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2014-12-01 11:04:41

原文地址:oops定位(转) 作者:jiangsheng84


如何定位错误对分析解问题十分重要,下面这个例子讲如何在内核中定位panic/oops的位置:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 0000000c
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: printing eip:
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: f890c2c0                           
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: *pde = 00000000
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Oops: 0002
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: CPU:    3
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: EIP:    0010:[]    Not tainted
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: EFLAGS: 00010282
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: eax: 00000000   ebx: ef27a5e8   ecx: 00000000   edx: c3036000
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: esi: f5f31054   edi: f6109800   ebp: f5f31054   esp: c3037de4
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: ds: 0018   es: 0018   ss: 0018
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Process swapper (pid: 0, stackpage=c3037000)
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Stack: f89269f2 f6109800 00000000 f5f31054 f5f31054 f6109800 f8926525 f6109800
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: ef27a5e8 f5f31054 f5f31054 00000001 f8925c42 f5f31054 f6109800 f8925b42
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: f5f31054 00000001 ef27a5e8 f89263ea f5f31054 f5f31054 f5f31054 f6f2c03c
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Call Trace: [] [] [] [] []
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: [] [] [] [] [] []
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: [] [] [] [] [] []
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: [] [] [] [] [] []
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel:
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Code: f0 ff 40 0c c3 8d 76 00 53 8b 54 24 0c f0 ff 4a 0c 0f 94 c0
Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: <0>Kernel panic: Aiee, killing interrupt handler!
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

找到原模块文件,比如hello.o
insmod -m hello.o > ~/kernel-module.symbol
在输出的文件中我们可以知道hello.o被插入到kernel时的符号表地址。

根据eip我们就可以知道kernel oops发生的大体位置,即是在哪一个函数中出现错误的。


然后根据eip的地址去反汇编代码中寻找错误发生函数的具体位置,这里就是f890c2c0。

Eip减去kernel-module.symbol中的函数起始地址,得到错误发生的偏移量。根据这个偏移量,我们就可以在objdump得到的反汇编代码中查到函数出错时的具体位置。


注:objdump -D *.o得到反汇编代码。 objdump -S *.o得到含有c源码的汇编,这要求之前的编译包含了debug信息(-g)。

如果还不能精确定位函数错误的具体位置。还有一种方法:从panic/oops的信息中我们看到有Dec 20 02:40:58 AS-4 kernel: Code: f0 ff 40 0c c3 8d 76 00 53 8b 54 24 0c f0 ff 4a 0c 0f 94 c0
这是出错地方对应的二进制代码。它们可以帮助我们定位到错误发生处的汇编语言。


Kernel oops后内核是否需要重启,取决于我们的参数配置。

# sysctl -a|grep oops

kernel.panic_on_oops = 1


panic_on_oops的缺省设置是"0",即在Oops发生时不会进行panic()操作,即oops时不panic,系统仍然继续运行。

这样的一个Oops:
                Oops: 0000 [#1] PREEMPT SMP
                Modules linked in: capidrv kernelcapi isdn slhc ipv6 loop dm_multipath snd_ens1371 gameport snd_rawmidi snd_ac97_codec ac97_bus snd_seq_dummy snd_seq_oss snd_seq_midi_event snd_seq snd_seq_device snd_pcm_oss snd_mixer_oss snd_pcm snd_timer snd parport_pc floppy parport pcnet32 soundcore mii pcspkr snd_page_alloc ac i2c_piix4 i2c_core button power_supply sr_mod sg cdrom ata_piix libata dm_snapshot dm_zero dm_mirror dm_mod BusLogic sd_mod scsi_mod ext3 jbd mbcache uhci_hcd ohci_hcd ehci_hcd

