内核文档翻译-Linux内核崩溃转储机制

 在之前看到lkcd的时候看到说一般的unix内核都有“崩溃转储”机制，比如bsd，sloaris等等都有。这个崩溃转储机制能够在内核panic的时候生成一个内核转储文档，以便于内核研发维护人员通过这个“内核转储”文档分析问题所在。而说是linux没有这个机制。
                一个sourceforge上的项目叫做lkcd的就是在做这个补空的工作。也在持续关注中，之后有了结果再总结吧。
               今天无聊的时候想给本本配一个“基准”内核配置文档，以后升级内核的时候直接就能够用，至于添加新功能什么的再加。然后就一项一项的看的时候就发现一个所谓的kdump在内核配置里面出现了。位置在：Processor type and features->kernel crash dumps这个选项，虽然标明了是experimental，但是还是值得一看了。
                所以看看内核文档先的结果就是有了下面的这篇蹩脚的翻译，自己看看罢，有空再改。以作存档。
             假如转载，请注明出处。
内核文档：2.6.18.1/Documentation/kdump/kdump.txt
kdmp相关的文档-基于kexec的崩溃转储机制
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设计
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当一个内核转储发生的时候Kdump使用kexec启动一个备份的内核。这个备份启动的内核只是使用少量的内存，并且这些内存由第一个内核提供。这样设计确保了第一个内核启动且正在运行中的DMA不会破坏第二个内核的运行。
在内核崩溃之前任何有关于核心映像的必要信息都用ELF格式编码并春出在保留的内存区域中。ELF头所在的物理地址被作为命令行参数（fcorehdr=）传递给新启动哦您过得内核。
在i386体系结构上，启动的时候需要使用物理内存开始的640K，而不管操作系统内核转载在何处。因此，这个640K的区域在重新启动第二个内核的时候由kexec备份。
在第二个内核中，“前一个系统的内存”能够通过两种方式访问：
-第一种方式是通过/dev/oldmem这个设备接口。一个“捕获”设备能够使用“raw”（裸的）方式“读”这个设备文档并写出到文档。这是关于内存的“裸”的数据转储，同时这些分析/捕获工具应该足够“智能”从而能够知道从哪里能够得到正确的信息。ELF文档头（通过命令行参数传递过来的elfcorehdr）可能会有帮助。
-第二种方式就是通过/proc/vmcore。这个方式是将转储输出为一个ELF格式的文档，并且能够方便使用一些文档拷贝命令（比如cp，scp等等）将信息读出来。同时，gdb能够在得到的转储文档上做一些调试（有限的）。这种方式确保了内存中的页面都以正确的途径被保存。(注意内存开始的640K被重新映射了)
安装/配置
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1）使用root用户登录系统。
2）下载upstream kexec-tools用户空间包，下载地址：
   ~ebiederm/files/kexec/kexec-tools-1.101.tar.gz.
3）解包：
   tar xvpzf kexec-tools-1.101.tar.gz
4) 从下列地址得到最新的Kdump补丁。
   
    假如任何关于用户空间支持kdump的补丁都已集成到了upstream kexec-tools中那么这一步能够被省略。
5) cd到解包得到的目录：
    cd kexec-tools-1.101
6）使用patch命令应用补丁：
    patch -p1 “伪文档系统”区域）。这通常是默认选中的。
    CONFIG_SYSFS=y
    注意：在“Configure standard kernel features (for small systems)”没有被使能（在“General Setup”区域）时“sysfs file system support”可能出现在“Pseudo filesystems"菜单中。在这种情况下，检查.config文档以确保sysfs被打开。能够参考：
    grep ’CONFIG_SYSFS .config
3) 在“kernel hacking”区域中选中“Compile the kernel with debug info”:
   CONFIG_DEBUG_INFO=Y
   这样就能够使编译内核的时候带上调试用的符号，转储分析工具需要一个带有调试信息的vmlinux（内核文档）来调试分析转储文档。
4）编译内核和模块并安装之。更新启动管理器（比如grub，lilo，yaboot等等）的配置文档。
5）引导系统内核时使用引导参数：crashkernel=Y@X。
        注意要使用合适的X和Y的值。Y的值表示要为第二个内核保留多少内存，X的值表示保留的内存区开始的物理地址。例如：crashkernel=64M@16M 告诉系统内核保留64MB内存给“转储捕获内核”使用，这64MB内存从物理地址0x01000000开始。
        在x86和x86_64平台上，使用"crashkernel=64M@16M"。
        在ppc64平台上，使用"crashkernel=128M@32M"。
转储捕获内核
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1）在“general setup”选项下，附加“-kdump”到“Local version”后面。
2）在x86平台上，在“Processor type and features”选项下使能高端内存支持：
    CONFIG_HIGHMEM64G=y
    或：
    CONFIG_HIGHMEM4G=y
3）在x86平台上，去掉对称多处理器的支持，在“Processor type and features”：
    CONFIG_SMP=n
    （假如不小心配置成了y，那么在启动转储捕获内核的时候给内核传递：maxcpus=1这样的命令行参数，参见“Load the Dump-capture Kernel”）
4）在ppc64平台上，去掉NUMA的同时加上EMBEDDED支持：
    CONFIG_NUMA=n
    CONFIG_EMBEDDED=y
    CONFIG_EEH=N for 转储捕获内核
5）加上“kernel crash dumps”支持，位置在“Processor type and features”：
    CONFIG_CRASH_DUMP=y
6）为“Processor type and features”->“Physical address where the kernel is loaded”配置合适的值。注意，这个选项只可能在选中了“kernel crash dumps”选项之后出现。默认值是0x1000000(16MB)。这个值应当和上面讨论到的命令行选项“crashkernel=Y@X”中的“X”的值相对应。
    在x86和x86_64平台上，使用“CONFIG_PHYSICAL_START=0x1000000”
    在ppc64平台上，当CONFIG_CRASH_DUMP被配置了那么就会自动给这个值赋值为32MB
7）可选择的使能“/proc/vmcore support”（在“Filesystems”->“Pseudo
filesystems”选项下）。
    CONFIG_PROC_VMCORE=y
    (CONFIG_PROC_VMCORE 是在打开“CONFIG_CRASH_DUMP”选项时自动打开的一个选项。)
    
