RT-Thread使用经验分享:链表未初始化造成死机

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描述

前言
最近在开发调试基于RT-Thread 的驱动时,遇到一个比较奇怪的死机问题,后来经过一步步排查,终于发现是驱动的链表节点没有初始化造成的死机

问题分析
RT-Thread 的驱动开发完成后,通过编写串口 shell 测试命令,运行命令后,触发死机

由于当前缺少单步的调试方法,只能通过增加LOG与打开关闭部分软件功能,一步步缩小范围

在函数调用的入口,把某些关键的函数调用分别注释掉验证,这样逐步验证下来,最终缩小到一个函数,调用这个函数就触发死机。

用到的软件调试方法
(1)增加LOG,确认代码能执行到哪些函数,能执行到哪些行

(2)通过 #if 0 A_CODE #else B_CODE #endif 条件编译的调试方法,大块注释部分代码,确认代码执行的路径,缩小排查方向,确认是执行到哪个函数或模块造成死机的

(3)通过对比代码来确认问题,比如软件正常工作过,后来改动死机了,大概率说明是改动造成的,所以可以通过 git BCompare.exe 等代码管理与比对工具,代码回溯,两份新旧代码对比分析,逐步把排查范围缩小,从代码层面分析可能造成死机的原因

问题分析
软件调试有时候比较的简单,有时候会比较的复杂,由于这个驱动移植来自其他系统的,数据结构里面的成员比较的多,所以初步通过代码对比工具如 BCompare 进行代码对比,发现了一点端倪:由于RT-Thread 暂时不支持 hash list(哈希链表),我把 hash list的功能实现 改为了 RT-Thread 的 list 替代,struct rt_list_node。

对比了软件的其他改动点,虽然改动部分较大,但软件工作流程差不多,初步排查代码没有实质性的差异

通过进一步的排查并缩小范围,终于发现了问题点:这个函数在 插入链表 的操作部分死机了!

通过代码继续网上找,发现这个包含 RT-Thread list 的数据节点,是通过 rt_malloc 申请的,并且没有看到成员 list 使用 rt_list_init 初始化链表的操作

所以马上确认了问题: 链表的节点没有初始化造成的,通过增加 list 初始化,本以为立即解决了问题,但是竟然依旧死机!

意外的BUG发现:数据节点的链表的头,也就是 链表 head 也没有初始化,解决方法同上,需要初始化 链表的头:使用 rt_list_init,这样问题得到解决

移植的代码之前使用的 hashlist,声明时即初始化了,不需要显示的初始化,而RT-Thread list,必须初始化,否则把链表节点插入 链表头部的时候,就会出现 野指针或空指针 访问成员的问题,肯定会出问题。

RT-Thread

解决方法就是 增加链表初始化操作

RT-Thread

问题回顾
由于先前移植的样板驱动使用的是 hash list,造成移植后没有初始化数据结构的链表节点,触发了死机。所以驱动移植时,遇到链表时,一定要注意 链表头与链表节点的 链表初始化问题

另一个注意点:操作空指针的成员,异常信息里面,可能会提示 异常出在一个 较小的 内存地址上。所以遇到死机,并且发现死机的 内存地址很小,可以往 空指针方向排查

RT-Thread 双向循环链表的操作,由于使用的是【宏定义】,也就是链表操作函数本身没有判空的操作,用户需要有链表指针判空的操作。

访问一个空指针的结构体成员,肯定会触发内存异常死机。 如 buffer->list 中的 list 为 RT_NULL,那么访问 buffer->list->next 时候,list 中的 next 成员地址就是非法的内存地址(小地址),就会出现异常死机

小结
链表操作需要谨慎,不只是要把 链表头 申请为 全局的,而且每个链表的节点,都是需要全局的。

注意链表节点会嵌入到一个复杂的数据结构里面,并且使用动态内存申请的方式 创建,这是一定要注意不要漏下 链表成员的初始化。

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