流程相关能大大增加可信度。

内审是学院的Google Group,还邀请了Dan Carpenter;外审直接是maintainer团队了。

maillist,可以认为是不依赖特定软件的群聊。可以用git send email功能,结合获取maintainer功能,快速拉群。

patch生成时会自动拉取commit message里的内容,发送邮件时会使用patch标题。

编译时可以通过调整编译选项,局部编译、多线程编译,大大提高速度。只要确保修改的地方被编译即可。

总结一下流程:

扫描-确认问题是否存在-确认问题修复方案-确认可以编译-写commit message-生成patch-用checkpatch检查patch格式-获取maintainer-发送邮件,如此循环。

smatch能发现的典型问题

Missing unwind goto。kernel中大量使用goto fail label的写法。正确使用goto,可以保证遇到错误之后能妥善处理。以我遇到的问题为例,错误处理代码的资源释放顺序并未对应资源申请顺序。

variable dereferenced before check。在解引用之前应确保值存在。否则内存保护机制会导致程序中断,比如segmentation fault。

dereferencing freed memory。可能导致数据破坏、代码执行。

Dead code。有些分支永远不会到达。比如(npages > (~0)) => (0-u32max > u32max)。

missing error code。以下背景知识经常用到,内核空间最高地址0xffffffff,那么最后一个page就是指的0xfffff000~0xffffffff(假设4k一个page)。这段地址是被保留的linux的错误号,例如最常见的几个 -EBUSY,-EINVAL,-ENODEV,-EPIPE,-EAGAIN,-ENOMEM 之类,其值都位于这个空间。任何一个指针,必然有三种情况,一种是有效指针,一种是NULL,空指针,一种是错误指针。通常的写法是先用IS_ERR()来判断是否是错误,然后如果是,那么就调用PTR_ERR()来返回这个错误代码。如果忘记调用后者,就会报这个错。

常见的修复方案

比较简洁的修复方案,是使用新api,比如Use devm_of_iomap() instead of of_iomap() to automatically handle the unused ioremap region,用devm_kzalloc()代替kzalloc()。这样就无需在函数中考虑失败后的资源释放。

附:偶然发现,unlikely函数

内核中常见unlikely函数(比如判断是否成功,一般都会成功)。

if(unlikely(a))和if(likely(a))的执行等价于if(a)是 一样的,区别在于unlikely和likely函数的加入会优化编译,加likely的意思是value的值为true的可能性更大一些,编译时会将if里的代码编译到紧跟likely判断后面;而unlikely表示value的值为fale的可能性更大一些,编译时会将else下面的代码指令编译到紧跟unlikely判断之后。这样做目的可以提高CPU指令判断效率,减少指令跳转而降低性能。

搞开源贡献的一些捷径

一是用现成工具去扫描。比如JavaFuzzer for java,GFuzz for go,codeQL/cppcheck for c/c++,pyt for python,snyk for 供应链。

二是从上游搬到下游,比如把openJDK搬到bishengJDK。

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