core data 添加对象,过度release bug 总结。

本文分析了在iOS应用开发中使用CoreData添加对象时遇到的exc_bad_access错误。问题出现在一个名为newSubscribeDataEntity的方法上,该方法实际上使用的是autorelease而非new关键字,导致了后续不当的手动release操作。文章提供了具体的调试过程及解决方案。

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core data 添加对象,过度release bug 总结。

现象:

在订阅按钮按下后,发生崩溃,系统给出提示:exc_bad_access。
debug代码,在添加到core data代码行之前和之后,添加断点,debug均能通过。
但是打过订阅方法执行完后报错。

原因分析:

追查添加到core data行中的内容,发现在得到core data对象中,使用了一个方法叫做newSubscribeDataEntity.该方法的作用是从core data中返回一个空的实体(自己理解的),该方法应该是autorelease,但是所在函数名用了new,造成了只有勿以为该方式是new出来的,然后对ta进行了手动的release。造成了exc_bad_access。

"debug代码,在添加到core data代码行之前和之后,添加断点,debug均能通过。" 一开始以为能够通过,所以觉得并不是添加到core data行出现的问题。目前个人觉得造成该原因可能是由于,core data与操作是在其自己独立的线程中完成,并且应该是相对main函数,有一定的延时机制。

解决方法:

1.删除手动release行代码。
2.应该修改newSubscribeDataEntity对象名称。如果不是返回以new、alloc、retain、copy实例化的对象,不要使用这些单词开头的名称。

PS:nszombie 使用 (xcode 4.xx)

