由于uvc驱动函数缺少return语句而导致内核oops的一例
一、实验环境
1、软件
a) Vmware版本：Vmware Workstation 12.5.7
b) Ubuntu版本：9.10
c) 内核版本：2.6.31.14
d) gcc版本：4.4.1
e) gdb版本：7.0
2、摄像头硬件
百问网自制uvc摄像头
3、排查过程中，使用到的工具
a) printk
b) objdump
c) strace
d）gdb
二、前言
用C语言写程序时，如果定义一个带返回值的函数，但在函数体最后却缺少了return 语句， 程序编译并运行起来后，有时会产生意想不到的严重后果！这事以前只在教科书里看到过，纸上得来终觉浅，所以一直没当回事。但这次在学习韦东山嵌入式培训视频（3期项目实战之USB摄像头监控）时，真切地接受了一次教训。兹记录下整个入坑和出坑的经过，希望对自己和大家都有所助益。
三、现象描述
仿照视频教程，自己写了一个简化版的uvc摄像头驱动。在insmod my_uvc.ko，然后运行xawtv时，不幸发生了内核Oops，详细信息如下：
[ 657.966482] BUG: unable to handle kernel paging request at fffffff4
[ 657.966486] IP: [<c0127ba8>] __ticket_spin_lock+0x8/0x20
[ 657.966491] *pde = 0081d067 *pte = 00000000
[ 657.966493] Oops: 0002 [#1] SMP
[ 657.966495] last sysfs file: /sys/devices/virtual/video4linux/video0/dev
[ 657.966498] Modules linked in: my_uvc nfsd exportfs nfs lockd nfs_acl auth_rpcgss sunrpc snd_ens1371 gameport
... 此处省略无关信息若干行
[ 657.966519]
[ 657.966522] Pid: 5059, comm: xawtv.bin Not tainted (2.6.31-14-generic #48-Ubuntu) VMware Virtual Platform
[ 657.966523] EIP: 0060:[<c0127ba8>] EFLAGS: 00210082 CPU: 0
[ 657.966525] EIP is at __ticket_spin_lock+0x8/0x20
[ 657.966527] EAX: fffffff4 EBX: 00200282 ECX: fffffff4 EDX: 00000100
[ 657.966528] ESI: deb69bf4 EDI: defcba00 EBP: deb69ad0 ESP: deb69ad0
[ 657.966529] DS: 007b ES: 007b FS: 00d8 GS: 00e0 SS: 0068
[ 657.966531] Process xawtv.bin (pid: 5059, ti=deb68000 task=df319920 task.ti=deb68000)
[ 657.966532] Stack:
[ 657.966533] deb69ad8 c0127c38 deb69aec c05707da fffffff4 deb69bf4 defcba00 deb69b00
[ 657.966536] <0> c015c58d 00000000 defcba00 defcba00 deb69b24 c01f64e0 fffffff4 00012f50
[ 657.966539] <0> deb47b80 deb69b24 deb69bd0 ffffffa8 defcba00 deb69b34 e0a8b234 de979a00
[ 657.966543] Call Trace:
[ 657.966545] [<c0127c38>] ? default_spin_lock_flags+0x8/0x10
[ 657.966548] [<c05707da>] ? _spin_lock_irqsave+0x2a/0x40
[ 657.966550] [<c015c58d>] ? add_wait_queue+0x1d/0x50
[ 657.966553] [<c01f64e0>] ? __pollwait+0x60/0xd0
[ 657.966556] [<e0a8b234>] ? myuvc_poll+0x34/0x50 [my_uvc]
[ 657.966559] [<e092d14a>] ? v4l2_poll+0x3a/0x50 [videodev]
[ 657.966562] [<c01f618b>] ? do_select+0x36b/0x660
... 此处省略无关信息若干行
[ 657.966650] [<c01f6ebc>] ? sys_select+0x2c/0xb0
[ 657.966652] [<c010336c>] ? syscall_call+0x7/0xb
[ 657.966653] Code: ff ff 90 b9 5a 7a 12 c0 b8 5d 7a 12 c0 e9 59 ff ff ff 90 b9 60 7a 12 c0 b8 63 7a 12 c0 e9 49 ff ff ff 90 55 ba 00 01 00 00 89 e5 <3e> 66 0f c1 10 38 f2 74 06 f3 90 8a 10 eb f6 5d c3 8d b4 26 00
[ 657.966672] EIP: [<c0127ba8>] __ticket_spin_lock+0x8/0x20 SS:ESP 0068:deb69ad0
[ 657.966676] CR2: 00000000fffffff4
[ 657.966682] ---[ end trace 672c8069f4e9d743 ]---
四、排查过程
1、回忆起之前曾经成功用这个my_uvc驱动过xawtv，而这次发生kernel oops的代码，唯一的改动就是在myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap里加了一句：
printk(KERN_CRIT"frames[frame_idx].width:%d, frames[frame_idx].height:%d\n",frames[frame_idx].width, frames[frame_idx].height);
但为什么一个printk会造成kernel oops呢？一头雾水。。。
2、线索1：用objdump查看反汇编代码
a) 由于缺少return语句，从而导致kernel oops的代码
