"Kernel panic - not syncing: stack-protector: Kernel stack is corrupted"

虚拟机crash的一个案例，类似参考 vmcore分析案例："kernel BUG at fs/buffer.c:1270" 使用crash分析

首先获取core对应虚拟机的内核版本

sudo strings -n 50 2017-0411-0913.48-i-23ljwikin.301864.118695.897.core | head -n 30000 | grep -m 1 '^Linux version'

假设内核版本是 2.6.32-573.22.1.el6.x86_64 使用以下命令获取debuginfo包以获得对应的vmlinux：

export kernel_version=2.6.32-573.22.1.el6.x86_64
wget http://debuginfo.centos.org/6/x86_64/kernel-debuginfo-${kernel_version}.rpm
rpm2cpio kernel-debuginfo-${kernel_version}.rpm | cpio -idv ./usr/lib/debug/lib/modules/${kernel_version}/vmlinux

crash ./usr/lib/debug/lib/modules/${kernel_version}/vmlinux 2017-0411-0913.48-i-23ljwikin.301864.118695.897.core

可以看到导致kernel panic的原因是stack-protector: Kernel stack is corrupted

      KERNEL: vmlinux
    DUMPFILE: 2017-0409-0418.11-AY1307061945475866c5.155086.33872.487.core
        CPUS: 2 [OFFLINE: 1]
        DATE: Sun Apr  9 04:18:10 2017
      UPTIME: 17:13:25
LOAD AVERAGE: 2.00, 2.10, 2.48
       TASKS: 155
    NODENAME: kamiconf4
     RELEASE: 2.6.32-279.el6.x86_64
     VERSION: #1 SMP Fri Jun 22 12:19:21 UTC 2012
     MACHINE: x86_64  (2194 Mhz)
      MEMORY: 2 GB
       PANIC: "Kernel panic - not syncing: stack-protector: Kernel stack is corrupted in: ffffffffa016087c"
         PID: 10522
     COMMAND: "AliHids"
        TASK: ffff88007c002080  [THREAD_INFO: ffff88000c8f8000]
         CPU: 0
       STATE: TASK_RUNNING (PANIC)

使用sys命令也可以显示上述信息

检查历史记录，每次crash的时候，出现的panic都是位于 stack-protector: Kernel stack is corrupted in: ffffffffa016087c ，内存地址都是ffffffffa016087c

使用dmesg指令查看，可以看到

  • Not tainted 2.6.32-279.el6.x86_64表明内核没有强制加载的内核模块（这里采用的是标准的CentOS 6.3系统，内核无污染）

参考 Kernel Page Error 如果在Oops部分看到decimal code of the Kernel Page Error（4位数值，例如Oops: 0002）

crash Kernel Page Error

注意位0到3是从右到左

0002 (dec) --> 0010 (binary) --> Not instruction fetch|Kernel mode|Write|Invalid access

反向跟踪

我们需要分析进程的执行历史，这里需要使用backtrace，也就是bt指令

这里有一个BUG: 上述采用CentOS 5.11操作系统下编译crash最新版本，来分析bt的时候，会出现bt: WARNING: possibly bogus exception frame，参考 Bug 802234 - WARNING: possibly bogus exception frame，原来这个BUG在CentOS 7上已经得到修复。

转换到CentOS 7平台，同样使用crash ./usr/lib/debug/lib/modules/2.6.32-279.el6.x86_64/vmlinux 2017-0326-0343.02-AY1307061945475866c5.155086.33872.482.core，就不再出现告警，而输出的正确内容如下

所以，要正确分析crash core dump，应该在最新的CentOS 7平台上使用crash来完成。否则，会明显看到寄存器内容读取错误，出现诡异的CS: 202020202020200a。正确的CS内容在CentOS 7平台可以解析出CS: 0033

