還在使用89年版C語言的Linux內核，現在終於要做出改變了。今天，Linux開源社區宣布，未來會把內核C語言版本升級到C11，預計5.18版之後生效，也就是今年5月。

這個決定很突然，從發起問題到官方聲明，不過才一個星期，要知道說服固執的Linux之父 Linus Torvalds可不是件容易的事。

事情的原因，說起來還有那麼一點偶然的因素。

一個bug的連鎖反應

問題的起源是來自上週的一次Linux社區討論。

一位名叫Jakob Koschel的博士生，在研究阻止與內核鍊錶primitive相關的預測執行漏洞時，發現了這樣一個問題。

Linux內核廣泛使用由struct list_head定義的雙向鍊錶：

結構列表頭{

structlist_head *下一個，*上一個；

};

這種結構通常嵌入到其他結構中。通過這種方式，可以使用任何相關的結構類型製作鍊錶。

除此之外，內核還提供大量可用於遍歷和操作鍊錶的函數和宏。list_for_each_entry()就是其中之一，這是偽裝成一種控制結構的宏。

問題就出在這個宏上。

假設內核包含如下結構：

結構富{

詮釋愚蠢；

結構列表頭列表；

};

list中的元素可用於創建foo結構的雙向鍊錶。

假設有一個叫做foo_list的結構聲明作為此類鍊錶的頭，使用以下代碼可以遍歷此鍊錶：

structfoo *迭代器；

list_for_each_entry（迭代器，&foo_list，列表）{

do_something_with(迭代器);

}

/* 這裡不應該使用迭代器 */

list參數告訴宏在foo結構中list_head結構的名稱。這個循環將為列表中的每個元素執行一次， 迭代器指向該元素。

由此導致了USB子系統中的一個bug：傳遞給該宏的迭代器在退出宏後還能被使用。

這是一件危險的事情，所以Koschel提交了一個修復補丁，在循環後停止使用迭代器搞定了bug。

說服Linus

但是Linus Torvalds本人並不太喜歡這個補丁，也沒有看到它與預測執行漏洞的關係。在Koschel詳細解釋後，Linus承認這只是一個普通的bug。

然而事情並沒有那麼簡單，Linus不久後意識到了真正的根源：

傳遞給鍊錶遍歷宏的迭代器，必須在循環本身之外的範圍內聲明。

這種非預測性bug發生的原因是，C89中沒有“在循環中聲明變量”。

像list_for_each_entry()這樣的宏，從根本上總是將最後一個HEAD入口洩漏到循環之外，僅僅是因為我們不能在循環本身中聲明迭代器變量。

如果可以編寫一個可以聲明自己的迭代器列表遍歷宏，那麼迭代器在循環之外將不可見，並且不會出現此類問題。

但是，由於內核停留在C89標准上，因此無法在循環中聲明變量。

Linus決定，那咱們還是升級吧，也許是時候轉向C99標準了。

雖然它也有20多年的歷史，但至少比C89新，可以在循環中聲明變量。

既然C89如此陳舊，這麼多年還沒做出改變呢？Linus說，那是因為我們在一些古老的gcc編譯器版本中遇到了一些奇怪的問題，不能隨便升級。

但是，現在Linux內核已將gcc的最低要求提升至5.1版，因此過去那些奇怪的bug應該不會有了。

而另一位核心開發者Arnd Bergmann認為，咱們完全可以升級到C11甚至更高版本。但如果升級到C17或C2x，會破壞對gcc-5/6/7的支持，因此升級到C11更容易實現。

最終，Torvalds贊成這個想法：“好的，請提醒我，讓我們在5.18合併窗口的早期嘗試一下。”

接下來遷移到C11可能會導致一些意想不到的bug，但如果一切順利，下一個Linus內核版本將正式轉向C11。

參考鏈接：

[1]

https://lwn.net/SubscriberLink/885941/01fdc39df2ecc25f/

[2]https://news.ycombinator.com/item?id=30459634