                Pid: 1726, comm: kstopmachine Not tainted (2.6.24-rc3-module #2)
                EIP: 0060:[] EFLAGS: 00010092 CPU: 0
                EIP is at list_del+0xa/0x61
                EAX: e0c3cc04 EBX: 00000020 ECX: 0000000e EDX: dec62000
                ESI: df6e8f08 EDI: 000006bf EBP: dec62fb4 ESP: dec62fa4
                 DS: 007b ES: 007b FS: 00d8 GS: 0000 SS: 0068
                Process kstopmachine (pid: 1726, ti=dec62000 task=df8d2d40 task.ti=dec62000)
                Stack: 000006bf dec62fb4 c04276c7 00000020 dec62fbc c044ab4c dec62fd0 c045336c
                       df6e8f08 c04532b4 00000000 dec62fe0 c043deb0 c043de75 00000000 00000000
                       c0405cdf df6e8eb4 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
                Call Trace:
                 [] show_trace_log_lvl+0x1a/0x2f
                 [] show_stack_log_lvl+0x9b/0xa3
                 [] show_registers+0xa3/0x1df
                 [] die+0x11f/0x200
                 [] do_page_fault+0x533/0x61a
                 [] error_code+0x72/0x78
                 [] __unlink_module+0xb/0xf
                 [] do_stop+0xb8/0x108
                 [] kthread+0x3b/0x63
                 [] kernel_thread_helper+0x7/0x10
                 =======================
                Code: 6b c0 e8 2e 7e f6 ff e8 d1 16 f2 ff b8 01 00 00 00 e8 aa 1c f4 ff 89 d8 83 c4 10 5b 5d c3 90 90 90 55 89 e5 53 83 ec 0c 8b 48 04 <8b> 11 39 c2 74 18 89 54 24 08 89 44 24 04 c7 04 24 be 32 6b c0
                EIP: [] list_del+0xa/0x61 SS:ESP 0068:dec62fa4
                note: kstopmachine[1726] exited with preempt_count 1

        1, 有自己编译的vmlinux: 使用gdb

           编译时打开complie with debug info选项。

           注意这行:

                EIP is at list_del+0xa/0x61

           这告诉我们,list_del函数有0x61这么大,而Oops发生在0xa处。 那么我们先看一下list_del从哪里开始:

                # grep list_del /boot/System.map-2.6.24-rc3-module
                c10e5234 T plist_del
                c10e53cc T list_del
                c120feb6 T klist_del
                c12d6d34 r __ksymtab_list_del
                c12dadfc r __ksymtab_klist_del
                c12e1abd r __kstrtab_list_del
                c12e9d03 r __kstrtab_klist_del

           于是我们知道,发生Oops时的EIP值是:

                c10e53cc + 0xa == c10e53d6

           然后用gdb查看:

                # gdb /home/arc/build/linux-2.6/vmlinux
                (gdb) b *0xc10e53d6
                Breakpoint 1 at 0xc10e53d6: file /usr/src/linux-2.6.24-rc3/lib/list_debug.c, line 64.

           看,gdb直接就告诉你在哪个文件、哪一行了。

           gdb中还可以这样:

                # gdb Sources/linux-2.6.24/vmlinux
                (gdb) l *do_fork+0x1f
                0xc102b7ac is in do_fork (kernel/fork.c:1385).
                1380
                1381    static int fork_traceflag(unsigned clone_flags)
                1382    {
                1383            if (clone_flags & CLONE_UNTRACED)
                1384                    return 0;
                1385            else if (clone_flags & CLONE_VFORK) {
                1386                    if (current->ptrace & PT_TRACE_VFORK)
                1387                            return PTRACE_EVENT_VFORK;
                1388            } else if ((clone_flags & CSIGNAL) != SIGCHLD) {
                1389                    if (current->ptrace & PT_TRACE_CLONE)
                (gdb)

            也可以直接知道line number。

            或者:

                (gdb) l *(0xffffffff8023eaf0 + 0xff) /* 出错函数的地址加上偏移 */

        2, 没有自己编译的vmlinux: TIPS

           如果在lkml或bugzilla上看到一个Oops,而自己不能重现,那就只能反汇编以"Code:"开始的行。 这样可以尝试定位到
           源代码中。

           注意,Oops中的Code:行,会把导致Oops的第一条指令,也就是EIP的值的第一个字节, 用尖括号<>括起来。 但是,有些
           体系结构(例如常见的x86)指令是不等长的(不一样的指令可能有不一样的长度),所以要不断的尝试(trial-and-error)。

           Linus通常使用一个小程序,类似这样:

                const char array[] = "\xnn\xnn\xnn...";
                int main(int argc, char *argv[])
                {
                        printf("%p\n", array);
                        *(int *)0 = 0;
                }

e.g. /*{{{*/ /* 注意, array一共有从array[0]到array[64]这65个元素, 其中出错的那个操作码<8b>
== arry[43] */
#include
#include


const char array[]
="\x6b\xc0\xe8\x2e\x7e\xf6\xff\xe8\xd1\x16\xf2\xff\xb8\x01\x00\x00\x00\xe8\xaa\x1c\xf4\xff\x89\xd8\x83\xc4\x10\x5b\x5d\xc3\x90\x90\x90\x55\x89\xe5\x53\x83\xec\x0c\x8b\x48\x04\x8b\x11\x39\xc2\x74\x18\x89\x54\x24\x08\x89\x44\x24\x04\xc7\x04\x24\xbe\x32\x6b\xc0";
int main(int argc, char *argv[])
{
        printf("%p\n", array);
        *(int *)0 = 0;
}
/*}}}*/

