内核模块跑起来之后，发现 SMP 下偶发崩溃。追查下去，发现是一类隐藏很深的 bug：static 局部缓冲区。

static 局部变量在 SMP 下是定时炸弹

// ext2.c 里随处可见这样的代码
int ext2_read(uint32_t inum, ...) {
    static uint8_t blk[4096];   // 危险！
    // ...
}

static 局部变量存在 .bss 段里，整个内核只有一份。单核下没问题，但 SMP 下：

  • CPU0 和 CPU1 同时读不同的文件
  • 都调用 ext2_read，都在用同一个 blk[]
  • 互相覆盖对方的数据 → 文件读出来是乱的

ext2.c 里有十几处这样的 static 缓冲区，vfs.c 里也有。全部改成 kmalloc：

// 修改后
uint8_t *blk = (uint8_t *)kmalloc(block_size);
if (!blk) return -1;
// ... 使用 ...
kfree(blk);

同时还有一个更隐蔽的问题：间接块的 LBA 缓存：

// 修改前：有状态缓存，SMP 下竞争
static uint32_t ind1[1024];
static uint32_t ind1_bno = 0;   // 上次读的 LBA，用来判断是否要重读
if (ind1_bno != inode.i_block[12]) {
    ind1_bno = inode.i_block[12];
    read_block(ind1_bno, ind1);
}

两个核心同时修改 ind1_bno，都以为自己读的数据有效——去掉缓存，每次都读：

uint32_t *ind1 = (uint32_t *)kmalloc(block_size);
read_block(inode.i_block[12], ind1);
kfree(ind1);

mmap_next：全局变量变 per-process

同样的问题出现在 mmap_next——匿名 mmap 的地址分配器：

// 修改前：全局，所有进程共享
static uint64_t mmap_next = MMAP_ANON_BASE;

两个进程同时调 mmap(NULL, ...)，会拿到同一个地址，互相覆盖。

移入 process_t：

// 修改后：每进程独立
current->mmap_next = MMAP_ANON_BASE;   // 懒初始化
uint64_t base = addr ? addr : current->mmap_next;
if (!addr) current->mmap_next = base + pages * 4096;

kfree 的双重释放检测

顺手修了 kfree 的两个问题：

1. 指针越界：如果传入的指针不在堆范围内（比如 NULL、栈指针），静默忽略而不是崩溃。

2. 向前合并时的 UAF：

// 修改前（有 bug）
blk->prev->size += BLOCK_HDR_SIZE + blk->size;
blk->prev->next  = blk->next;
if (blk->next) blk->next->prev = blk->prev;   // 此时 blk->prev 已被修改？

// 修改后：提前保存
block_t *prev = blk->prev;
prev->size += BLOCK_HDR_SIZE + blk->size;
prev->next  = blk->next;
if (blk->next) blk->next->prev = prev;

小结

这章的修改看起来琐碎，但每一个都是真实的 bug。static 局部变量是单核内核里的常见写法，移植到 SMP 后需要全面清查。好在改法很统一：一律换成 kmalloc/kfree，栈上小缓冲区能用就用，4KB 以上的必须堆分配。