dump_stack在ARM64架构的实现

dump_stack函数可以帮助我们回溯内核调用栈的先后顺序,比如:

本文基于5.15.133版本讨论dump_stack在ARM64架构上的实现。

dump_stack的实现与架构有关,但是原理都是通过回溯栈帧。

在ARM64架构上,栈回溯的实现在arch/arm64/kernel/stacktrace.c的dump_backtrace函数中实现,其调用的流程是:

编号

函数

文件

1

dump_stack

lib/dump_stack.c

2

dump_stack_lvl

3

__dump_stack

4

show_stack

arch/arm64/kernel/stacktrace.c

5

dump_backtrace

101.664615: Call trace: 101.664617: dump_backtrace+0xf0/0x140 101.664627: show_stack+0x18/0x28 101.664631: dump_stack_lvl+0x70/0xa4 101.664639: __kernel_unpoison_pages+0x16c/0x1ac 101.664647: post_alloc_hook+0x184/0x1ac 101.664653: prep_new_page+0x28/0x188 101.664658: get_page_from_freelist+0x1bb8/0x1d54 101.664664: __alloc_pages+0xe8/0x2cc 101.664670: __erofs_allocpage+0x88/0xb8 101.664677: z_erofs_do_read_page+0x8f0/0xcb4 101.664683: z_erofs_readahead+0x1f8/0x378 101.664690: read_pages+0x80/0x38c 101.664695: page_cache_ra_unbounded+0x1c4/0x238 101.664701: page_cache_ra_order+0x2c4/0x350 101.664706: do_sync_mmap_readahead+0x27c/0x56c 101.664713: filemap_fault+0x1c0/0xa78 101.664718: handle_mm_fault+0x558/0x20c0 101.664723: do_page_fault+0x20c/0x4b0 101.664730: do_translation_fault+0x38/0x54 101.664736: do_mem_abort+0x58/0x118 101.664742: el0_da+0x48/0x84 101.664748: el0t_64_sync_handler+0x98/0xbc 101.664753: el0t_64_sync+0x1a8/0x1ac 101.664761: page:fffffffe24132000 refcount:1 mapcount:0 mapping:0000000000000000 index:0x0 pfn:0x984c80 101.664770: flags: 0x2000000000000000(zone=1|kasantag=0x0) 101.664779: page_type: 0xffffffff() 101.664787: raw: 2000000000000000 dead000000000100 dead000000000122 0000000000000000 101.664796: raw: 0000000000000000 0000000000000000 00000001ffffffff 0000000000000000 101.664802: page dumped because: pagealloc: corrupted page details 101.664809: page_owner info is not present (never set?) 101.667247: Unable to handle kernel paging request at virtual address ffffff891b25a00c
03-10
