Linux內核解碼運行時的污染狀態(tài)

一、受污染的內核

當發(fā)生一些在稍后調查問題時可能相關的事件時，內核會將自己標記為“受污染 （tainted）”的。不用太過擔心，大多數(shù)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才有意義的，因為問題的真正原因可能是導致內核受污染 的事件。這就是為什么來自受污染內核的缺陷報告常常被開發(fā)人員忽略，因此請嘗試用 未受污染的內核重現(xiàn)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）之后，內核仍將保持 污染狀態(tài)，以表示內核仍然不可信。這也是為什么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(tài)，并將有關此的調試信息寫入日志 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(tài)。

二、BUG、Oops或Panics消息中的污染標志

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

如果內核在事件發(fā)生時沒有被污染，您將在那里看到“Not-tainted:”；如果被污染，那 么它將是“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，由于加載了專有模塊（ P ），出現(xiàn)了 警告（ W ），并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。

三、解碼運行時的污染狀態(tài)

在運行時，您可以通過讀取 cat /proc/sys/kernel/tainted 來查詢受污染狀態(tài)。 如果返回 0 ，則內核沒有受到污染；任何其他數(shù)字都表示受到污染的原因。解碼 這個數(shù)字的最簡單方法是使用腳本 tools/debugging/kernel-chktaint ，您的 發(fā)行版可能會將其作為名為 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(wǎng)站下載此腳本并用 sh kernel-chktaint 執(zhí)行，它會在上面引用的日志中有類似 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 '

你也可以試著自己解碼這個數(shù)字。如果內核被污染的原因只有一個，那么這很簡單， 在本例中您可以通過下表找到數(shù)字。如果你需要解碼有多個原因的數(shù)字，因為它是一 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

四、污染狀態(tài)代碼表

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?

注：字符 _ 表示空白，以便于閱讀表。

五、污染的更詳細解釋

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認可為GPL 兼容的模塊被認為是專有的。

F 任何模塊被 insmod -f 強制加載， ' ' 所有模塊正常加載。

S 內核運行在不合規(guī)范的處理器或系統(tǒng)上：硬件已運行在不受支持的配置中， 因此無法保證正確執(zhí)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(zhí)行的，這些 CPU不報告PAE，但可能有功能實現(xiàn)，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，沒有啟用某些內核特性。

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(tǒng) 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…）。

R 模塊被 rmmod -f 強制卸載， ' ' 所有模塊都正常卸載。

M 任何處理器報告了機器檢測異常， ' ' 未發(fā)生機器檢測異常。

B 頁面釋放函數(shù)發(fā)現(xiàn)錯誤的頁面引用或某些意外的頁面標志。這表示硬件問題 或內核錯誤；日志中應該有其他信息指示發(fā)生此污染的原因。

U 用戶或用戶應用程序特意請求設置受污染標志，否則應為 ' ' 。

D 內核最近死機了，即出現(xiàn)了OOPS或BUG。

A ACPI表被重寫。

W 內核之前已發(fā)出過警告（盡管有些警告可能會設置更具體的污染標志）。

C 已加載staging驅動程序。

I 內核正在處理平臺固件（BIOS或類似軟件）中的嚴重錯誤。

O 已加載外部構建（“樹外”）模塊。

E 在支持模塊簽名的內核中加載了未簽名的模塊。

L 系統(tǒng)上先前發(fā)生過軟鎖定。

K 內核已經實時打了補丁。

X 備用污染，由Linux發(fā)行版定義和使用。

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 布局（甚至是性能病態(tài)的布局），這在調試時非常有用。于構建時設置。
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