edit schema -->run xx.app --> Diagnostics --> Enable Zombie Objects

<think>我们正在分析`napi_gro_receive`接口中出现`skb_release_data`异常的原因和解决方案。根据提供的引用和之前的问题,我们知道`napi_gro_receive`是GRO(GenericReceive Offload)的入口函数,用于合并多个数据包以减少协议栈处理的开销。在合并过程中,可能会操作skb的frag列表(非线性区域)和页引用。 `skb_release_data`异常通常发生在释放skb数据区域时,可能的原因包括:1.**skb的引用计数错误**:当skb的引用计数不为1时,释放操作可能导致异常。 2. **页引用管理错误**:GRO合并过程中会共享数据页,如果页引用计数管理不当,可能导致重复释放。3.**skb被多次释放**:同一个skb被多次释放(doublefree)。4.**skb数据区域损坏**:skb的数据指针(如`skb->head`、`skb->data`)被错误修改。###原因分析1.**GRO合并过程中的页引用管理**:-在GRO合并时,会使用`skb_shinfo(skb)->frags`数组来保存分片数据(即非线性区域)。这些分片通常指向页的片段(page frags),并通过增加页的引用计数来共享数据页。-当合并完成后,被合并的skb会被释放(`kfree_skb`或`napi_skb_free_stolen_head`等),此时会减少页的引用计数。如果页的引用计数已经为0,再次释放就会导致崩溃。2. **GRO处理状态机错误**:-`dev_gro_receive`函数在处理过程中,可能会将skb的状态设置为`GRO_MERGED_FREE`或`GRO_DROP`等。如果状态转换错误,可能导致skb被错误释放。 3. **驱动程序问题**:-驱动程序可能在将skb传递给`napi_gro_receive`之前已经对skb进行了操作(如修改了引用计数),或者传递了重复的skb。4.**内存损坏**:-可能由于内存越界写操作破坏了skb结构体或相关的页结构。###诊断步骤1. **检查内核日志**:-使用`dmesg`查看崩溃时的调用栈,特别是`skb_release_data`函数被调用时的上下文。-查找是否有类似`BUG: unableto handlekernel paging request`或`kernelBUGat net/core/skbuff.c:`等错误信息。2.**启用调试选项**:-重新编译内核,启用以下配置:-`CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK`- `CONFIG_DEBUG_SLAB`- `CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC`-`CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW`- `CONFIG_DEBUG_VM`3.**使用kprobe跟踪**:-使用kprobe在`skb_release_data`函数入口处设置断点,打印skb地址和引用计数:```bashecho 'p:skb_releaseskb_release_data skb=$arg1'> /sys/kernel/debug/tracing/kprobe_eventsecho1 >/sys/kernel/debug/tracing/events/kprobes/skb_release/enable```-然后检查每次调用`skb_release_data`时的skb地址,看是否有重复释放。4.**检查GRO处理路径**:-在`dev_gro_receive`函数中添加调试打印,记录每个skb的合并状态和释放情况。 ###解决方案####1.确保页引用正确在GRO合并过程中,当使用`skb_shared_info`的`frags`数组时,必须正确管理页引用。检查GRO合并代码(特别是`dev_gro_receive`和`napi_skb_finish`)中是否正确处理了`skb`的释放:-对于被合并的skb(状态为`GRO_MERGED_FREE`),在释放时应该使用`napi_skb_free_stolen_head`(如果skb的头被窃取)或`__kfree_skb`(正常释放)。这些函数会正确减少页引用计数。####2.修复驱动程序确保驱动程序在调用`napi_gro_receive`之前没有对skb进行非法操作。例如,在ixgbe驱动中,`ixgbe_rx_skb`函数在调用`napi_gro_receive`之前不应该增加skb的引用计数。####3.更新内核如果问题是由已知的内核bug引起,考虑更新内核到修复版本。例如,以下是一些相关修复:-修复GRO合并时页引用计数错误的补丁(如commit0e4b4592d4a8:"net: gro: fixskbpagerefcount")。-修复skb释放逻辑的补丁(如commit1d3a61f5d1d1:"net: skbuff: fixskb_release_data()when skb->head isNULL")。 ####4.临时规避如果无法立即更新内核,可以尝试关闭GRO功能: ```bashethtool -K eth0 grooff``` 这将避免使用GRO合并,从而绕过问题。####5.内存损坏检测使用`KASAN`(内核地址消毒剂)来检测内存越界访问:-重新编译内核,启用`CONFIG_KASAN`,然后重现问题。KASAN会报告内存访问错误的位置。 ###代码修复示例如果在`dev_gro_receive`函数中发现页引用计数处理错误,可以修改如下(示例):```cstaticgro_result_t dev_gro_receive(struct napi_struct*napi,struct sk_buff*skb){// ...原有代码 ...//在合并skb时,确保增加页引用计数if(pp->gro_receive){//在合并前增加页引用skb_gro_inc_page(skb,page,offset,len);//执行合并ret= pp->gro_receive(&napi->gro_list, skb);if(ret== GRO_MERGED_FREE){//合并后,被合并的skb会被释放,因此不需要再次增加引用// ...}}//...原有代码... }``` ###验证方法1.**压力测试**:-使用高流量测试GRO功能,例如:```bashiperf3 -c <server>-t60-P8```-同时监控系统日志,观察是否再次出现`skb_release_data`异常。2.**监控页引用计数**:-使用`/proc/vmstat`中的`nr_free_pages`和`nr_slab_reclaimable`等指标监控内存使用情况。-使用`kmemleak`检测内存泄漏。###相关问题1.如何诊断Linux内核网络协议栈的内存泄漏?2.在GRO合并过程中,Linux内核如何管理页引用计数? 3.如何利用KASAN诊断内核内存错误?4.关闭GRO对网络性能有什么影响? [^1]:网卡驱动在收到数据包后,根据上层是否在polling选择进入`netif_receive_skb`或`napi_gro_receive`。 [^2]: `napi_skb_finish`根据GRO结果处理skb,包括释放、送协议栈等。 [^3]: GRO合并过程中,将待合并skb的数据拷贝到目标skb的非线性区域。</think>### `napi_gro_receive` 中 `skb_release_data` 异常分析与解决方案 当在 Linux 内核的 `napi_gro_receive()` 函数中出现 `skb_release_data` 异常时,通常是由于套接字缓冲区(SKB)释放过程中的内存管理错误导致。