0000036d <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap>:36d: 55 push %ebp36e: 89 e5 mov %esp,%ebp370: 53 push %ebx371: 83 ec 0c sub $0xc,%esp374: 89 cb mov %ecx,%ebx376: 83 39 01 cmpl $0x1,(%ecx)379: 75 51 jne 3cc <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x5f> 37b: 81 79 0c 4d 4a 50 47 cmpl $0x47504a4d,0xc(%ecx)382: 75 48 jne 3cc <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x5f> 384: c7 41 04 40 01 00 00 movl $0x140,0x4(%ecx) 38b: c7 41 08 f0 00 00 00 movl $0xf0,0x8(%ecx) 392: c7 44 24 08 f0 00 00 movl $0xf0,0x8(%esp)399: 0039a: c7 44 24 04 40 01 00 movl $0x140,0x4(%esp)3a1: 003a2: c7 04 24 00 02 00 00 movl $0x200,(%esp)3a9: e8 fc ff ff ff call 3aa <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x3d> 3ae: c7 43 14 00 00 00 00 movl $0x0,0x14(%ebx) 3b5: c7 43 18 00 2e 01 00 movl $0x12e00,0x18(%ebx) 3bc: c7 43 10 01 00 00 00 movl $0x1,0x10(%ebx) 3c3: c7 43 1c 08 00 00 00 movl $0x8,0x1c(%ebx) 3ca: eb 05 jmp 3d1 <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x64> 3cc: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 3d1: 83 c4 0c add $0xc,%esp3d4: 5b pop %ebx3d5: 5d pop %ebp3d6: c3 ret
b) 而加上了return语句，正常运行的代码
0000036d <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap>:36d: 55 push %ebp36e: 89 e5 mov %esp,%ebp370: 53 push %ebx371: 83 ec 0c sub $0xc,%esp374: 89 cb mov %ecx,%ebx376: 83 39 01 cmpl $0x1,(%ecx)379: 75 4f jne 3ca <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x5d> 37b: 81 79 0c 4d 4a 50 47 cmpl $0x47504a4d,0xc(%ecx)382: 75 46 jne 3ca <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x5d> 384: c7 41 04 40 01 00 00 movl $0x140,0x4(%ecx)38b: c7 41 08 f0 00 00 00 movl $0xf0,0x8(%ecx) 392: c7 44 24 08 f0 00 00 movl $0xf0,0x8(%esp)399: 0039a: c7 44 24 04 40 01 00 movl $0x140,0x4(%esp)3a1: 003a2: c7 04 24 00 02 00 00 movl $0x200,(%esp)3a9: e8 fc ff ff ff call 3aa <myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap+0x3d> 3ae: c7 43 14 00 00 00 00 movl $0x0,0x14(%ebx) 3b5: c7 43 18 00 2e 01 00 movl $0x12e00,0x18(%ebx) 3bc: c7 43 10 01 00 00 00 movl $0x1,0x10(%ebx) 3c3: c7 43 1c 08 00 00 00 movl $0x8,0x1c(%ebx) 3ca: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 3cf: 83 c4 0c add $0xc,%esp3d2: 5b pop %ebx3d3: 5d pop %ebp3d4: c3 ret
经过对比，可以看出：由于C代码缺少return 语句，导致汇编代码里在函数返回前，没有正确的给eax赋0值，从而myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap的调用者实际得到了一个错误的返回值。
那么，是谁调用了myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap呢？经查，有两处：
i) my_uvc驱动里的myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap
ii）xawtv通过系统调用ioctl( VIDIOC_TRY_FMT)间接调用了驱动的函数
通过strace –o /dev/ttyS1 xawtv记录的日志，发现：确实是xawtv通过ioctl( VIDIOC_TRY_FMT)调用了myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap，并且确实得到了一个错误的返回值，相关日志信息如下：
ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0xbfff95b0) = 79 //myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap由于最后缺少return语句，导致返回了非0值（至于为什么是79，且看下文）
从以上日志信息可以看出：myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap由于最后缺少return语句，导致返回了非0值（79)。
注：至于79的来源，经查，是由于:
printk
==>vprintk
{
…return printed_len; //这句代码会在汇编层面上把printed_len存到eax里作为返回值 }
至此可以得出初步结论：其实myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap起初就因缺少return语句而埋下了一颗定时炸弹，而当初运行正常只不过是因为运气好，所以这颗炸弹没被引爆而已。但这次机缘凑巧，由于printk的加入，引爆了这颗定时炸弹！
那么，接下来的问题就是：为什么xawtv调用ioctl( VIDIOC_TRY_FMT)获得了非0值后，会导致内核oops呢？再次一头雾水。。。
3、线索2：
3.1、从Oops信息并结合内核源代码，可以看出，发生内核Oops时的调用栈是：
sys_select
==>do_select
==>v4l2_poll
myuvc_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *wait)
{
...
