阅读打卡第四站：基于x86_64解决宕机难题——《奔跑吧Linux内核2：调试与案例分析》

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Linux阅读小组的成员：@iysheng 、@maskmoo 、@oxlm_1 、@jobszheng5 、@y909334873 、@硬核王同学 、@TL-LED 、@segFault @qiao--- 、@crimsonsnow 。

 

书籍第四站的打卡题目来啦，预计阅读完《奔跑吧Linux内核2：调试与案例分析》第四章可解答。

新的一周开启拉，跟上啦。

 

 

本站打卡题目

1．请简述Kdump的工作原理。
2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？
3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

 

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oxlm_1

1．请简述Kdump的工作原理。

基于Kexec，在系统崩溃时快速切换到一个备份的内核，保留第一个内核的内存信息，同时第二个内核对第一个内核的内存数据进行分析并将数据和分析结果保存下来。

2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？

当函数中参数的数量少于或等于6个时，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数的参数的数量大于6时，采用栈空间来传递函数的参数。

3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

maskmoo

1. Kdump的工作原理简述: Kdump是基于kexec的内核崩溃转储机制，在系统崩溃（比如内核panic）时捕获系统的内存镜像。

   系统运行的正常内核，被称为"第一知内核"。在系统初始化时，会预留一部分内存用于第二阶段使用。同时需要配置和启动kdump服务，这涉及指定转储文件的位置和大小。当系统遇到致命错误而崩溃时，内核会启动一个精简的第二阶段内核（也称为"崩溃内核"或"捕获内核"），通常从预留的内存中加载。这个"崩溃内核"接管系统，然后收集并保存第一阶段内核的内存镜像，保存到文件系统上的一个文件里。这个内存镜像对于后续分析系统崩溃原因非常有用。

2. 在x86_64架构里函数参数是如何传递的: 在x86_64架构（也常写作x64或AMD64）中，函数参数传递调用约定最常见的是System V AMD64 ABI。根据这一约定，函数的前六个整数或指针参数通过寄存器传递，顺序依次是：RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9。超过这六个参数的，则通过函数调用的栈来传递。浮点数或是SIMD类型参数（如float, double, __m128等）通过XMM寄存器传递，前八个参数使用XMM0到XMM7。剩余的通过栈传递。

3. 函数栈的布局图（main()→func1()→func2()）: 在x86_64架构的函数栈中，栈是向下增长的（即向低地址增长）。简化示意如下（假设每一层函数都至少有一些局部变量和参数）

      

在实际应用中每个函数栈帧将包括函数返回地址、可能的参数传递（如果参数多于六个）、局部变量、以及调用的子函数所必需保存的任何寄存器值（调用者保存寄存器）

硬核王同学

1．请简述Kdump的工作原理。

答：Kdump即内核转储工具。Kdump的核心实现基于Kexec，Kexec的全程是Kernel execution，即内核执行，它非常类似于Linux内核中的exec系统调用。Kexec可以快速启动一个新的内核，他会跳过BIOS或者bootloader等引导程序的初始化阶段。这个特性可以让系统崩溃时快速切换到一个备份的内核，这样第一个内核的内存就得到保留。在第二个内核中可以对第一个内核产生的崩溃数据继续分析。
2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？

答：当函数中数的数量小于或等于6的时候，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数中参数的数量大于6的时候，采用栈空间来传递函数的参数。
3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

答：

 

crimsonsnow

1.请简述Kdump的工作原理。

kdump的核心实现基于kexec，kexec快速启动一个新的内核，称为生产内核。kdump会在内存中保留一块区域，用来存放捕获内核。在系统崩溃导致内核崩溃时候，快速切换到一个新的备份的内核，称为捕获内核，跳过bios，这样生产内核的内存就得到保留，在捕获内核中可以对生产内核产生的崩溃数据继续分析，把生产内核的完整信息，包括CPU寄存器，栈数据等，转储到指定文件中，接着使用crash工具来分析这个转储文件，以快速定位宕机问题。

