Warning

此文件的目的是为让中文读者更容易阅读和理解,而不是作为一个分支。 因此, 如果您对此文件有任何意见或更新,请先尝试更新原始英文文件。

Note

如果您发现本文档与原始文件有任何不同或者有翻译问题,请联系该文件的译者, 或者请求时奎亮的帮助:<alexs@kernel.org>。

Original:Tainted kernels
译者:吴想成 Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn>

受污染的内核

当发生一些在稍后调查问题时可能相关的事件时,内核会将自己标记为“受污染 (tainted)”的。不用太过担心,大多数情况下运行受污染的内核没有问题;这些信息 主要在有人想调查某个问题时才有意义的,因为问题的真正原因可能是导致内核受污染 的事件。这就是为什么来自受污染内核的缺陷报告常常被开发人员忽略,因此请尝试用 未受污染的内核重现问题。

请注意,即使在您消除导致污染的原因(亦即卸载专有内核模块)之后,内核仍将保持 污染状态,以表示内核仍然不可信。这也是为什么内核在注意到内部问题(“kernel bug”)、可恢复错误(“kernel oops”)或不可恢复错误(“kernel panic”)时会打印 受污染状态,并将有关此的调试信息写入日志 dmesg 输出。也可以通过 /proc/ 中的文件在运行时检查受污染的状态。

BUG、Oops或Panics消息中的污染标志

在顶部以“CPU:”开头的一行中可以找到受污染的状态;内核是否受到污染和原因会显示 在进程ID(“PID:”)和触发事件命令的缩写名称(“Comm:”)之后:

BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at 0000000000000000
Oops: 0002 [#1] SMP PTI
CPU: 0 PID: 4424 Comm: insmod Tainted: P        W  O      4.20.0-0.rc6.fc30 #1
Hardware name: Red Hat KVM, BIOS 0.5.1 01/01/2011
RIP: 0010:my_oops_init+0x13/0x1000 [kpanic]
[...]

如果内核在事件发生时没有被污染,您将在那里看到“Not-tainted:”;如果被污染,那 么它将是“Tainted:”以及字母或空格。在上面的例子中,它看起来是这样的:

Tainted: P        W  O

下表解释了这些字符的含义。在本例中,由于加载了专有模块( P ),出现了 警告( W ),并且加载了外部构建的模块( O ),所以内核早些时候受到 了污染。要解码其他字符,请使用下表。

解码运行时的污染状态

在运行时,您可以通过读取 cat /proc/sys/kernel/tainted 来查询受污染状态。 如果返回 0 ,则内核没有受到污染;任何其他数字都表示受到污染的原因。解码 这个数字的最简单方法是使用脚本 tools/debugging/kernel-chktaint ,您的 发行版可能会将其作为名为 linux-toolskernel-tools 的包的一部分提 供;如果没有,您可以从 git.kernel.org 网站下载此脚本并用 sh kernel-chktaint 执行,它会在上面引用的日志中有类似 语句的机器上打印这样的内容:

Kernel is Tainted for following reasons:
 * Proprietary module was loaded (#0)
 * Kernel issued warning (#9)
 * Externally-built ('out-of-tree') module was loaded  (#12)
See Documentation/admin-guide/tainted-kernels.rst in the Linux kernel or
 https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/tainted-kernels.html for
 a more details explanation of the various taint flags.
Raw taint value as int/string: 4609/'P        W  O     '

你也可以试着自己解码这个数字。如果内核被污染的原因只有一个,那么这很简单, 在本例中您可以通过下表找到数字。如果你需要解码有多个原因的数字,因为它是一 个位域(bitfield),其中每个位表示一个特定类型的污染的存在或不存在,最好让 前面提到的脚本来处理。但是如果您需要快速看一下,可以使用这个shell命令来检查 设置了哪些位:

$ for i in $(seq 18); do echo $(($i-1)) $(($(cat /proc/sys/kernel/tainted)>>($i-1)&1));done

污染状态代码表

日志 数字 内核被污染的原因
0 G/P 1 已加载专用模块
1 _/F 2 模块被强制加载
2 _/S 4 内核运行在不合规范的系统上
3 _/R 8 模块被强制卸载
4 _/M 16 处理器报告了机器检测异常(MCE)
5 _/B 32 引用了错误的页或某些意外的页标志
6 _/U 64 用户空间应用程序请求的污染
7 _/D 128 内核最近死机了,即曾出现OOPS或BUG
8 _/A 256 ACPI表被用户覆盖
9 _/W 512 内核发出警告
10 _/C 1024 已加载staging驱动程序
11 _/I 2048 已应用平台固件缺陷的解决方案
12 _/O 4096 已加载外部构建(“树外”)模块
13 _/E 8192 已加载未签名的模块
14 _/L 16384 发生软锁定
15 _/K 32768 内核已实时打补丁
16 _/X 65536 备用污染,为发行版定义并使用
17 _/T 131072 内核是用结构随机化插件构建的

注:字符 _ 表示空白,以便于阅读表。

污染的更详细解释

  1. G 加载的所有模块都有GPL或兼容许可证, P 加载了任何专有模块。 没有MODULE_LICENSE(模块许可证)或MODULE_LICENSE未被insmod认可为GPL 兼容的模块被认为是专有的。
  2. F 任何模块被 insmod -f 强制加载, ' ' 所有模块正常加载。
  3. S 内核运行在不合规范的处理器或系统上:硬件已运行在不受支持的配置中, 因此无法保证正确执行。内核将被污染,例如:
    • 在x86上:PAE是通过intel CPU(如Pentium M)上的forcepae强制执行的,这些 CPU不报告PAE,但可能有功能实现,SMP内核在非官方支持的SMP Athlon CPU上 运行,MSR被暴露到用户空间中。
    • 在arm上:在某些CPU(如Keystone 2)上运行的内核,没有启用某些内核特性。
    • 在arm64上:CPU之间存在不匹配的硬件特性,引导加载程序以不同的模式引导CPU。
    • 某些驱动程序正在被用在不受支持的体系结构上(例如x86_64以外的其他系统 上的scsi/snic,非x86/x86_64/itanium上的scsi/ips,已经损坏了arm64上 irqchip/irq-gic的固件设置…)。
  4. R 模块被 rmmod -f 强制卸载, ' ' 所有模块都正常卸载。
  5. M 任何处理器报告了机器检测异常, ' ' 未发生机器检测异常。
  6. B 页面释放函数发现错误的页面引用或某些意外的页面标志。这表示硬件问题 或内核错误;日志中应该有其他信息指示发生此污染的原因。
  7. U 用户或用户应用程序特意请求设置受污染标志,否则应为 ' '
  8. D 内核最近死机了,即出现了OOPS或BUG。
  9. A ACPI表被重写。
  10. W 内核之前已发出过警告(尽管有些警告可能会设置更具体的污染标志)。
  11. C 已加载staging驱动程序。
  12. I 内核正在处理平台固件(BIOS或类似软件)中的严重错误。
  13. O 已加载外部构建(“树外”)模块。
  14. E 在支持模块签名的内核中加载了未签名的模块。
  15. L 系统上先前发生过软锁定。
  16. K 内核已经实时打了补丁。
  17. X 备用污染,由Linux发行版定义和使用。
  18. T 内核构建时使用了randstruct插件,它可以有意生成非常不寻常的内核结构 布局(甚至是性能病态的布局),这在调试时非常有用。于构建时设置。