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Original:

Tainted kernels

譯者:

吳想成 Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn> 胡皓文 Hu Haowen <2023002089@link.tyut.edu.cn>

受污染的內核

當發生一些在稍後調查問題時可能相關的事件時，內核會將自己標記爲“受污染 （tainted）”的。不用太過擔心，大多數情況下運行受污染的內核沒有問題；這些信息 主要在有人想調查某個問題時纔有意義的，因爲問題的真正原因可能是導致內核受污染 的事件。這就是爲什麼來自受污染內核的缺陷報告常常被開發人員忽略，因此請嘗試用 未受污染的內核重現問題。

請注意，即使在您消除導致污染的原因（亦即卸載專有內核模塊）之後，內核仍將保持 污染狀態，以表示內核仍然不可信。這也是爲什麼內核在注意到內部問題（“kernel bug”）、可恢復錯誤（“kernel oops”）或不可恢復錯誤（“kernel panic”）時會打印 受污染狀態，並將有關此的調試信息寫入日誌 dmesg 輸出。也可以通過 /proc/ 中的文件在運行時檢查受污染的狀態。

BUG、Oops或Panics消息中的污染標誌

在頂部以“CPU:”開頭的一行中可以找到受污染的狀態；內核是否受到污染和原因會顯示 在進程ID（“PID:”）和觸發事件命令的縮寫名稱（“Comm:”）之後:

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]
[...]

如果內核在事件發生時沒有被污染，您將在那裏看到“Not-tainted:”；如果被污染，那 麼它將是“Tainted:”以及字母或空格。在上面的例子中，它看起來是這樣的:

Tainted: P        W  O

下表解釋了這些字符的含義。在本例中，由於加載了專有模塊（ P ），出現了 警告（ W ），並且加載了外部構建的模塊（ O ），所以內核早些時候受到 了污染。要解碼其他字符，請使用下表。

解碼運行時的污染狀態

在運行時，您可以通過讀取 cat /proc/sys/kernel/tainted 來查詢受污染狀態。 如果返回 0 ，則內核沒有受到污染；任何其他數字都表示受到污染的原因。解碼 這個數字的最簡單方法是使用腳本 tools/debugging/kernel-chktaint ，您的 發行版可能會將其作爲名爲 linux-tools 或 kernel-tools 的包的一部分提 供；如果沒有，您可以從 git.kernel.org 網站下載此腳本並用 sh kernel-chktaint 執行，它會在上面引用的日誌中有類似 語句的機器上打印這樣的內容:

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     '

你也可以試着自己解碼這個數字。如果內核被污染的原因只有一個，那麼這很簡單， 在本例中您可以通過下表找到數字。如果你需要解碼有多個原因的數字，因爲它是一 個位域（bitfield），其中每個位表示一個特定類型的污染的存在或不存在，最好讓 前面提到的腳本來處理。但是如果您需要快速看一下，可以使用這個shell命令來檢查 設置了哪些位:

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

污染狀態代碼表

位

日誌

數字

內核被污染的原因

0

G/P

1

已加載專用模塊

1

_/F

2

模塊被強制加載

2

_/S

4

內核運行在不合規範的系統上

3

_/R

8

模塊被強制卸載

4

_/M

16

處理器報告了機器檢測異常（MCE）

5

_/B

32

引用了錯誤的頁或某些意外的頁標誌

6

_/U

64

用戶空間應用程序請求的污染

7

_/D

128

內核最近死機了，即曾出現OOPS或BUG

8

_/A

256

ACPI表被用戶覆蓋

9

_/W

512

內核發出警告

10

_/C

1024

已加載staging驅動程序

11

_/I

2048

已應用平臺固件缺陷的解決方案

12

_/O

4096

已加載外部構建（“樹外”）模塊

13

_/E

8192

已加載未簽名的模塊

14

_/L

16384

發生軟鎖定

15

_/K

32768

內核已實時打補丁

16

_/X

65536

備用污染，爲發行版定義並使用

17

_/T

131072

內核是用結構隨機化插件構建的

注：字符 _ 表示空白，以便於閱讀表。

污染的更詳細解釋

  1. G 加載的所有模塊都有GPL或兼容許可證， P 加載了任何專有模塊。 沒有MODULE_LICENSE（模塊許可證）或MODULE_LICENSE未被insmod認可爲GPL 兼容的模塊被認爲是專有的。

  2. F 任何模塊被 insmod -f 強制加載， ' ' 所有模塊正常加載。

  3. S 內核運行在不合規範的處理器或系統上：硬件已運行在不受支持的配置中， 因此無法保證正確執行。內核將被污染，例如：

    • 在x86上：PAE是通過intel CPU（如Pentium M）上的forcepae強制執行的，這些 CPU不報告PAE，但可能有功能實現，SMP內核在非官方支持的SMP Athlon CPU上 運行，MSR被暴露到用戶空間中。

    • 在arm上：在某些CPU（如Keystone 2）上運行的內核，沒有啓用某些內核特性。

    • 在arm64上：CPU之間存在不匹配的硬件特性，引導加載程序以不同的模式引導CPU。

    • 某些驅動程序正在被用在不受支持的體系結構上（例如x86_64以外的其他系統 上的scsi/snic，非x86/x86_64/itanium上的scsi/ips，已經損壞了arm64上 irqchip/irq-gic的固件設置…）。

  4. R 模塊被 rmmod -f 強制卸載， ' ' 所有模塊都正常卸載。

  5. M 任何處理器報告了機器檢測異常， ' ' 未發生機器檢測異常。

  6. B 頁面釋放函數發現錯誤的頁面引用或某些意外的頁面標誌。這表示硬件問題 或內核錯誤；日誌中應該有其他信息指示發生此污染的原因。

  7. U 用戶或用戶應用程序特意請求設置受污染標誌，否則應爲 ' ' 。

  8. D 內核最近死機了，即出現了OOPS或BUG。

  9. A ACPI表被重寫。

  10. W 內核之前已發出過警告（儘管有些警告可能會設置更具體的污染標誌）。

  11. C 已加載staging驅動程序。

  12. I 內核正在處理平臺固件（BIOS或類似軟件）中的嚴重錯誤。

  13. O 已加載外部構建（“樹外”）模塊。

  14. E 在支持模塊簽名的內核中加載了未簽名的模塊。

  15. L 系統上先前發生過軟鎖定。

  16. K 內核已經實時打了補丁。

  17. X 備用污染，由Linux發行版定義和使用。

  18. T 內核構建時使用了randstruct插件，它可以有意生成非常不尋常的內核結構 佈局（甚至是性能病態的佈局），這在調試時非常有用。於構建時設置。