完整解析 Linux Kdump Crash Kernel 工作原理和实操步骤

完整解析 Linux Kdump Crash Kernel 工作原理和实操步骤

一、前言

在使用 Linux 操作系统进行内核开发或者系统维护时，内核 panic 是最常见的系统崩溃环节。如果想要在内核崩溃后立即分析环境和输出内核内存 dump，Kdump + crashkernel 是最接近完美的解决方案。

二、基础概念

2.1 Kdump 是什么？

Kdump 是 Linux 封装的一套 Kernel crash dump 处理方案，它基于 kexec 技术，将一个备用内核 (crash kernel)
载入到内存中，当主内核发生 panic 时自动启动该内核，然后从原先内核剩余内存中抽取重要信息，保存为 vmcore dump 文件。

2.2 crashkernel 参数是什么？

crashkernel 是在内核启动参数中指定的内存块，用于载入备用内核，避免被主内核占用。如：

crashkernel=512M

表示为备用内核预留 512MB 内存地址空间。

三、工作原理

3.1 总体流程图

1. 主内核启动
2. 根据 crashkernel=512M 在 bootloader (u-boot/grub) 时期预留内存
3. 主内核运行 kexec -p 载入备用内核
4. 主内核发生 panic，启动 kdump kernel
5. kdump kernel 通过 /proc/vmcore 读取主内核内存 dump
6. 存储成 /var/crash/日期/vmcore

3.2 kexec 的角色

kexec 是 Linux 内核中的系统转换进程接口，用于在环境不重启情况下加载新内核，它支持两种模式：

• 正常模式: kexec -l 加载新内核、kexec -e 执行
• panic 模式: kexec -p 加载 crash kernel

四、实操步骤

4.1 启用 crashkernel 参数

1. 修改 bootargs，添加

crashkernel=512M

2. 重启系统，确认:

cat /proc/iomem | grep -i crash

应有类似输出：

88000000-8fffffff : Crash kernel

4.2 配置 kdump kernel

4.2.1 构建 initramfs 版本

Yocto/切换 initramfs 完全自启动的 kernel:

bitbake -c populate_initramfs kernel

会生成

/tmp/deploy/images/<machine>/Image-initramfs-<machine>.bin

4.2.2 载入 crash kernel

kexec -p /boot/Image-initramfs --append="root=/dev/mmcblk2p2 maxcpus=1 irqpoll nousb console=ttymxc1,115200"

4.2.3 检查是否载入

cat /sys/kernel/kexec_crash_loaded

输出 1 表示成功

4.3 启动 crash kernel 测试

4.3.1 切换到 crash kernel

echo c > /proc/sysrq-trigger

4.3.2 重点：设置内核自动 panic 后重启

echo 10 > /proc/sys/kernel/panic

4.3.3 输出观察

Starting crashdump kernel...
Bye!

4.4 删除后旧 dump

mkdir -p /var/crash
makedumpfile /proc/vmcore /var/crash/vmcore --dump-dmesg

五、常见问题

5.1 kexec: Can’t open (/proc/kcore)

• 这是 Warning，如果 kexec -p 成功，不影响使用

5.2 crash kernel 启动后卡死

• initramfs 未启动或 init 文件不存在
• 确保 /init 可执行，且 busybox 包含基本命令

5.3 没有 /proc/vmcore

• 不是用 initramfs 启动，或内核未启动 /proc/vmcore 配置

六、经典配置示例

Yocto kernel 展示

KERNEL_FEATURES:append = " features/kdump/kdump.scc"

initramfs kernel 本身启动

IMAGE_FSTYPES = "cpio.gz"
INITRAMFS_IMAGE = "kdump-initramfs"

七、结论

Kdump 是 Linux 内核系统常见敏感地段的重要分析工具，选择适合的 initramfs 和 crash kernel 就能在系统崩溃时提供重要和时效的调试信息，展示了 Linux 内核功能与系统办法的实力。