8）编译并安装内核和模块。但是：__不要__将这个内核加入到启动管理器可管理的内核列表中。
载入“转储捕获”内核
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当载入系统内核之后，使用如下步骤和命令载入“转储捕获”内核：
   kexec -p  ＼
   --initrd= --args-linux ＼
   --append="root= init 1 irqpoll"
关于装载“转储捕获”内核的注意事项：
*应当是个vmlinux格式的映像（即就是个未压缩的ELF映像文档）而不能是bzImage格式。
*默认情况下，ELF文档头采用ELF64格式存储以支持那些拥有超过4GB内存的系统。但是能够指定“--elf32-core-headers”标志以强制使用ELF32格式的ELF文档头。这个标志是有必要注意的，一个重要的原因就是：当前版本的GDB不能在一个32位系统上打开一个使用ELF64格式的vmcore文档。ELF32格式的文档头不能使用在一个“没有物理地址扩展”（non-PAE）的系统上。（即是说，少于4GB内存的系统）
*一个“irqpoll”的启动参数能够减低由于在“转储捕获内核”中使用了“共享中断”技术而导致出现驱动初始化失败这种情况发生的概率。
*必须指定，指定的格式是和要使用根设备的名字。具体能够查看mount命令的输出。
*“init 1”这个命令将启动“转储捕获内核”到一个没有网络支持的单用户模式。假如您希望有网络支持，那么使用“init 3”。
内核失败
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当使用上面提到的步骤成功地载入了“转储捕获内核”之后，“系统崩溃”事件被触发之后系统将重启到“转储捕获内核”。触发点将被放置到内核的“panic()”函数，“die()”函数，“die_nmi()”函数和sysrq（ALT+SysRq+c）处理句柄中。
如下所列的一些情况将会触发“系统崩溃事件”：
假如一个硬锁定被探测到并且“NMI watchdog”配置了，那么系统将会重启到“转储捕获内核”。（die_nmi()）
假如die()函数被调用，并且调用die()函数的线程恰好是pid为0或1;或die()函数在一个中断处理上下文中被调用;或die()函数被调用且“panic_on_oops”被配置了，那么系统都将重启到“转储捕获内核”。
在一个powerpc的系统上，当一个“软重启”产生，die()函数将在任何的cpu上被调用并且系统将重启动到“转储捕获内核”。
假如是为了测试，有三种方式能够采用:
    a）使用“ALT+SysRq+c”组合键;
    b）使用如下命令：echo c > /proc/sysrq-trigger;
    c）自己写一个内核模块强制产生“内核失败”;
读出转储文档
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在“转储捕获内核”启动完毕之后，使用如下命令以读出并保存“转储文档”：
   cp /proc/vmcore 
除此之外，也能够通过线性的访问/dev/oldmem这个设备从“转储的内存”中得到“裸数据”，参考如下命令：
    
    mknod /dev/oldmem c 1 12
使用dd命令，加上适当的count参数，bs参数，跳到特定的产生dump的点。
使用如下命令能够看到整个内存：
   dd if=/dev/oldmem of=oldmem.001
分析
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在开始分析“转储文档”之前，应该确定重启到一个稳定的内核。
能够使用GDB在“从/proc/vmcore拷贝得到的‘转储文档’”上做有限的分析。分析的时候需要“带有调试信息的vmlinux文档”（编译的时候带有-g选项），运行如下命令：
   gdb vmlinux 
追踪处理器0上的任务的栈调用，显示寄存器，显示内存内容等能够工作的很好。
注意：GDB不能分析x86平台上以ELF64格式产生的“内核转储文档”。在一个最大内存为4GB的系统上，能够通过在“转储捕获内核”上指定“--elf32-core-headers”标志来使用ELF32格式的文档头。
也能够使用Crash工具集来分析Kdump产生的“内核转储文档”。Crash能够在Dave
Anderson的网站上找到，通过如下链接：
   ~anderson/
下一步工作
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1）提供内核页面过滤机制，这样能够通过去掉内存中的空白页面有效的减小“内核转储文档”的大小，
    
2）可重定位的内核能够有助于“崩溃转储”机制维护多个内核，并且“系统内核”就能够支持“捕获转储”。
联系人
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Vivek Goyal ([e-mail])
Maneesh Soni ([e-mail])
商标
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Linux 是Linus Torvalds在美国或其他国家的一个商标。