c - 内核模块中的调试堆栈溢出

Question

我正在编写驱动程序代码，这会导致堆栈溢出问题和内存损坏。目前运行模块给出，“异常堆栈”和堆栈跟踪看起来已损坏。

模块有编译警告。警告已解决使用 gcc 选项“-WFrame-larger-than=len”。

问题可能是由过多的内联和大量函数参数和大量嵌套函数。我需要继续测试并继续重构代码，是否有可能对内核进行任何修改以增加堆栈大小？另外，您将如何调试此类问题。

Answer 1

虽然您的模块会编译带有“-WFrame-larger-than=len”的警告，但它仍然会导致堆栈溢出并可能破坏核心数据结构，从而导致系统进入不一致状态。

Linux 内核堆栈大小限制为 8KiB(在 3.18 之前的内核版本中)，现在为 16KiB(对于 3.18 之后的版本)。由于 virtio 和 qemu-kvm 中的许多问题，最近提交了一次，内核堆栈已扩展到 16KiB。

现在，如果您想将堆栈大小增加到 32KiB，则需要在内核源文件中进行以下更改后重新编译内核:(arch/x86/include/asm/page_64_types.h)

    // for 32K stack
-    #define THREAD_SIZE_ORDER       2
+    #define THREAD_SIZE_ORDER       3

Linux 内核版本 3.18 的最新提交显示内核堆栈大小已经增加到 16K，这在大多数情况下应该足够了。

”

commit 6538b8ea886e472f4431db8ca1d60478f838d14b
Author: Minchan Kim <minchan@kernel.org>
Date:   Wed May 28 15:53:59 2014 +0900

x86_64: expand kernel stack to 16K

”

引用LWN: [RFC 2/2] x86_64: expand kernel stack to 16K

至于调试此类问题，没有单行答案如何解决，但这里有一些我可以分享的技巧。在您的模块中使用 dump_stack() 以在 syslog 中获取堆栈跟踪，这确实有助于调试与堆栈相关的问题。

使用 debugfs，打开堆栈深度检查功能:

# mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debug
# echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled

并定期捕获以下文件的输出:

# cat /sys/kernel/debug/tracing/stack_max_size
# cat /sys/kernel/debug/tracing/stack_trace

上述文件将报告模块加载和测试时的最高堆栈使用情况。

让下面的命令继续运行:

while true; do date; cat /sys/kernel/debug/tracing/stack_max_size;
cat /sys/kernel/debug/tracing/stack_trace; echo ======; sleep 30; done

如果您看到 stack_max_size 值可能超过 ~14000 字节(对于内核的 16KiB 堆栈版本)，那么堆栈跟踪将值得进一步研究。此外，您可能还需要设置崩溃工具以在发生紧急情况时捕获 vmcore 核心文件。