关于《创建字符设备的三种方法》

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《创建字符设备的三种方法》这篇文章已经在网上广为流传，你可以在http://blogold.chinaunix.net/u1/36290/showart_415402.html找到这篇文章的一份拷贝，从浏览量上看定有许多人参考过这篇文章，但是很遗憾，它的第三种方法有一个严重的问题，内存泄露！虽然大多数时候它跑的很好，而内存泄露导致系统崩溃也是几无可能，但是这是一个模板，如果大多数人在写驱动时参考了这篇文章，并且不巧选择了第三种，那么潜在危险就有点大了，好了言归正传。

 

#include<linux/kernel.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/types.h>
#include<linux/fs.h>
#include<linux/cdev.h>
#include<linux/pci.h>
#include<linux/moduleparam.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/string.h>
#include<asm/uaccess.h>
#include<asm/unistd.h>
#include<asm/uaccess.h>
MODULE_LICENSE("GPL"); /*此处如果不加的话加载的时候会出错*/
int init_module(void);
void cleanup_module(void);
static int device_open(struct inode*, struct file*);
static int device_release(struct inode*, struct file*);
static ssize_t device_read(struct file*, char *, size_t, loff_t*);
static ssize_t device_write(struct file*, const char*, size_t, loff_t*);
#define SUCCESS 0
#define DEVICE_NAME "chardev"
#define BUF_LEN 80

static int major;
static int Device_open = 0;
static char msg[BUF_LEN];
static char *msg_ptr;
static struct cdev *my_cdev;
static struct class *my_class;
dev_t devid ;
static struct file_operations fops =
{
        .read = device_read,
        .write = device_write,
        .open = device_open,
        .release = device_release,
};
int init_module(void)
{
        int err;
        alloc_chrdev_region(&devid, 0, 1, "chardev");
        major = MAJOR(devid);
        my_cdev = cdev_alloc();
        cdev_init(my_cdev, &fops);
        my_cdev->owner = THIS_MODULE;
        err = cdev_add(my_cdev, devid, 1);
        if (err)
        {
                printk(KERN_INFO "I was assigned major number %d.\n", major);
                return -1;
        }
        my_class = class_create(THIS_MODULE, "chardev_class1");
        if (IS_ERR(my_class))
        {
                printk(KERN_INFO "create class error\n");
                return -1;
        }
        class_device_create(my_class, NULL, devid, NULL, "chardev" "%d", MINOR(devid));
        printk("major number is %d\n", MAJOR(devid));
        return SUCCESS;
}
void cleanup_module(void)
{
        cdev_del(my_cdev);
        class_device_destroy(my_class, devid);
        class_destroy(my_class);
        printk("cleanup done\n");
}
......

my_cdev = cdev_alloc();cdev_init(my_cdev, &fops);

注意到上面两句话，申请cdev设备，然后调用cdev_init，然后通过cdev_add添加到内核链表中，没错啊，顺理成章，但是如果你仔细看过LDD3，那么你一定没有见过书上这样用，它的用法是：

cdev = cdev_alloc();
 cdev->owner = THIS_MODULE;
 cdev->ops = fops;

问题的根本就是，一个用了cdev_init，一个没有。比较一下和cdev_alloc和cdev_init的代码：

struct cdev *cdev_alloc(void)
{
    struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);
    if (p) {
        INIT_LIST_HEAD(&p->list);
        kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);
    }
    return p;
}

 

void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
{
    memset(cdev, 0, sizeof *cdev);
    INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);
    kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);
    cdev->ops = fops;
}

 

注意到红色部分，这里需要了解一下内核kobject的工作机制，它们像容器一样对内核中的设备进行统一的管理，可以参考网络中的相关文章，这里不做详解。

注意到kobject_init的第二个参数struct kobj_type *ktype，其中的release函数会在cdev_del时被调用：

static struct kobj_type ktype_cdev_default = {
    .release    = cdev_default_release,
};

static struct kobj_type ktype_cdev_dynamic = {
    .release    = cdev_dynamic_release,
};

 

继续追踪这两个函数的实现：

static void cdev_default_release(struct kobject *kobj)
{
    struct cdev *p = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
    cdev_purge(p);
}

static void cdev_dynamic_release(struct kobject *kobj)
{
    struct cdev *p = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
    cdev_purge(p);
    kfree(p);
}

注意到红色部分的kfree。回顾前文，如果使用cdev_alloc动态申请设备空间，此时释放函数被安装为cdev_dynamic_release，到这里还都没错，然后调用cdev_init，此时释放函数被替换为了cdev_default_release，最终模块卸载的时候，一段内存就这样偷偷溜走了！

你可以尝试在内核中搜索cdev_alloc，然后看看使用它们的地方有没有接着使用cdev_init，很遗憾，没有，如果有，那么快点报告该驱动的维护者吧，他应该看看LDD3了! ^^

世界又安静了！