linux 调用栈 linux 栈大小的设置

分析linux内核崩溃信息

分析kernel比较关键的就是看三点：

1）内核会给出一个崩溃原因的猜测，这里是，CPU 0 Unable to handle kernel paging request at virtual address 00000000

2）看pc指针的值，这里是epc== 00000000

3）看调用栈Call Trace:[//可惜后面没给出来

通常是根据指针加上偏移值跟反汇编代码对照，找到出问题的指令。

这个panic的原因比较明显，应该是引用了空指针，试图执行0x00000000出的代码。

linux内核启动参数stacktrace如何使用

stacktrace是Linux内核提供的一种用于打印内核函数调用栈信息的方法。它在内核调试或应用程序故障定位时极为有用。本文将详细介绍如何使用Linux内核启动参数stacktrace来控制内核启动时是否立即输出函数调用栈信息。

在Linux内核中，可以通过dump_stack()函数获取并打印当前代码调用链信息。此外，通过内核启动参数stacktrace，可以控制内核在启动时是否立即输出函数调用栈信息。参数的使用方式为：

shell

stacktrace=[on|off]

若设置为on，系统将在启动时输出调用栈信息；设置为off则不输出。默认状态为off。

要使用该参数，有以下两种方法：

1.在引导加载程序的命令行中添加参数。

2.在内核启动命令行中添加参数。

例如，通过GRUB引导加载程序时，可编辑/boot/grub/grub.cfg文件，加入如下参数：

shell

linux/boot/vmlinuz--generic root=/dev/sda1 stacktrace=on

initrd/boot/initrd.img--generic

设置stacktrace=on后，系统会在启动过程中显示内核函数调用栈信息。例如：

shell

[ 0.579421] Call Trace:

[ 0.579421] nvidia_init_module+0x54/0x620 [nvidia]

...

这些信息对内核代码调试或程序异常排查非常有帮助，能快速定位故障点。接下来，我们将探讨stacktrace的常见使用场景、注意事项以及如何合理利用该功能。

**使用场景**：

1.**内核代码调试**：在调试复杂且难以定位的内核代码时，stacktrace能快速提供函数调用链信息，帮助快速找到故障点。

2.**程序异常排查**：当应用程序遇到异常或崩溃时，利用stacktrace可以定位出错的函数，从而分析和解决故障。

3.**性能优化**：通过查看函数调用信息，识别执行时间长或调用次数多的函数，有助于进行代码优化，提升程序效率。

**注意事项**：

1.**仅在内核启动时生效**：stacktrace参数的设置仅在内核启动阶段有效，运行时无法更改。

2.**输出信息量大**：大量输出可能影响系统性能，需合理控制输出范围和行数。

3.**保护敏感信息**：在使用stacktrace时，应避免泄露敏感数据，如用户隐私信息或密码。

4.**内存占用**：开启stacktrace可能导致内存使用增加，需要合理限制输出以防止系统过载。

总之，stacktrace是内核调试和故障定位的有力工具。正确使用stacktrace参数，结合内核启动时的信息输出，能显著提高开发和维护效率。

Linux 中断( IRQ / softirq )基础:原理及内核实现

中断（IRQ），尤其是软中断（softirq）的广泛用途之一是网络数据包的接收与发送，但其应用场景并非单一。本文将全面整理中断（IRQ）与软中断（softirq）的基础知识，这些内容与网络数据包处理虽无直接联系，但整理本文旨在更深入地理解网络数据包处理机制。

什么是中断？

CPU通过时分复用处理多任务，其中包括硬件任务，如磁盘读写、键盘输入，以及软件任务，如网络数据包处理。CPU在任何时刻只能执行一个任务。当某个硬件或软件任务当前未被执行，但希望CPU立即处理时，会向CPU发送中断请求——希望CPU暂停手头工作，优先服务“我”。中断以事件形式通知CPU，因此常看到“在XX条件下会触发XX中断事件”的表述。

中断分为两类：

管理中断的设备：Advanced Programmable Interrupt Controller（APIC）。

硬中断的中断处理流程

中断随时发生，处理流程如下：

Maskable and non-maskable

Maskable interrupts在x64_64上可以通过sti/cli指令来屏蔽（关闭）和恢复：

在屏蔽期间，这种类型的中断不会触发新的中断事件。大部分IRQ都属于这种类型。例如，网卡的收发包硬件中断。

Non-maskable interrupts不可屏蔽，因此属于更高优先级的类型。

问题：执行速度与逻辑复杂性之间的矛盾

IRQ处理器的两个特点如下：

存在内在矛盾。

解决方式：中断的推迟处理（deferred interrupt handling）

传统解决方式是将中断处理分为两部分：

这种方式称为中断的推迟处理或延后处理。现在已是一个通用术语，涵盖各种推迟执行中断处理的方式。中断分为两部分处理：

在Linux中，有三种推迟中断（deferred interrupts）：

具体细节将在后续介绍。

软中断与软中断子系统

软中断是内核子系统的一部分：

每个CPU上会初始化一个ksoftirqd内核线程，负责处理各种类型的softirq中断事件；

使用cgroup ls或ps-ef都能看到：

软中断事件的handler提前注册到softirq子系统，注册方式为open_softirq(softirq_id, handler)

