Linux内核bug狩猎指南:从栈跟踪到修复,官方文档教你搞定系统核心故障

科创之家 2026-02-07 9人围观

内核是Linux系统的心脏”——一旦它出bug,小则功能异常,大则系统崩溃、死机。但内核bug往往藏在百万行代码中,想快速定位、修复绝非易事。

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好在Linux内核官方提供了一份详细的《bug狩猎手册》(kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/bug-hunting.html),从识别日志信号到提交修复补丁,全程拆解实用方法。今天我们就基于这份权威文档,梳理一套内核bug排查实操指南,帮你高效解决内核故障。

一、先看懂内核的求救信号:栈跟踪与Oops信息

当内核遇到bug时,不会沉默”——它会输出栈跟踪(stack dump日志,告诉你哪里出了问题。这类日志通常分两种场景:

1.常见的警告型日志(WARNING

比如文档中给出的例子,内核会明确标出出错的CPU、进程、代码位置:

------------[cuthere ]------------WARNING: CPU: 1 PID: 28102 at kernel/module.c:1108 module_put+0x57/0x70Modules linkedin: dvb_usb_gp8psk(-) dvb_usb dvb_core nvidia_drm(PO) ...CPU: 1 PID: 28102 Comm: rmmod Tainted: P WC O 4.8.4-build.1#1Hardware name: MSI MS-7309/MS-7309, BIOS V1.12 02/23/2009...Call Trace: # 函数调用栈,记录bug触发时的代码执行路径[
    
     ] ? dump_stack+0x44/0x64
    [
    
     ] ? __warn+0xfa/0x120
    [
    
     ] ? module_put+0x57/0x70 
     # 关键:出错函数及偏移
    ...

2.严重的崩溃型日志(Oops/BUG

如果bug导致内核无法继续运行,会输出带“BUG”“Oops”的日志,比如空指针引用:

BUG: unable to handle kernelNULLpointer dereference at (null)IP: [
    
     ] iret_exc+
     0x7d0/
     0xa59
     # IP=指令指针,指向出错代码地址
    Oops:0002[#1] PREEMPT SMP...

3.日志中的模块标记要注意

日志里“Modules linked in”后的模块名,会带特殊标记,暗示模块状态:

(PO):模块处于待处理状态(Pending);

(-):模块正在卸载;

(+):模块正在加载;

Tainted: P WC O:内核被污染(比如加载了非开源模块,影响调试)。

二、别让关键日志溜走:找到Oops信息的3种场景

想定位bug,首先得拿到完整的Oops日志——内核会把日志存在不同地方,分场景获取:

1.系统还能操作:从常规日志文件拿

内核默认通过klogd把日志传给syslogd,存到这些位置:

传统系统:/var/log/messages(路径由/etc/syslog.conf配置);

systemd系统:用journalctl命令查看(比如journalctl -k只看内核日志)。

如果klogd进程意外退出,还能直接读内核缓冲区:

# 把缓冲区日志存到文件dmesg > kernel_bug.log# 或实时读取(按Ctrl+C停止)cat/proc/kmsg > kernel_bug.log

2.系统崩溃卡死:3救命方法

如果机器完全冻住,无法输入命令,试试这3招:

应急方案:手抄屏幕日志(或拍照),重启后整理。若日志滚屏太快,可重启时加vga=791(高分辨率模式)显示更多内容(需开启vesafb驱动,早期启动阶段的bug无效);

提前准备:用串口控制台(参考文档Documentation/admin-guide/serial-console.rst——把两台机器用串口线连接,另一台用Minicom等工具捕获日志,适合长期调试;

专业方案:开启Kdump(内核崩溃转储)——提前配置后,崩溃时会通过kexec启动备用内核,从内存中提取日志(具体看Documentation/admin-guide/kdump/gdbmacros.txt)。

三、核心步骤:精准定位bug的代码行

拿到Oops日志后,下一步是找到具体哪行代码出了问题。文档推荐两种工具,gdb最常用,objdump可备用。

1.首选工具:gdb(需开启调试信息)

gdb能直接把Oops中的内存地址,翻译成文件名+行号”——但前提是内核编译时开启了**CONFIG_DEBUG_INFO**(调试信息)。

步骤1:开启内核调试信息

kernel源码目录下,执行命令开启配置:

# 关闭COMPILE_TEST,开启DEBUG_KERNEL和DEBUG_INFO./scripts/config -d COMPILE_TEST -e DEBUG_KERNEL -e DEBUG_INFO# 重新编译内核(生成带调试信息的vmlinux文件)make vmlinux

