dump_stack 实现分析

本文详细分析了Linux内核中的dump_stack()函数,包括dump_stack_print_info和show_stack两个关键步骤,解释了如何打印函数调用流程和Call trace,并介绍了与堆栈相关的CPU模式和线程堆栈管理。

1 简介

说起 dump_stack() ,相信从事 Linux 内核或者驱动相关开发的同行对于此函数肯定不陌生。我们经常会用到此函数来对自己的代码进行 debug,可以快速帮助开发者理清函数调用流程,或者说解决 bug…… 首先我们来看一下 dump_stack 的打印,相信很多人都遇到过 :

[258:charger_thread]CPU: 1 PID: 258 Comm: charger_thread Tainted: G        W       4.4.15+ #50

[    4.778342] <1>-(1)[258:charger_thread]Hardware name: MT67XX

[    4.778345] <1>-(1)[258:charger_thread]Call trace:

[    4.778347] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc00008a40c>] dump_backtrace+0x0/0x14c

[    4.778354] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc00008a56c>] show_stack+0x14/0x1c

[    4.778358] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc000368930>] dump_stack+0x8c/0xb0

[    4.778364] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc000852140>] ipanic_die+0x50/0x104

[    4.778368] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc0000bfd94>] notifier_call_chain+0x88/0x2d4

[    4.778374] <1>-(1)[258:charger_thread][<ffffffc0000c08d4>] no
`dump_stack()` 是 Linux 内核中用于调试目的的一个函数,它可以在内核代码执行到某个点时打印出当前的调用栈信息。这对于理解内核在特定时刻的执行流程非常有用,尤其是在调试内核模块或驱动程序时[^1]。 ### `dump_stack()` 的基本用法 在内核代码中,可以通过包含 `<linux/dump_stack.h>` 头文件来使用 `dump_stack()` 函数。它的使用非常简单,只需要在需要打印调用栈的地方插入 `dump_stack()` 即可: ```c #include <linux/dump_stack.h> // 在需要打印调用栈的地方调用 dump_stack(); ``` 当内核执行到 `dump_stack()` 时,它会打印当前的调用栈信息到内核日志中(通常通过 `dmesg` 命令查看)。输出通常包括函数名、调用顺序以及相关的寄存器状态。 ### 调试与问题排查 1. **启用 `dump_stack()`** - 确保内核配置中启用了 `CONFIG_STACKTRACE` 选项。这个选项通常在内核编译时通过 `make menuconfig` 或其他配置工具启用。 - 如果 `CONFIG_STACKTRACE` 未启用,`dump_stack()` 可能不会产生任何输出,或者仅输出有限的信息。 2. **查看日志** - 使用 `dmesg` 命令查看内核日志。`dump_stack()` 的输出通常会包含详细的调用栈信息,帮助开发者追踪代码的执行路径。 - 如果日志信息被截断或丢失,可以尝试增加内核日志缓冲区的大小(通过修改 `CONFIG_LOG_BUF_SHIFT` 配置项)。 3. **符号解析** - `dump_stack()` 输出的地址是内存地址,而不是函数名。为了将这些地址转换为可读的函数名,可以使用 `kallsyms` 工具或 `addr2line` 工具结合内核的符号表进行解析。 - 确保内核启用了 `CONFIG_KALLSYMS` 选项,这样内核会导出符号信息,方便调试。 4. **性能影响** - `dump_stack()` 会中断正常的代码执行流程,并生成大量的日志信息,因此不适合在生产环境中频繁使用。 - 在调试完成后,建议移除或注释掉 `dump_stack()` 调用,以避免不必要的性能开销。 5. **常见问题** - **调用栈为空或不完整**:这可能是由于编译器优化导致的。可以尝试禁用编译器优化(例如使用 `-O0` 编译选项)来确保调用栈的完整性。 - **无法解析函数名**:如果 `dump_stack()` 的输出仅显示地址而没有函数名,可能是 `CONFIG_KALLSYMS` 未启用或者符号表未正确加载。 ### 示例代码 以下是一个简单的示例,展示如何在内核模块中使用 `dump_stack()`: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/dump_stack.h> static int __init my_module_init(void) { printk(KERN_INFO "My module is loaded.\n"); dump_stack(); // 打印调用栈 return 0; } static void __exit my_module_exit(void) { printk(KERN_INFO "My module is unloaded.\n"); } module_init(my_module_init); module_exit(my_module_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("A simple module to demonstrate dump_stack()"); ``` 在加载该模块时,`dump_stack()` 会打印当前的调用栈信息到内核日志中。 --- ###
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