例如，注册网卡收发包（RX/TX）软中断处理函数：

软中断占用了CPU的总开销：可以使用top查看，第三行倒数第二个指标是系统的软中断开销（si字段）：

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主处理

smpboot.c类似于事件驱动的循环，会调度ksoftirqd线程执行pending的软中断。ksoftirqd内部会进一步调用到__do_softirq，

避免软中断占用过多CPU

软中断的潜在影响：推迟执行的部分（如softirq）可能会占用较长时间，在这段时间内，用户空间线程只能等待。反映在top中，si占比。

不过softirq调度循环对此有所改进，通过budget机制来避免softirq占用过多CPU时间。

硬中断-软中断调用栈

softirq是一种推迟中断处理机制，将IRQ的大部分处理逻辑推迟在这里执行。有两条路径都会执行到softirq主处理逻辑__do_softirq()：

1、CPU调度到ksoftirqd线程时，会执行到__do_softirq()；

2、每次IRQ handler退出时：do_IRQ()->...

do_IRQ是内核中主要的IRQ处理方式。它执行结束时，会调用exiting_irq()，这会展开成irq_exit()。后者会检查是否pending有softirq，如果有，则唤醒：

进而会使CPU执行到__do_softirq。

软中断触发执行的步骤

总结，每个软中断会经过以下阶段：

以收包软中断为例，IRQ handler并不执行NAPI，只是触发它，在内部会执行到raiseNET_RX_SOFTIRQ；真正的执行在softirq，会调用网卡的poll()方法收包。IRQ handler中会调用napi_schedule()，然后启动NAPI poll()。

需要注意的是，虽然IRQ handler所做的工作很少，但处理这个包的softirq和IRQ在同一CPU上运行。这意味着，如果大量的包都放在同一个RX队列，虽然IRQ开销可能不多，但该CPU仍然会非常繁忙，都花费在softirq上。解决方式：RPS。它不会降低延迟，只是将包重新分配：RXQ->CPU。

三种推迟执行方式（softirq/tasklet/workqueue）

提到，Linux中的三种推迟中断执行方式：

其中：

前面已经看到，Linux在每个CPU上创建了一个ksoftirqd内核线程。

softirqs是在Linux内核编译时确定的，例如网络收包对应的NET_RX_SOFTIRQ软中断。因此是一种静态机制。如果想添加一种新softirq类型，需要修改并重新编译内核。

内部组织

内部由一个数组（或称为向量）管理，每个软中断号对应一个softirq handler。数组与注册：

在5.10中所有类型的softirq：

也就是在cat/proc/softirqs看到的哪些。

触发（唤醒）softirq

以收包软中断为例，IRQ handler并不执行NAPI，只是触发它，在内部会执行到raiseNET_RX_SOFTIRQ；真正的执行在softirq，会调用网卡的poll()方法收包。IRQ handler中会调用napi_schedule()，然后启动NAPI poll()。

如果对内核源码有一定了解，会发现softirq使用非常有限，原因之一是它是静态编译的，依赖内置的ksoftirqd线程来调度内置的9种softirq。如果想添加一种新功能，就得修改并重新编译内核，开发成本很高。

实际上，实现推迟执行的更常用方式是tasklet。它构建在softirq机制之上，具体来说就是使用了两种softirq：

换句话说，tasklet是在运行时（runtime）创建和初始化的softirq，

内核软中断子系统初始化了两个per-cpu变量：

tasklet再执行针对list的循环：

tasklet在内核中的使用非常广泛。不过，后面又出现了第三种方式：workqueue。

这也是一种推迟执行机制，与tasklet有些相似，但有显著不同。

使用场景

简而言之，workqueue子系统提供了一个接口，通过该接口可以创建内核线程来处理从其他地方enqueue过来的任务。这些内核线程称为worker threads，内置的per-cpu worker threads：

结构体

kworker线程调度workqueues，原理与ksoftirqd线程调度softirqs类似。然而，我们可以为workqueue创建新的线程，而softirq则不行。

参考资料引用链接

[1]

中断与中断处理：0xax.gitbooks.io/linux-...

作者：赵亚楠原文：arthurchiao.art/blog/li...来源：云原生实验室