           用gcc -g编译,在gdb里运行它:

                [arc@dhcp-cbjs05-218-251 ~]$ gdb hello
                GNU gdb Fedora (6.8-1.fc9)
                Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
                License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <[url][/url]>
                This is free software: you are free to change and redistribute it.
                There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying"
                and "show warranty" for details.
                This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu"...
                (no debugging symbols found)
                (gdb) r
                Starting program: /home/arc/hello
                0x80484e0

                Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

           注意,这时候就可以反汇编0x80484e0这个地址:

                (gdb) disassemble 0x80484e0
                Dump of assembler code for function array:
                0x080484e0 :   imul   $0xffffffe8,%eax,%eax
                0x080484e3 :   jle,pn 0x80484dc <__dso_handle+20>
                0x080484e6 :   ljmp   *
                0x080484e8 :   rcll   (%esi)
                0x080484ea : repnz (bad)
                0x080484ec : mov    $0x1,%eax
                0x080484f1 : call   0x7f8a1a0
                0x080484f6 : mov    %ebx,%eax
                0x080484f8 : add    $0x10,%esp
                0x080484fb : pop    %ebx
                0x080484fc : pop    %ebp
                0x080484fd : ret
                0x080484fe : nop
                0x080484ff : nop
                0x08048500 : nop
                0x08048501 : push   %ebp
                0x08048502 : mov    %esp,%ebp
                0x08048504 : push   %ebx
                0x08048505 : sub    $0xc,%esp
                0x08048508 : mov    0x4(%eax),%ecx
                0x0804850b : mov    (%ecx),%edx
                0x0804850d : cmp    %eax,%edx
                0x0804850f : je     0x8048529
                0x08048511 : mov    %edx,0x8(%esp)
                0x08048515 : mov    %eax,0x4(%esp)
                0x08048519 : movl   $0xc06b32be,(%esp)
                0x08048520 : add    %ah,0xa70
                End of assembler dump.
                (gdb)

          OK, 现在你知道出错的那条指令是array[43],也就是mov
(%ecx),%edx,也就是说,(%ecx)指向了一个错误内存地址。

补充:

为了使汇编代码和C代码更好的对应起来, Linux内核的Kbuild子系统提供了这样一个功能: 任何一个C文件都可以单独编译成汇编文件,例如:

make path/to/the/sourcefile.s

例如我想把kernel/sched.c编译成汇编,那么:

make kernel/sched.s V=1

或者:

make kernel/sched.lst V=1


另外, 内核源代码目录的./scripts/decodecode文件是用来解码Oops的:

./scripts/decodecode < Oops.txt


第二篇:定位可动态加载的内核模块的OOPS代码行 作者: (To be 千里马!)
最近又仔细学习了albcamus版主提供的《定位Oops的具体代码行》(链接:),并且进行了实践。因此这里简单总结一下,并且以实例的方式给出定位可动态加载模块Oops信息的方法。

本文欢迎自由转载,但请标明出处,并保证本文的完整性。
Godbach
Apr 19, 2009

1. 从vmlinux获取具体的代码行

文章中albcamus版主也提到了,需要有自己编译的vmlinux,而且编译时打开compile with debug info. 这个选项打开之后会使vmlinux文件比不加调试信息大一些。我这里代调试信息的是49M。建议如果学习的时候,想使用gdb的方式获取出错代码行的话,就加上这个编译条件。
然后就可以按照具体的方法去操作,可以定位到具体的C 代码行。

2. 从自己编译的内核模块出错信息中获取代码行
以ldd3中提供的misc-modules/faulty.c为例。主要以faulty_write函数作分析。
(1)由于作者提供的函数代码就一样,过于简单,我这里简单加上一些代码(也就是判断和赋值),如下:

ssize_t faulty_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
                loff_t *pos)
{
        
        if(count > 0x100)
                count = 0x100;
        *(int *)0 = 0;
        return count;
}

(2)编译该模块,并且mknod /dev/faulty
(3)向该模块写入数据:echo 1 > /dev/faulty, 内核OOPS,信息如下:

 

