调试分析之 修改内核来定位系统僵死问题

发布时间:2024-08-13  

今天还是研究内核调试,


死机,这个词语,大家应该不陌生.


当我们写程序,如果加入到内核中的程序中有出现死循环的话,启动内核运行程序会直接进入相对死机状态.


那么怎么可以解决这个问题呢?


我们都知道,我们人的心脏是一直跳动的,而恰恰如此,内核也有它的跳动,那就是tick中断,


所以我们可以从tick中断入手,解决上面的死机问题.


在开发板上运行cat /proc/interrupts 可以查看系统当前的各种中断号,


可以看到一个中断名为i.MX Timer Tick 的中断,那么它就是我们今天的主角.


 1 root@EasyARM-iMX257 /mnt/nfs/module# cat /proc/interrupts 

 2          CPU0

 3   9:          0           -  mxsdhci

 4  14:          0           -  CSPI_IRQ

 5  25:          2           -  imxdi     -  mxcsdma

 6  35:          0           -  ehci_hcd:usb1

 7  37           2453     -  mxcintuart

 8  46:          3           -  m -  i.MX Timer Tick  

 9  57:          0           -  mxsdhci

10 Err:           0


在内核中查找 Timer Tick的源代码,如下所示:


 1 /* linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc/time.c

 2  * IRQ handler for the timer

 3  */

 4 static irqreturn_t mxc_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)

 5 {

 6     struct clock_event_device *evt = &clockevent_mxc;

 7     uint32_t tstat;

 8 

 9     if (timer_is_v2())

10         tstat = __raw_readl(timer_base + MX3_TSTAT);

11     else

12         tstat = __raw_readl(timer_base + MX1_2_TSTAT);

13 

14     gpt_irq_acknowledge();

15 

16     evt->event_handler(evt);

17 

18     return IRQ_HANDLED;

19 }

20 

21 static struct irqaction mxc_timer_irq = {

22     .name        = 'i.MX Timer Tick',

23     .flags        = IRQF_DISABLED | IRQF_TIMER | IRQF_IRQPOLL,

24     .handler    = mxc_timer_interrupt,

25 };


在这个函数中,我们可以增加一些代码:有点类似看门狗


一.在 mxc_timer_interrupt中增加打印语句



在mxc_timer_interrupt 中断函数中检测系统当前正在运行的中断,如果10S之内都是同一个进程正在运行的话,那就我们就把这个进程打印出来(先从简单入手,此处先不做太多的复杂事情)


步骤:


①首先备份 linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc/time.c,


②接着修改time.c的内容,


③最后编译内核,重新给板子启动新内核


 


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc# cp time.c time.c.bak


修改time.c,再中断函数中加入打印语句


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc# vi time.c


************************************************************************************************


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc# cd ../../..


编译内核


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31# make uImage


CHK include/linux/version.h


make[1]: 'include/asm-arm/mach-types.h' is up to date.


CHK include/linux/utsrelease.h


SYMLINK include/asm -> include/asm-arm


************************************************************************************************


Data Size: 2180620 Bytes = 2129.51 kB = 2.08 MB


Load Address: 80008000


Entry Point: 80008000


Image arch/arm/boot/uImage is ready


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31# cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot/uImage


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31#


************************************************************************************************


在开发板上重新烧写内核


MX25 U-Boot > run upsystem


FEC: enable RMII gasket


ver 192.168.31.179; our IP address is 192.168.31.180


Filename '00


Loading: #################################################################


#################################################################


###################


done


************************************************************************************************


加载完毕后,如果不动开发板,会发现,每隔10s钟,就会有进程pid=0,名字name=swapper的打印消息.


root@EasyARM-iMX257 ~# mxc_timer_interrupt: pid = 0, name = swapper


root@EasyARM-iMX257 ~# mxc_timer_interrupt: pid = 0, name = swapper


root@EasyARM-iMX257 ~#


修改time.c如下所示:


 1 /*   linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc/time.c

 2  * IRQ handler for the timer

 3  */

 4 static irqreturn_t mxc_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)

 5 {

 6     struct clock_event_device *evt = &clockevent_mxc;

 7     uint32_t tstat;

 8 ////////////////////////////////////////

 9     static pid_t pre_pid;

10     static int  cnt = 0;

11     if(pre_pid == current->pid){

12         cnt++;

13     }else{

14         cnt = 0;

15         pre_pid = current->pid;

16     }

17     if(cnt == 10*HZ){

18         cnt = 0;

19         printk('mxc_timer_interrupt: pid = %d, name = %sn',current->pid, current->comm);

20     }

21 //////////////////////////////////////////

22     if (timer_is_v2())

23         tstat = __raw_readl(timer_base + MX3_TSTAT);

24     else

25         tstat = __raw_readl(timer_base + MX1_2_TSTAT);

26 

27     gpt_irq_acknowledge();

28 

29     evt->event_handler(evt);

30 

31     return IRQ_HANDLED;

32 }


二.修改错误代码,在代码中增加死循环


还是沿用我们前面的err_led.c的驱动程序.


