一文详解Linux内核的栈回溯与妙用

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一文详解Linux内核的栈回溯与妙用

1 前言

说起linux内核的栈回溯功能,我想这对每个Linux内核或驱动开发人员来说,太常见了。如下演示的是linux内核崩溃的一个栈回溯打印,有了这个崩溃打印我们能很快定位到在内核哪个函数崩溃,大概在函数什么位置,大大简化了问题排查过程。

网上或多或少都能找到栈回溯的一些文章,但是讲的都并不完整,没有将内核栈回溯的功能用于实际的内核、应用程序调试,这是本篇文章的核心:尽可能引导读者将栈回溯的功能用于实际项目调试,栈回溯的功能很强大。

本文详细讲解了基于mips、arm架构linux内核栈回溯原理,通过不少例子,尽可能全面给读者展示各种栈回溯的原理,期望读者理解透彻栈回溯。在这个基础上,讲解笔者近几年项目开发过程中使用linux内核栈回溯功能的几处重点应用。

1 当内核某处陷入死循环,有时运行sysrq的内核线程栈回溯功能可以排查,但并不适用所用情况,笔者实际项目遇到过。最后是在系统定时钟中断函数,对死循环线程栈回溯20多级终于找到死循环的函数。

2 当应用程序段错误,内核捕捉到崩溃,对崩溃的应用空间进程/线程栈回溯,像内核栈回溯一样,打印应用段错误进程/线程的层层函数调用关系。虽然运用core文件分析或者gdb也很简便排查应用崩溃问题,但是对于不容易复现、测试部偶先的、客户现场偶先的,这二者就很难发挥作用。还有就是如果崩溃发生在C库中,CPU的pc和lr(arm架构)寄存器指向的函数指令在C库的用户空间,很难找到应用的代码哪里调用了C库的函数。arm架构网上能找到应用层栈回溯的例子,但是编译较麻烦,代码并不容易理解,况且mips能在应用层实现吗?还是在内核实现应用程序栈回溯比较方便。

3 应用程序发生double free,运用内核的栈回溯功能,找到应用代码哪里发生了double free。double free是C库层发现并截获该事件,然后向当前进程/线程发送SIGABRT进程终止信号,后续就是内核强制清理该进程/线程。double free比应用程序段错误更麻烦,后

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