buf = list_first_entry(&myuvc_queue.mainqueue, struct myuvc_buffer, stream);
poll_wait(file, &buf->wait, wait);
==>__pollwait(file, &buf->wait, wait)
==>add_wait_queue(&buf->wait, &wait);
==>_spin_lock_irqsave(&buf->wait.lock, flags);
//可见:段异常的根源就是&buf->wait.lock==fffffff4，而因lock 是 buf->wait的第一个成员，所以段异常的根源亦即&buf->wait==fffffff4
...
}
3.2、根据3.1，反推，段异常应该是由于myuvc_queue.buffer成员未正确初始化。而myuvc_queue.buffer的初始化是在myuvc_vidioc_reqbufs里，
(注释中标出了程序的实际执行流）
static int myuvc_vidioc_reqbufs(struct file *file, void *priv,struct v4l2_requestbuffers *p)
{int nbuffers = p->count;/* request the max size image buffer */unsigned int bufsize = PAGE_ALIGN(myuvc_format.fmt.pix.sizeimage); //.fmt.pix.sizeimage居然==0！unsigned int i;void *mem = NULL;int ret;...for (; nbuffers > 0; --nbuffers) {mem = vmalloc_32(nbuffers * bufsize); //由于bufsize==0，所以vmalloc_32分配内存失败！if (mem != NULL)break;}if (mem == NULL) {ret = -ENOMEM;goto done; //由于mem分配内存失败，所以直接跳到done标签，从而旁路掉了init_waitqueue_head(&myuvc_queue.buffer[i].wait);}...for (i = 0; i < nbuffers; ++i) {...init_waitqueue_head(&myuvc_queue.buffer[i].wait);}
...
myuvc_queue.count = nbuffers;
... done:return 0; }
3.3、那么，myuvc_format.fmt.pix.sizeimage是在哪里赋值的呢？是在myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap里：
（注释中标出了程序的实际执行流）
static int myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap(struct file *file, void *priv, struct v4l2_format *f)
{int ret = myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap(file, NULL, f);if (ret < 0)return ret; memcpy(&myuvc_format, f, sizeof(myuvc_format));//由于f->fmt.pix.sizeimage并没有正确赋值，所以myuvc_format.pix.sizeimage也未正确赋值return 0;
}
3.4、根据3.3，进一步分析myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap为什么没有给f->fmt.pix.sizeimage正确赋值
（注释中标出了程序的实际执行流）
static int myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap(struct file *file, void *priv,struct v4l2_format *f)
{__u16 rw, rh;unsigned int d, maxd;unsigned int i;struct uvc_frame *frame = NULL;if(f->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)return 0;if(f->fmt.pix.pixelformat != V4L2_PIX_FMT_MJPEG)return 0;//由于f->fmt.pix.pixelformat != V4L2_PIX_FMT_MJPEG，所以这里直接return了，从而旁路了后面的f->fmt.pix.sizeimage = dwMaxVideoFrameSize;/* 调整format的width, height,* 计算bytesperline, sizeimage*//* 人工查看描述符, 确定支持哪几种分辨率 */f->fmt.pix.width = frames[frame_idx].width;f->fmt.pix.height = frames[frame_idx].height;printk(KERN_CRIT"frames[frame_idx].width:%d, frames[frame_idx].height:%d\n",frames[frame_idx].width, frames[frame_idx].height);f->fmt.pix.bytesperline = 0;f->fmt.pix.sizeimage = dwMaxVideoFrameSize;
f->fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;f->fmt.pix.colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB;//return 0; }
3.5、那为什么传给myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap的参数f->fmt.pix.pixelformat 会不等于 V4L2_PIX_FMT_MJPEG呢？
通过对比strace –o /dev/ttyS1 xawtv记录下的日志，推测此次kernel oops的整个案情经过应该是：
i) 发生kernel oops时的strace日志
（注释中标出了大致的案情流程）
ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0xbfff95b0) = 79 //xawtv第一次调用myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap。这次传入f->fmt.pix.pixelformat == V4L2_PIX_FMT_MJPEG。但由于后者最后缺少return语句导致返回非0值，从而导致xawtv认为这次调用失败了 ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0x91daca4) = 0 //xawtv第二次调用myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap。但因这次传入f->fmt.pix.pixelformat != V4L2_PIX_FMT_MJPEG而导致后者过早return 0;从而 munmap(0xffffffff, 0) = -1 EINVAL (Invalid argument) ioctl(4, VIDIOC_S_FMT or VT_RELDISP, 0xbfff9a74) = 0 //xawtv调用myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap进而调用myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap。因传入 f->fmt.pix.pixelformat != V4L2_PIX_FMT_MJPEG而导致后者过早return 0;从而导致myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap里 ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0xbfff95b0) = 79 //推理同上
ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0x91daca4) = 0 //推理同上
...ioctl(4, VIDIOC_REQBUFS or VT_DISALLOCATE, 0x91dad80) = 0 //myuvc_vidioc_reqbufs,由于先前myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap里 myuvc_format.fmt.pix.sizeimage=0，从而
ioctl(4, VIDIOC_QUERYBUF or VT_RESIZE, 0x91dad94) = -1 EINVAL (Invalid argument)
/*这里返回-1是因为
myuvc_vidioc_querybuf(struct file *file, void *priv, struct v4l2_buffer *v4l2_buf)
{
int ret = 0;
if (v4l2_buf->index >= myuvc_queue.count) { //由于myuvc_queue.count = nbuffers这句话在myuv c_vidioc_reqbufs里被过早的goto给旁路了
ret = -EINVAL;
goto done;
}
…
done:
return ret;
}
*/
...
write(2, "libv4l2: error querying buffer 0"..., 51) = 51 ！
...select(5, [4], NULL, NULL, {5, 0}[ 946.196020] BUG: unable to handle kernel paging request at fffffff4 //终于kernel oops了！ii) 作为对比，贴出myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap加了return语句后，xawtv正常运行时的strace日志
ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0xbf936760) = 0 //xawtv第一次调用myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap。这次传入f->fmt.pix.pixelformat == V4L2_PIX_FMT_MJPEG。所以。并且由于myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap加上了return语句所以返回0值，从而xawtv认为这次调用成功了ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0xbf936760) = 0 //推理同上
ioctl(4, VIDIOC_S_FMT or VT_RELDISP, 0xbfbfdc74) = 0//xawtv调用myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap进而调用myuvc_vidioc_try_fmt_vid_cap。因f->fmt.pix.sizeimage被正确赋值，所以myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap里 myuvc_format.pix.sizeimage也被正确赋值了
ioctl(4, VIDIOC_REQBUFS or VT_DISALLOCATE, 0xbf936e1c) = 0//myuvc_vidioc_reqbufs,由于先前myuvc_vidioc_s_fmt_vid_cap里 myuvc_format.fmt.pix.sizeimage被正确赋值，所以ioctl(4, VIDIOC_QUERYBUF or VT_RESIZE, 0xbf936d2c) = 0 //这次返回了0，而不是-1。说明xawtv调用ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)成功了mmap2(NULL, 77312, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, 4, 0x39) = 0xb6dd4000
ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0xbf936d2c) = 0 //video_buf入队ioctl(4, VIDIOC_STREAMON, 0xbf936d6c) = 0 //开启摄像头的数据流，开始采集摄像头图像ioctl(4, VIDIOC_DQBUF, 0xbf936dd8) = -1 EINVAL (Invalid argument) //缓冲区出队失败（可能因为摄像头数据暂时还没生成）write(2, "libv4l2: error dequeuing buf: In"..., 47) = 47write(2, "v4l2: read: Invalid argument\n", 29) = 29poll([{fd=3, events=POLLIN|POLLOUT}], 1, -1) = 1 ([{fd=3, revents=POLLOUT}]) writev(3, [{"\2\0\4\0\374\0\0\0\0\10\0\0\0\0\0\0=\1\4\0b\0\300\3\0\0\0\0\0\0\0\0"..., 36}, {NULL, 0}, {"", 0}], 3) = 36poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, -1) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
select(5, [4], NULL, NULL, {5, 0}) = 1 (in [4], left {4, 999996})
ioctl(4, VIDIOC_DQBUF, 0xbfbfe220) = 0
...