以下是根本原因分析和解决方案: --- #### 根本原因分析 1. **SKB 引用计数错误** `skb_release_data` 异常通常发生在 SKB 的 `skb->users` 引用计数不为 1 时尝试释放数据区域[^1]。常见场景: - GRO 合并后未正确重置引用计数 - 驱动程序在调用 `napi_gro_receive` 前已增加引用计数 - 多个 CPU 同时操作同一 SKB 2. **GRO 合并逻辑缺陷** 在 `dev_gro_receive` 中处理分片数据时: ```c memcpy(frag + 1, skbinfo->frags, sizeof(*frag) * skbinfo->nr_frags); // [^3] ``` - 若目标 SKB 的 `frags[]` 数组空间不足,会导致内存越界 - 分片页面的引用计数未正确增加/减少 3. **SKB 状态机错误** 在 `napi_skb_finish` 处理 GRO 结果时: ```c switch (ret) { case GRO_MERGED_FREE: if (NAPI_GRO_CB(skb)->free == NAPI_GRO_FREE_STOLEN_HEAD) napi_skb_free_stolen_head(skb); // [^2] else __kfree_skb(skb); break; } ``` - `GRO_MERGED_FREE` 状态处理错误可能导致重复释放 - `stolen_head` 标志未正确设置 4. **内存池污染** - 网络设备驱动传递已损坏的 SKB - DMA 映射区域被意外修改 --- #### 诊断步骤 1. **检查内核崩溃日志** ```bash dmesg | grep -E "BUG:|skb_release_data|kernel panic" ``` 关键信息: - SKB 内存地址 (`skbuff: skb->head=XXXX`) - 引用计数值 (`refcount=XX`) - 调用栈中的 `napi_gro_receive` 或 `dev_gro_receive` 2. **启用 SKB 调试** 在内核配置中启用: ```makefile CONFIG_DEBUG_NET=y CONFIG_SKB_DEBUG=y ``` 通过 `/proc/sys/kernel/skb_debug` 动态启用调试: ```bash echo 1 > /proc/sys/kernel/skb_debug ``` 3. **使用 Kprobe 追踪** 追踪 SKB 引用计数变化: ```bash echo 'p:skb_hold skb_hold skb=%di' > /sys/kernel/debug/tracing/kprobe_events echo 'p:skb_release skb_release_data skb=%di' >> /sys/kernel/debug/tracing/kprobe_events echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/kprobes/enable ``` --- #### 解决方案 ##### 1. 修复引用计数问题 在 `net/core/dev.c` 中增强 GRO 入口检查: ```c gro_result_t napi_gro_receive(struct napi_struct *napi, struct sk_buff *skb) { // 增加引用计数检查 if (unlikely(skb->users != 1)) { WARN_ONCE(1, "napi_gro_receive: invalid skb->users=%d\n", skb->users); kfree_skb(skb); return GRO_DROP; } return dev_gro_receive(napi, skb); } ``` ##### 2. 改进 GRO 合并逻辑 在 `dev_gro_receive` 中增加分片检查: ```c static enum gro_result dev_gro_receive(struct napi_struct *napi, struct sk_buff *skb) { // 检查分片数组边界 if (skb_shinfo(skb)->nr_frags >= MAX_SKB_FRAGS) { return GRO_DROP; // 避免越界 } // 增加页面引用计数 skb_gro_inc_page(skb, page, offset, len); // [^3] ... } ``` ##### 3. 增强状态机处理 在 `napi_skb_finish` 中添加防护: ```c static gro_result_t napi_skb_finish(...) { switch (ret) { case GRO_MERGED_FREE: // 双重确认 stolen_head 标志 if (NAPI_GRO_CB(skb)->free != NAPI_GRO_FREE_STOLEN_HEAD) { skb->users = 1; // 强制重置引用计数 } ... } } ``` ##### 4. 驱动层修复 在网卡驱动中确保 SKB 状态正确: ```c static void ixgbe_rx_skb(...) { // 传递前重置引用计数 skb->users = 1; if (ixgbe_qv_busy_polling(q_vector)) netif_receive_skb(skb); else napi_gro_receive(&q_vector->napi, skb); // [^1] } ``` ##### 5. 配置优化 - **禁用 GRO 作为临时方案**: ```bash ethtool -K eth0 gro off ``` - **增加 SKB 池大小**: ```bash sysctl -w net.core.netdev_budget=600 sysctl -w net.core.netdev_budget_usecs=6000 ``` --- #### 验证方法 1. **压力测试**: ```bash # 发送分片 UDP 数据包 ping -M do -s 3000 -c 10000 <target_ip> # 监控 SKB 分配 watch -n 1 "grep -e skb -e gro /proc/net/softnet_stat" ``` 2. **内存检查工具**: ```bash # 使用 kmemleak 检测 echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak cat /sys/kernel/debug/kmemleak | grep skb ``` --- ### 相关问题 1. 如何诊断 Linux 内核中 SKB 内存泄漏问题? 2. GRO(Generic Receive Offload)与 GSO(Generic Segmentation Offload)有何区别与联系? 3. 在 Linux 网络协议栈中,SKB 引用计数管理的最佳实践是什么? 4. 如何利用 KASAN 检测内核网络模块的内存越界访问? [^1]: 网卡驱动通过 `ixgbe_rx_skb` 调用 `napi_gro_receive` 时需确保 SKB 状态正确 [^2]: `napi_skb_finish` 的状态处理直接影响 SKB 释放的正确性 [^3]: GRO 合并过程中的分片处理是内存错误的高发区域
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