参考博客地址:http://www.cnblogs.com/lihaiyan/p/4470390.html


再open函数中,我们故意加入一个死循环.


 /* err_led.c

 */

 44 static int key_open(struct inode *inode, struct file *file)

 45 {

 46     printk('<0>function open!nn');

 47     //在此加入一个死循环

 48     while(1);

 49     return 0;

 50 }

e98516951a73e295ca1b9f90f998c13a_mOORutHgAAAABJRU5ErkJggg==.png

编译接着在开发板中加载错误驱动程序,使用cat 命令打开设备.


root@EasyARM-iMX257 ~# ifconfig eth0 192.168.31.181;mount -t nfs 192.168.31.179:


/home/study/nfs_home /mnt/nfs -o nolock;cd /mnt/nfs/module/


root@EasyARM-iMX257 /mnt/nfs/module#


root@EasyARM-iMX257 /mnt/nfs/module# cd 39_debug_with_timer/


root@EasyARM-iMX257 /mnt/nfs/module/39_debug_with_timer# insmod err_led.ko



Hello,this is err_led_dev module!



addr base_iomux : c4a26000


addr base_gpio3 : c4a2a000


addCTL : c4a26270


addr GDIR_GPIO3a2a000


root@EasyARM-iMX257 /mnt/nfs/module/39_debug_with_timer# cat /dev/err_led_dev


function open!


#################################################################


可以发现,打开设备后,进入open函数,系统直接进入死机状态,每格10s中便会打印出我们的进程号pid=1805


mxc_timer_interrupt: pid = 1805, name = cat


mxc_timer_interrupt: pid = 1805, name = cat


mxc_timer_interrupt: pid = 1805, name = cat



三.修改错误代码,在代码中增加死循环



接着恢复上面的time.c的代码,我们找到linux-2.6.31/arch/arm/kernel/irq.c文件中找打系统中断总调用者asm_do_IRQ,


我们在asm_do_IRQ函数里加入前面time.c中的打印代码.


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31# cd arch/arm/plat-mxc/


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc# mv time.c.bak time.c


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/plat-mxc# cd ..


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm# cd kernel/


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/kernel# vi irq.c


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31/arch/arm/kernel# cd ../../../


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31# make uImage


########################################################


Load Address: 80008000


Entry Point: 80008000


Image arch/arm/boot/uImage is ready


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31# cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot/uImage


root@Lover雪:/home/study/nfs_home/system/linux-2.6.31#



########################################################


从开发板重新烧写新内核


启动开发板



Irq.c修改内容如下:


 1 /* linux-2.6.31/arch/arm/kernel/irq.c

 2  * do_IRQ handles all hardware IRQ's.  Decoded IRQs should not

 3  * come via this function.  Instead, they should provide their

 4  * own 'handler'

 5  */

 6 asmlinkage void __exception asm_do_IRQ(unsigned int irq, struct pt_regs *regs)

 7 {

 8     struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);

 9 ////////////////////////////////////////////////////////////////////

10 //从  cat /proc/interrupts  中得到我们的tick中断为46

11    if(irq == 46)

12    {

13     ////////////////////////////////////////

14         static pid_t pre_pid;

15         static int  cnt = 0;

16         if(pre_pid == current->pid){

17             cnt++;

18         }else{

19             cnt = 0;

20             pre_pid = current->pid;

21         }

22         if(cnt == 10*HZ){

23             cnt = 0;

24             printk('asm_do_IRQ => mxc_timer_interrupt: pid = %d, name = %sn',current->pid, current->comm);

25             printk('pc = %08xn',regs->ARM_pc);//ptract.h

26         }

27     /////////////////////////////////////////

28     }

29 ////////////////////////////////////////////////////////////////////

30 

31     irq_enter();

32 

33     /*

34      * Some hardware gives randomly wrong interrupts.  Rather

35      * than crashing, do something sensible.

36      */

37     if (unlikely(irq >= NR_IRQS)) {

38         if (printk_ratelimit())

39             printk(KERN_WARNING 'Bad IRQ%un', irq);

40         ack_bad_irq(irq);

41     } else {

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