Call trace

这里以#开头的表示call trace，也就是先前crash时执行内核功能的列表，这里可以看出系统宕机前的迹象。

指令指针

RIP表示指令指针（instruction point, IP），也就是指向内存地址，表示在内存中程序进程地址。

注意：在32位系统中，指令指针称为EIP

如果有类似 [exception RIP: default_idle+61] 则表示RIP指向的内核功能是default_idle，+61是偏移量（十进制），也就是异常发生的位置。

代码段（Code Segment, CS）寄存器

在Call Trace之后的内容是寄存器内容输出，大多数没有太大用途。不过，有一个CS(Code Segment)寄存器需要注意

Privilege levels（特权级别）概念

privilege level是CPU的保护资源的概念。不同执行线程可以有不同的特权级别，以允许访问系统资源，类似内存区域，I/O端口，等等。有4个特权级别，从0到3。0层是最高权限，也就是内核态；3层则权限最低，也就是用户态。

大多数现代操作系统，包括linux，不使用中间2层，只使用0和3。这里的level也称为ring（环）。

当前特权层（Current Privilege Level, CPL）

Code Segment(CS) register是一个指向程序指令设置的段的指针。该寄存器2个最小的重要位指示了CPU的当前特权层（Current Privilege Level, CPL）。这两位代表的数值是0到3。

描述符特权级别（Descriptor Privilege Level, DPL）和 请求特权界别（Requested Privilege Level, RPL）

描述符特权级别（Descriptor Privilege Level, DPL）是被能够访问资源和被定义级别更高级别的权限。这个值在段描述符（Segement Descriptor）中定义。请求特权级别（RPL）是在段选择器(Segment Selector)中定义，至少2位。精确地来说，CPL是不允许超过最大值（RPL, DPL），如果超过，就会导致一般保护错误（General Protection Fault, GPF)。

注意 CPL

如果CPL是3的时候发生系统crash，则表示是由于硬件故障导致的，因为系统不可能由于用户态的错误导致crash。

相反，则可能是由于存在bug的系统调用导致的问题。

更多信息，请参考O'Reilly的Understanding Linux Kernel 第二章 "内存地址" 中有关 Segment Selectors, Segment Descriptors, Table Index, Global and Local Descriptor Tables , Current Privilege Level (CPL)等概念。

在这里的案例 CS: 0033，表示

内核crash时的功能调用

前述案例中crash时执行内核功能的列表

可以看到功能调用顺序

backtrace所有任务

默认情况下，crash智慧显示活跃任务的backtrace，如果要查看所有任务的backtrace，需要使用foreach

dump系统消息缓存

log命令可以显示系统message buffer。在这个内核log buffer(log_buf)有可能包含有用的crash信息。不过，如果发生了间歇性的硬件故障或者纯软件bug，这个log命令可能没有什么帮助。

尝试了发现实际和dmesg没有差别

显示进程状态信息

ps 命令可以显示进程状态信息：

这里>表示active task

注意：一定要使用正确的操作系统和crash，我遇到在CentOS 5上使用crash错误指向了active task

可以看到和bt显示的一样 PID: 10522 TASK: ffff88007c002080 CPU: 0 COMMAND: "AliHids"，这里可以从ffff88007c002080任务地址看到AliHids

分析

完整显示backtrace

查看源代码

  • #4 [ffff88007be43e70] __stack_chk_fail at ffffffff8106b85b

dis -l (function+offset) -- disassemble

这里可以看到源代码以及所在行

类似倒推，一共有4个函数需要检查

  • #3 [ffff88007be43df0] panic at ffffffff814fd145

  • [ffff88007be43de0] atomic_notifier_call_chain at ffffffff8150338a

  • [ffff88007be43da0] notifier_call_chain at ffffffff81503325

  • #0 [ffff88007be43d80] xen_panic_event at ffffffff810033c2

扩展ps和files

可以看到

  • 检查文件

内核源代码获取

参考

Previous在CentOS 5.11中编译crashNext"hrtimer: interrupt took xxxx ns"和"NOHZ: local_softirq_pending 100"

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