五、总结
仅仅是因为在函数最后缺少了return 语句，竟然引发了这么多的麻烦，实在是没有想到！总结下来的教训就是：以后在写代码的时候，一定要注意不能遗漏return语句。并且在编译代码的时候，对编译器抛出的”control reaches end of non-void function”警告，不能忽视，必须去修正代码，直到这类警告消失为止。这次的教训非常深刻，不过从另一方面来说，可能也是件好事，一则增长了分析问题的能力，另外也增加了使用各种工具调试bug的实战经验:-)
转载于:https://www.cnblogs.com/normalmanzhao2003/p/11561110.html
由于uvc驱动函数缺少return语句而导致内核oops的一例相关推荐
- 20 Python函数、定义一个函数、参数传递、匿名函数、return语句、变量作用域、
20Python函数 函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段. 函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率.你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print().但你 ...
- php 类中调用另类,PHP return语句另类用法不止是在函数中，return语句_PHP教程
PHP return语句另类用法不止是在函数中,return语句 分享下PHP return语句的另一个作用,在bbPress的代码中看到的一个奇葩使用方法. 一直以为,return只能出现在函数中, ...
- python定义函数时有多个return语句
python用 def 语句创建函数时,return 语句把结果返回到调用的地方,并且退出函数.return 语句在同一函数中可以出现多次,但只要有一个得到执行,就会直接结束函数的执行. 那么当程序运 ...
- python中形参和return语句_Python-return语句-函数的形参定义
return语句 语法: return [表达式] [ ]可以省略 作用: 用于函数中,结束当前函数的执行,返回到调用该函数的地方,同时返回一个对象的引用关系 说明: 1.return语句后跟的表达式 ...
- [react] render函数中return如果没有使用()会有什么问题？
[react] render函数中return如果没有使用()会有什么问题? 我们在使用JSX语法书写react代码时,babel会将JSX语法编译成js,同时会在每行自动添加分号(:),如果retu ...
- C++中return语句的用法
C++中的return语句是函数中一个重要的语句,return语句用于结束当前正在执行的函数,并将控制权返回给调用此函数的函数. return语句有两种形式: return; return expre ...
- return语句的用法
1.return语句的作用:a.返回一个值,这个值可以是任意类型.b.使程序返回到操作系统(即终止程序) 2.java中对于一个函数,不论有没有返回值类型,都可以带有return 语句. 但是区别在于 ...
- C语言函数没有return时会返回什么
正常情况下,我们编写的函数都是通过return语句获得返回值.但有时没有return语句,编译器也能通过,这时返回的是什么呢? 查阅资料发现,没有return 语句时,函数会返回eax寄存器里的值.可 ...
- python if return语句_Python： return语句
人生苦短,我用Python 环境:Windows 10 64-bit, python == 3.6.4 , PyCharm CE == 2018.1 声明:学习资源来自于网络,这里是自己学习笔记总结与 ...
最新文章
- HA03-fence设置
- Android之如何卸载指定的 应用程序
- 9.9学python靠谱吗-宅家亲测：9.9的python体验课，到底值不值？
- 百度网盘文件分享演示，如何查看已经分享的文件
- Django使用心得（二）
- java堆中的组成部分,初识Java虚拟机的基本结构 | If Coding
- 转-项目管理心得：一个项目经理的个人体会、经验总结
- [最新答案V0.4版]微软等数据结构+算法面试100题[第41-60题答案]
- HTTPS 建立连接的详细过程
- oracle 好书( 09 对象管理 )
- MySQL使用用户变量优化先更新后查询
- shell中source与sh区别
- PTA c语言 数组元素循环右移问题
- oracle 11g 完美卸载,oracle 11g完美卸载
- 在Chrome浏览器中保存的密码有多安全？
- 架构师资源汇总 从入门到精通 将近20年的工作经验毫无保留分享
- JavaScript学习第一天——计算机基础导学（编程语言、计算机基础）
- vs 2017插件visual assist 10.9.2238破解版安装指南及百度云链接
- 初识STM32F407芯片
- html加水平线紧挨文字,html怎么设置水平线与文字的距离