英语

污点内核

当发生一些可能与以后调查问题相关的事情时，内核会将自己标记为“污点”。不要太担心这一点，大多数时候运行污点内核没有问题；一旦有人想要调查某些问题，这些信息主要是有意义的，因为它的真正原因可能是导致内核污点的事件。这就是为什么来自污点内核的错误报告通常会被开发人员忽略，因此请尝试用未污点的内核重现问题。

请注意，即使在您撤消导致污点的原因（即卸载专有内核模块）后，内核仍将保持污点状态，以表明内核仍然不可信。这也是为什么当内核注意到内部问题（“内核错误”）、可恢复错误（“内核 oops”）或不可恢复错误（“内核 panic”）时，会打印污点状态并将有关此问题的调试信息写入日志 dmesg 输出。也可以通过/proc/中的文件在运行时检查污点状态。

错误、oops或panic消息中的污点标志

您可以在以“CPU:”开头的一行的顶部附近找到污点状态；如果在进程ID (“PID:”) 和触发该事件的命令的缩写名称 (“Comm:”) 之后显示内核被污点的原因

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]
[...]

如果内核在事件发生时未被污点，您会在此处找到“Not tainted: ”；如果被污点，则将打印“Tainted: ”以及字母或空格。在上面的例子中，它看起来像这样

Tainted: P        W  O

这些字符的含义在下表中进行了解释。在这种情况下，内核早期被污染是因为加载了专有模块 (P)，发生了警告 (W)，并且加载了外部构建的模块 (O)。要解码其他字母，请使用下表。

在运行时解码污点状态

在运行时，您可以通过读取cat /proc/sys/kernel/tainted来查询污点状态。如果返回0，则内核未被污点；任何其他数字都表示被污点的原因。解码该数字的最简单方法是脚本tools/debugging/kernel-chktaint，您的发行版可能会将其作为名为linux-tools或kernel-tools的软件包的一部分；如果没有，您可以从git.kernel.org下载该脚本，并使用sh kernel-chktaint执行它，这将在先前引用的日志中包含语句的机器上打印如下内容

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://linuxkernel.org.cn/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     '

您可以尝试自己解码该数字。如果只有一种原因导致您的内核被污点，那么这很容易，在这种情况下，您可以在下表中找到该数字。如果有多个原因，您需要解码该数字，因为它是一个位域，其中每个位表示是否存在特定类型的污点。最好将此留给前面提到的脚本，但如果您需要快速的东西，可以使用此shell命令来检查设置了哪些位

$ for i in $(seq 18); do echo $(($i-1)) $(($(cat /proc/sys/kernel/tainted)>>($i-1)&1));done

解码污点状态的表

位

日志

编号

导致内核被污染的原因

0

G/P

1

已加载专有模块

1

_/F

2

强制加载模块

2

_/S

4

内核在不符合规范的系统上运行

3

_/R

8

强制卸载模块

4

_/M

16

处理器报告了机器检查异常 (MCE)

5

_/B

32

引用了错误的页面或一些意外的页面标志

6

_/U

64

用户空间应用程序请求污点

7

_/D

128

内核最近已死亡，即存在 OOPS 或 BUG

8

_/A

256

ACPI表被用户覆盖

9

_/W

512

内核发出警告

10

_/C

1024

已加载暂存驱动程序

11

_/I

2048

应用了针对平台固件中错误的解决方法

12

_/O

4096

已加载外部构建（“树外”）模块

13

_/E

8192

已加载未签名的模块

14

_/L

16384

发生软锁死

15

_/K

32768

内核已进行实时修补

16

_/X

65536

辅助污点，为发行版定义和使用

17

_/T

131072

内核使用结构随机化插件构建

18

_/N

262144

已运行内核测试

19

_/J

524288

用户空间在fwctl中使用了改变调试操作

注意：字符_在此表中表示空格，以方便阅读。

污点的更详细说明

  1. 如果加载的所有模块都具有GPL或兼容许可证，则为G；如果已加载任何专有模块，则为P。没有MODULE_LICENSE或MODULE_LICENSE未被insmod识别为GPL兼容的模块被假定为专有模块。

  2. 如果任何模块被insmod -f强制加载，则为F；如果所有模块都正常加载，则为' '。

  3. 如果内核在不符合规范的处理器或系统上运行，则为S：硬件已置于不受支持的配置中，因此无法保证正确的执行。例如，如果内核被污染

    • 在x86上：在不报告PAE但可能具有功能实现的intel CPU（例如Pentium M）上，通过forcepae强制使用PAE，SMP内核在非官方支持SMP的Athlon CPU上运行，MSR正在从用户空间被探测。

    • 在arm上：内核在某些CPU（例如Keystone 2）上运行，而没有启用某些内核功能。

    • 在arm64上：CPU之间的硬件功能不匹配，引导加载程序以不同的模式启动CPU。

    • 某些驱动程序在不受支持的体系结构上使用（例如，x86_64以外的scsi/snic，非x86/x86_64/itanium上的scsi/ips，为arm64上的irqchip/irq-gic具有损坏的固件设置......）。

    • x86/x86_64：微代码延迟加载是危险的，会导致内核污染。它要求所有CPU汇合以确保在系统尽可能静止时进行更新。但是，更高优先级的MCE/SMI/NMI可以使控制流远离该汇合并中断更新，这对机器可能有害。

  4. 如果模块被rmmod -f强制卸载，则为R；如果所有模块都正常卸载，则为' '。

  5. 如果任何处理器报告了机器检查异常，则为M；如果未发生机器检查异常，则为' '。

  6. 如果页面释放函数找到错误的页面引用或一些意外的页面标志。这表示硬件问题或内核错误；日志中应该有其他信息指示发生此污点的原因。

  7. 如果用户或用户应用程序专门请求设置Tainted标志，则为U；否则为' '。

  8. 如果内核最近已死亡，即存在OOPS或BUG，则为D。

  9. 如果ACPI表已被覆盖，则为A。

  10. 如果内核先前已发出警告，则为W。（尽管某些警告可能会设置更具体的污点标志。）

  11. 如果已加载暂存驱动程序，则为C。

  12. 如果内核正在解决平台固件（BIOS或类似固件）中的严重错误，则为I。

  13. 如果已加载外部构建（“树外”）模块，则为O。

  14. 如果在支持模块签名的内核中加载了未签名的模块，则为E。

  15. 如果系统先前发生了软锁死，则为L。

  16. 如果内核已进行实时修补，则为K。

  17. X 辅助污点，为Linux发行商定义和使用。

  18. T 内核使用 randstruct 插件构建，该插件可能会有意产生极其不寻常的内核结构布局（甚至是性能病态的布局），这在调试时非常重要。 在构建时设置。

  19. N 如果已运行内核测试，例如 KUnit 测试。

  20. J 如果用户空间打开了 /dev/fwctl/* 并执行了 FWTCL_RPC_DEBUG_WRITE 来使用该设备的调试功能。 设备调试功能可能会导致设备以未定义的方式发生故障。