<1>BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000
printing eip:
f8e8000e
*pde = 00000000
Oops: 0002 [#3]
SMP
Modules linked in: faulty autofs4 hidp rfcomm l2cap ......
//此处省略若干字符

CPU: 1
EIP: 0060:[<f8e8000e>] Not tainted VLI
EFLAGS: 00010283 (2.6.18.3 #2)
EIP is at faulty_write+0xe/0x19 [faulty]
eax: 00000001 ebx: f4f6ca40 ecx: 00000001 edx: b7c2d000
esi: f8e80000 edi: b7c2d000 ebp: 00000001 esp: f4dc5f84
ds: 007b es: 007b ss: 0068
Process bash (pid: 6084, ti=f4dc5000 task=f7c8d4d0 task.ti=f4dc5000)
Stack: c1065914 f4dc5fa4 f4f6ca40 fffffff7 b7c2d000 f4dc5000 c1065f06 f4dc5fa4
       00000000 00000000 00000000 00000001 00000001 c1003d0b 00000001 b7c2d000
       00000001 00000001 b7c2d000 bfd40aa8 ffffffda 0000007b c100007b 00000004
Call Trace:
[<c1065914>] vfs_write+0xa1/0x143
[<c1065f06>] sys_write+0x3c/0x63
[<c1003d0b>] syscall_call+0x7/0xb
Code: Bad EIP value.
EIP: [<f8e8000e>] faulty_write+0xe/0x19 [faulty] SS:ESP 0068:f4dc5f84

其中,我们应该关注的信息是第一行红色标出部分:告诉我们操作了NULL指针。其次,就是第二行红色部分:EIP is at faulty_write+0xe/0x19。这个出错信息告诉我们EIP指针出现问题的地方时faulty_write函数,而且指出了是faulty模块。
同时,faulty_write+0xe/0x19的后半部分0xe/0x19,说明该函数的大小时0x019,出错位置是在0x0e。这两个值应该值得都是汇编代码的值。
(4)将faulty模块反汇编出汇编代码:
 
        objdump -d faulty.ko > faulty.s
        
          objdump -d faulty.o > faulty.s
然后,我们打开faulty.s文件。由于我们需要关注的部分正好在文件的前面,因此我这里只贴出文件的前面一部分内容:

faulty.o: file format elf32-i386

Disassembly of section .text:

00000000 <faulty_write>:
   0: 81 f9 00 01 00 00 cmp $0x100,%ecx
   6: b8 00 01 00 00 mov $0x100,%eax
   b: 0f 46 c1 cmovbe %ecx,%eax
   e: c7 05 00 00 00 00 00 movl $0x0,0x0
  15: 00 00 00
  18: c3 ret

00000019 <cleanup_module>:
  19: a1 00 00 00 00 mov 0x0,%eax
  1e: ba 00 00 00 00 mov $0x0,%edx
  23: e9 fc ff ff ff jmp 24 <cleanup_module+0xb>

00000028 <faulty_init>:
  28: a1 00 00 00 00 mov 0x0,%eax
  2d: b9 00 00 00 00 mov $0x0,%ecx
  32: ba 00 00 00 00 mov $0x0,%edx
  37: e8 fc ff ff ff call 38 <faulty_init+0x10>
  3c: 85 c0 test %eax,%eax
  3e: 78 13 js 53 <faulty_init+0x2b>
  40: 83 3d 00 00 00 00 00 cmpl $0x0,0x0
  47: 74 03 je 4c <faulty_init+0x24>
  49: 31 c0 xor %eax,%eax
  4b: c3 ret
  4c: a3 00 00 00 00 mov %eax,0x0
  51: 31 c0 xor %eax,%eax
  53: c3 ret

由以上汇编代码可以看出,faulty_write函数的大小确实是0x18 -0x00 +1 = 0x19. 那么EIP指针出问题的地方是0x0e处,代码为:

e: c7 05 00 00 00 00 00 movl $0x0,0x0

这行汇编代码就是将0值保存到0地址的位置。那么很显然是非法的。这一行对应的C 代码应该就是:
*(int *)0 = 0;

(5)以上是对模块出错信息的分析。不过也有一定的局限。
   首先就是EIP出错的位置正好在本模块内部,这样可以在本模块定位问题;
   其次,要求一定的汇编基础,特别是当一个函数的代码比较多时,对应的汇编代码也比较大,如何准确定位到C代码行需要一定的经验和时间。

    实际运用中,可以将内核代码行的定位和可动态加载的内核模块代码行的定位结合起来使用,应该可以较快的定位问题。
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