2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？

当函数中数的数量小于或等于6的时候，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数中参数的数量大于6的时候，采用栈空间来传递函数的参数。
3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

y909334873

1．请简述Kdump的工作原理。

>>生产内核崩溃会快速启动Kexec,切换到捕获内核来对生产内核崩溃数据进行收集转储

2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？

>>当函数中数的数量小于或等于6的时候，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数中参数的数量大于 6 的时候，采用栈空间来传递函数的参数

3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

qiao---

1．请简述Kdump的工作原理。

Kdump的核心实现基于Kexec，Kexec的全称是 Kernel execution，即内核执行，它非常类似于Linux内核中的exec系统调用。Kexec可以快速启动一个新的内核，它会跳过BIOS或者bootloader等引导程序的初始化阶段。这个特性可以让系统崩溃时快速切换到一个备份的内核，这样第一个内核的内存就得到保留。在第二个内核中可以对第一个内核产生的崩溃数据继续分析。这里说的第一个内核通常称为生产内核( production kernel)，是产品或者线上服务器主要运行的内核。第二个内核称为捕获内核(capture kernel),当生产内核崩溃时会快速切换到此内核进行信息收集和转储。

2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？

当函数中数的数量小于或等于6的时候，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数中参数的数量大于6的时候，采用栈空间来传递函数的参数。

3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

 

TL-LED

 

1．请简述Kdump的工作原理。

Kdump的核心实现基于Kexec，即内核执行。Kexec可以快速启动一个新的内核，它会跳过bootloader等引导程序的初始化阶段。让系统崩溃时快速切换到一个备份的内核。这样第一个内核的内存得到保存，第二个内核中可以对第一个内核中产生的崩溃的数据继续分析。

 

2．在x84_64架构里函数参数是如何传递的？
当函数中数的数量小于或等于6时，使用通用寄存器来传递函数的参数。当函数中参数的数量大于6时，采用栈空间来传递函数的参数。

3．假设函数调用关系为main()→func1()→func2()，请画出x84_64架构的函数栈的布局图。

 

iysheng

1. Kdump 会在内存中保留一块区域，用来存放捕获的内核。当内核崩溃时，Kdump通过Kexec机制自动启动捕获内核跳过 Bios,以免破坏生产内核的内存，然后将生产内核的完整信息转储到指定的文件中。

2. 当函数参数的数量小于等于6时，使用通用寄存器传递函数参数。当参数数量大于6时使用栈空间传递参数。

3.

 