<think>好的,我现在需要解决用户遇到的“Unable to handle kernel paging request at virtual address”错误。首先,用户提到了这个错误出现在ARM平台,可能是在驱动移植到飞腾CPU的银河麒麟系统时发生的,参考了引用[4]。接下来,我需要根据已有的引用信息和其他知识,整理解决方案步骤。 首先,这个错误通常是由于内核访问了无效的虚拟地址。可能的原因包括内存未正确分配、指针错误、内存释放后访问、对齐问题或竞态条件。根据引用[3]中的例子,用户在卸载模块时未释放定时器,导致定时器超时触发崩溃。这说明资源释放的问题很重要。 接下来,我需要按照步骤分析问题。第一步是查看内核日志,通过dmesg或/var/log/kern.log获取详细的调用堆栈,找到具体的出错位置,如引用[3]中的堆栈信息。然后检查代码中的指针使用,特别是是否在用户空间和内核空间之间正确转换,比如使用copy_from_user而不是直接解引用用户指针,这点在引用[1]中提到的用户空间指针处理错误有关。 然后,检查内存分配和释放是否匹配,比如kzalloc分配的内存是否用kfree释放,而vmalloc对应的用vfree,避免混淆。引用[3]中的案例就是因为未释放定时器导致的问题,所以必须确保所有资源在模块卸载时正确释放。 另外,内存对齐问题在ARM架构中尤其重要,例如DMA缓冲区可能需要特定的对齐方式,使用dma_alloc_coherent函数分配。引用[4]提到X86驱动移植到ARM时可能出现这类问题,需要注意平台差异。 最后,使用调试工具如KGDB或动态打印来跟踪代码执行路径,帮助定位问题。同时,检查内核配置选项,如CONFIG_DEBUG_KERNEL和CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK,启用调试功能有助于发现内存泄漏或错误。 用户的问题可能涉及驱动移植中的指针处理或内存管理不当,需要逐步排查这些方面,特别是模块卸载时的资源释放和ARM平台特有的对齐要求。确保代码符合内核API的使用规范,并在不同平台进行充分测试。</think>### 内核页面分配请求失败的解决方案 当出现类似 `Unable to handle kernel paging request at virtual address XXXXXXXX` 的错误时,通常表示内核试图访问无效的虚拟地址,可能由以下原因导致: 1. **内存未正确分配或释放** 2. **指针越界或悬空指针** 3. **用户空间与内核空间地址混淆** 4. **内存对齐问题(尤其在ARM架构中)** 5. **竞态条件或资源未同步释放** --- #### **解决步骤** 1. **分析内核日志** - 使用 `dmesg` 或查看 `/var/log/kern.log`,定位错误发生的调用堆栈(如引用[3]中的堆栈信息)。 - 示例日志片段: ``` [13449.459122] Internal error: Oops: 807 [#1] PREEMPT SMP ARM [13449.459122] Modules linked in: ddos(O) ... [last unloaded: ddos] ``` 这类日志表明问题可能出在模块 `ddos` 卸载时未释放资源[^3]。 2. **检查指针和内存操作** - **用户空间指针未转换**:直接解引用用户空间指针(如通过 `ioctl` 传递的指针)需使用 `copy_from_user`/`copy_to_user`(引用[1])。 - **悬空指针**:确保内存释放后不再访问,例如模块卸载时需释放所有分配的资源(如定时器、内存、中断)。 - **内存类型混淆**:确认 `kmalloc`/`kfree` 与 `vmalloc`/`vfree` 的配对使用,避免混用。 3. **验证内存对齐(ARM平台重点)** - ARM架构对内存对齐敏感,尤其是DMA操作。使用 `dma_alloc_coherent` 分配对齐内存(引用[4])。 - 检查结构体是否添加 `__attribute__((aligned(N)))` 或使用 `ALIGN` 宏。 4. **调试工具辅助** - **KGDB/KDB**:通过内核调试器单步执行,观察地址访问行为(引用[2])。 - **动态打印**:在关键路径添加 `pr_debug` 或 `dev_dbg`,观察执行流程。 - **KASAN/Kmemleak**:启用内核内存检测工具,捕捉越界访问或内存泄漏。 5. **检查模块卸载逻辑** - 确保模块退出函数(`module_exit`)释放了所有资源,如: ```c static void __exit mymodule_exit(void) { del_timer(&my_timer); // 释放定时器 kfree(my_buffer); // 释放内存 free_irq(irq_num, NULL); // 释放中断 } ``` 若未释放定时器,可能触发类似引用[3]的崩溃。 --- #### **常见修复场景** | 场景 | 解决方案 | |------|----------| | **用户空间指针直接访问** | 替换为 `copy_from_user` [^1] | | **竞态条件导致UAF(Use-After-Free)** | 增加锁机制(如 `spin_lock`)或引用计数 | | **ARM内存对齐错误** | 使用 `dma_alloc_coherent` 或手动对齐分配[^4] | | **模块卸载未释放资源** | 在 `module_exit` 中补充释放逻辑 | ---
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