什么是Oops?从语言学的角度说,Oops应该是一个拟声词。当出了点小事故,或者做了比较尴尬的事之后,你可以说"Oops",翻译成中国话就叫做“哎呦”。“哎呦,对不起,对不起,我真不是故意打碎您的杯子的”。看,Oops就是这个意思。

在Linux内核开发中的Oops是什么呢?其实,它和上面的解释也没什么本质的差别,只不过说话的主角变成了Linux。当某些比较致命的问题出现时,我们的Linux内核也会抱歉的对我们说:“哎呦(Oops),对不起,我把事情搞砸了”。Linux内核在发生kernel panic时会打印出Oops信息,把目前的寄存器状态、堆栈内容、以及完整的Call trace都show给我们看,这样就可以帮助我们定位错误。

 

下面,我们来看一个实例。为了突出本文的主角--Oops,这个例子唯一的作用就是造一个空指针引用错误。

很明显,错误的地方就是第8行。

接下来,我们把这个模块编译出来,再用insmod来插入到内核空间,正如我们预期的那样,Oops出现了。


[  100.731783]  f1b9ff88 c0101131 f82cf040 c076d240 fffffffc f82cf040 0072cff4 f82d2000

Oops首先描述了这是一个什么样的bug,然后指出了发生bug的位置,即“IP: [<f82d2005>] hello_init+0x5/0x11 [hello]”。

在这里,我们需要用到一个辅助工具objdump来帮助分析问题。objdump可以用来反汇编,命令格式如下:

 

objdump -S  hello.o

 

下面是hello.o反汇编的结果,而且是和C代码混排的,非常的直观。

对照Oops的提示,我们可以很清楚的看到,出错的位置hello_init+0x5的汇编代码是:

 


1

5:c7 05 00 00 00 00 01 movl   $0x1,0x0

 

这句代码的作用是把数值1存入0这个地址,这个操作当然是非法的。

我们还能看到它对应的c代码是:

 


1

*p = 1;

 

Bingo!在Oops的帮助下我们很快就解决了问题。

 

我们再回过头来检查一下上面的Oops,看看Linux内核还有没有给我们留下其他的有用信息。

 

Oops: 0002 [#1]

 

这里面,0002表示Oops的错误代码(写错误,发生在内核空间),#1表示这个错误发生一次。

Oops的错误代码根据错误的原因会有不同的定义,本文中的例子可以参考下面的定义(如果发现自己遇到的Oops和下面无法对应的话,最好去内核代码里查找):

有时候,Oops还会打印出Tainted信息。这个信息用来指出内核是因何种原因被tainted(直译为“玷污”)。具体的定义如下:

基本上,这个Tainted信息是留给内核开发者看的。用户在使用Linux的过程中如果遇到Oops,可以把Oops的内容发送给内核开发者去debug,内核开发者根据这个Tainted信息大概可以判断出kernel panic时内核运行的环境。如果我们只是debug自己的驱动,这个信息就没什么意义了。

 

本文的这个例子非常简单,Oops发生以后没有造成宕机,这样我们就可以从dmesg中查看到完整的信息。但更多的情况是Oops发生的同时系统也会宕机,此时这些出错信息是来不及存入文件中的,关掉电源后就无法再看到了。我们只能通过其他的方式来记录:手抄或者拍照。

还有更坏的情况,如果Oops信息过多的话,一页屏幕显示不全,我们怎么来查看完整的内容呢?第一种方法,在grub里用vga参数指定更高的分辨率以使屏幕可以显示更多的内容。很明显,这个方法其实解决不了太多的问题;第二种方法,使用两台机器,把调试机的Oops信息通过串口打印到宿主机的屏幕上。但现在大部分的笔记本电脑是没有串口的,这个解决方法也有很大的局限性;第三种方法,使用内核转储工具kdump把发生Oops时的内存和CPU寄存器的内容dump到一个文件里,之后我们再用gdb来分析问题。

 

开发内核驱动的过程中可能遇到的问题是千奇百怪的,调试的方法也是多种多样,Oops是Linux内核给我们的提示,我们要用好它。

 

posted on 2011-12-06 23:26  风行雪舞  阅读(589)  评论(0编辑  收藏  举报
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