认识一下内核工具Sparse

mytomorrow

* v5 E1 B: ]- n+ ^( S  X" pSparse是内核代码静态分析工具, 能够帮助我们找出代码中的隐患.
7 Q/ ?, c3 C3 {; R5 `
+ S  ]- ]4 {  o6 Z: H主要内容：

+ D* z% i  M8 M7 _' }2 P

• Sparse 介绍
• Sparse 使用方法
• Sparse 在编译内核中的使用
• 补充
  + B: ^( n) k8 _( I  l

1. Sparse 介绍
/ D, b7 |9 [) y  S7 E' x2 l
4 u% C% v* \- S1 F; ZSparse 诞生于 2004 年, 是由linux之父开发的, 目的就是提供一个静态检查代码的工具, 从而减少linux内核的隐患.

; S4 q; C) z) E8 P其实在Sparse之前, 已经有了一个不错的代码静态检查工具("SWAT"), 只不过这个工具不是免费软件, 使用上有一些限制.

6 b( _/ y; G8 ~/ [' p1 r所以 linus 还是自己开发了一个静态检查工具.
; X+ \/ L/ [. p1 P
. {$ Y$ J% Z' w; P具体可以参考这篇文章(2004年的文章了): Finding kernel problems automatically

" ?! R7 P1 j* e6 F+ {7 Q
Sparse相关的资料非常少, 关于它的使用方法我也是网上查找+自己实验得出来的.

内核代码中还有一个简略的关于 Sparse的说明文件: Documentation/sparse.txt

3 S+ o  @( ^( Y
Sparse通过 gcc 的扩展属性 __attribute__ 以及自己定义的 __context__ 来对代码进行静态检查.
$ A) S$ t; G! P% ?" y5 J
这些属性如下(尽量整理的,可能还有些不全的地方):

3 a0 W) i8 m+ S2 l

宏名称	宏定义	检查点
__bitwise	__attribute__((bitwise))	确保变量是相同的位方式(比如 bit-endian, little-endiandeng)
__user	__attribute__((noderef, address_space(1)))	指针地址必须在用户地址空间
__kernel	__attribute__((noderef, address_space(0)))	指针地址必须在内核地址空间
__iomem	__attribute__((noderef, address_space(2)))	指针地址必须在设备地址空间
__safe	__attribute__((safe))	变量可以为空
__force	__attribute__((force))	变量可以进行强制转换
__nocast	__attribute__((nocast))	参数类型与实际参数类型必须一致
__acquires(x)	__attribute__((context(x, 0, 1)))	参数x 在执行前引用计数必须是0,执行后,引用计数必须为1
__releases(x)	__attribute__((context(x, 1, 0)))	与 __acquires(x) 相反
__acquire(x)	__context__(x, 1)	参数x 的引用计数 + 1
__release(x)	__context__(x, -1)	与 __acquire(x) 相反
__cond_lock(x,c)	((c) ? ({ __acquire(x); 1; }) : 0)	参数c 不为0时,引用计数 + 1, 并返回1

其中 __acquires(x) 和 __releases(x), __acquire(x) 和 __release(x) 必须配对使用, 否则 Sparse 会给出警告
, N) h/ X8 C. ]5 S) {1 f) j! U
注： 在Fedora系统中通过 rpm 安装的 sparse 存在一个小bug.
; K+ w2 h% e- M; y

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