步骤2:用gdb定位代码

根据Oops日志中的关键信息(EIP地址或函数偏移),用gdb解析:

情况1:有EIP地址(比如日志中EIP: 0060:[ ] ):

gdbvmlinux # 加载带调试信息的内核文件(gdb) l *0xc021e50e # 查看该地址对应的代码

情况2:有函数偏移(比如日志中EIP is at vt_ioctl+0xda8/0x1482):

gdbvmlinux(gdb) l *vt_ioctl+0xda8 # 查看vt_ioctl函数偏移0xda8的代码# 输出会直接指向文件和行号,比如:# 0x1888 is in vt_ioctl (drivers/tty/vt/vt_ioctl.c:293)

步骤3:模块级定位

如果bug在加载的模块中(比如日志中dvb_usb_adapter_frontend_exit+0x3a/0x70 [dvb_usb]),直接加载模块文件解析:

# 加载dvb-usb模块的.o文件gdb drivers/media/usb/dvb-usb/dvb-usb.o(gdb) l *dvb_usb_adapter_frontend_exit+0x3a # 定位模块内代码

2.备用工具:objdump(无调试信息也能用)

如果没开启CONFIG_DEBUG_INFO,或只有模块文件,可用objdump汇编代码,间接定位问题。

基本用法(查看带源码的反汇编)

# -r:显示重定位信息;-S:混合显示源码和汇编;-l:显示行号objdump -r -S -l net/dccp/ipv4.o

极端情况:无源码时

如果连源码都没有,可提取Oops日志中“Code:”后的字节码,手动反汇编:

1.Code:后的字节(比如44 24 04 e8 6f ...)存到foo.s文件:

.text.globl foofoo: .byte0x44,0x24,0x04,0xe8,0x6f, ... # 替换成实际字节

1.编译并反汇编:

gcc-c -o foo.o foo.sobjdump --disassemble foo.o # 查看汇编代码,推断逻辑

1.简化操作:用内核自带脚本scripts/decodecode自动处理(支持多架构)。

四、报告bug:让维护者快速接手

定位到bug后,若自己无法修复,需向上游报告——关键是找对人,让负责该模块的维护者看到。

1.用脚本找维护者:get_maintainer.pl

内核源码中的scripts/get_maintainer.pl,能直接输出文件的维护者、邮件列表:

# 查看drivers/media/usb/gspca/sonixj.c的维护信息./scripts/get_maintainer.pl --bug -f drivers/media/usb/gspca/sonixj.c

输出结果会包含:

模块维护者(比如Hans Verkuil );

子系统维护者(比如Mauro Carvalho Chehab );

相关邮件列表(比如linux-media@vger.kernel.org,模块专属列表);

内核通用列表(linux-kernel@vger.kernel.org)。

2.报告优先级:先bug tracker,再邮件

若输出中有“bug reporting URIs”bug跟踪链接),优先在跟踪系统提交;

若无,发送邮件到模块专属邮件列表,并抄送维护者;

完全没头绪时,直接发linux-kernel@vger.kernel.org(通用列表,覆盖所有维护者)。

五、修复bug:从定位到提交的最后一步

若你有编程能力,可尝试修复bug——提交补丁时,务必先读Documentation/process/submitting-patches.rst,遵守内核代码规范(比如补丁格式、commit信息写法),这能大幅提高补丁被接受的概率。

毕竟开源的核心是协作,你的一个小补丁,可能让成千上万台Linux机器更稳定~

最后:klogd的小技巧

klogd(内核日志守护进程)是调试的隐形助手,注意两点:

1.1.3-pl3以上版本sysklogd包,支持地址自动解析;

2.它会通过两种方式解析地址:

静态解析:用System.map文件(内核符号表);

动态解析:自动获取加载模块的符号表(支持动态调试模块bug);

1.模块加载/卸载后,可重启klogd刷新符号表(具体看klogd手册)。

总结

内核bug调试看似复杂,但只要跟着识别日志获取日志定位代码报告/修复的流程走,再借助gdbget_maintainer.pl等工具,就能从无从下手变成有条理排查

这份指南的所有方法都来自内核官方文档,权威且实用——下次遇到内核bug时,不妨按这个流程试试,说不定你就是解决问题的关键人物~

如果有内核调试的经验,欢迎在评论区分享你的小技巧~

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