segFault

<div class='shownolgin' data-isdigest='no'>1. kdump原理 Kdump是Linux内核的崩溃转储工具，它允许系统在遇到致命错误时捕获内核转储（也称为核心转储或崩溃转储）。这个转储可以用于事后分析，以确定导致系统崩溃的原因。Kdump的工作原理可以分为以下几个步骤： 1. **预备阶段**： - Kdump配置一个专门的崩溃内核（crash kernel），这个内核的大小远小于主内核，并且在系统启动时被加载到内存中。 - 崩溃内核位于主内核可访问的内存区域内，这样在主内核崩溃时，它仍然可以运行。 2. **触发阶段**： - 当主内核检测到无法恢复的错误时（比如内存访问违规、不可处理的硬件错误等），它会通过特殊的机制将控制权交给崩溃内核。 - 崩溃内核接管系统后，会停止所有非必要的硬件和软件操作，确保内存内容不会被覆盖。 3. **转储阶段**： - 崩溃内核使用预先配置的内存映射和转储设备（通常是磁盘上的一个文件），将主内核的内存映像写入转储文件中。 - 转储过程中可能会使用到kexec系统调用，它允许绕过常规的引导加载程序直接加载和运行另一个内核。 4. **重启阶段**： - 完成转储后，崩溃内核可以选择重启系统，以便进行后续的分析工作。 - 系统重启后，用户可以使用像gdb（GNU调试器）这样的工具来分析转储文件，诊断问题所在。 Kdump是一个强大的故障排查工具，它允许系统管理员在发生严重错误时收集关键信息，有助于快速定位问题并采取相应的修复措施。 2. x86_64架构里，函数的传参方式 在x86_64架构中，函数参数通常通过寄存器传递。这种调用约定被称作System V AMD64 ABI（Application Binary Interface）。以下是传递参数的一般规则： 1. **第一个整数或指针参数**：放在`rdi`寄存器中。 2. **第二个整数或指针参数**：放在`rsi`寄存器中。 3. **第三个整数或指针参数**：放在`rdx`寄存器中。 4. **第四个整数或指针参数**：放在`rcx`寄存器中。 5. **第五个、第六个和第七个整数或指针参数**：分别放在`r8`、`r9`和`r10`寄存器中。 如果有超过七个的参数，剩余的参数将通过栈传递。函数返回值通常也通过这些寄存器返回，具体取决于返回类型： - **整型和指针返回值**：通过`rax`寄存器返回。 - **浮点型和向量返回值**：通过`xmm0`寄存器返回。 对于结构体类型的返回值，如果它小于或等于128位（16字节），则通过`rax`寄存器返回；如果大于128位，则通过栈返回。 在调用函数之前，调用者负责将参数按正确的顺序放入相应的寄存器中。函数内部通常不会修改`rdi`、`rsi`、`rdx`、`rcx`、`r8`、`r9`和`r10`寄存器的值，以确保调用者能够从这些寄存器中检索参数。 需要注意的是，有些情况下，如变量参数（使用`...`表示的参数），参数会通过栈传递，而不是寄存器。此外，某些特定的系统调用或 库函数可能使用不同的调用约定，所以在实际编程中需要参考相应的文档或规范。 3. main->func1()->func2() 函数栈 在x86_64架构下，当函数`main()`调用`func1()`，然后`func1()`调用`func2()`时，函数栈（call stack）的布局大致如下所示： ``` |-----------------| <---- Stack top (High addresses) | func2() | |-----------------| |func2() return| <---- Space for func2's return address |-----------------| | func1() | |-----------------| |func1() return| <---- Space for func1's return address |-----------------| | main() | |-----------------| | main() return| <---- Space for main's return address |-----------------| | ... | <---- Dynamic linker information, arguments, etc. |-----------------| <---- Stack bottom (Low addresses) ``` 解释： - 每个函数调用都会在栈上分配一个新的帧（frame），用于存储该函数的局部变量、保存的寄存器值以及返回地址。 - `func2()`的帧位于最上面，包含`func2()`的返回地址指向`func1()`中的下一条指令。 - 紧随其后的是`func1()`的帧，包含`func1()`的返回地址指向`main()`中的下一条指令。 - 最下面的是`main()`的帧，其中包含`main()`的返回地址，通常指向操作系统的退出例程或者程序的下一个要执行的部分。 - 栈是向下增长的，即低地址在栈的底部，高地址在栈的顶部。 - 在每个函数帧中，还可能包含被调用函数保存的寄存器值，以确保在函数执行完毕后可以恢复这些寄存器的原始状态。 - 栈上还可能包含其他信息，如动态链接器的信息、传递给函数的参数等。 请注意，这只是一个简化的示意图。实际的栈布局可能会有所不同，具体取决于函数的参数、局部变量的大小以及编译器的优化设置等因素。此外，现代操作系统还可能在栈和堆之间预留空间用于保护页，以防止栈溢出攻击。</div><script>showreplylogin();</script>

jobszheng5

Q1：Kdump为内核转储工具。Kdump核心实现基于Kexec系统调用，其可快速启动一个新的内核，它会跳过BIOS或bootloader等引导程序的初始化阶段。此特性可以让系统崩溃时快速切换到一个备份的内核，这样第一个内核的内存就得到保留。在第二个内核中可以对第一个内核产生的崩溃数据继续分析。即当生产内核crash时，快速切换到备份内核，并进行信息收集和转储。

Q2：当函数中数的数量小于等于6时，使用通用寄存器来传递函数的参数。当大于6时，采用栈空间来传递函数的参数。

Q3：