【ARM Linux 系统稳定性分析入门及渐进 1.1 -- Crash 工具功能概述】

文章目录

- [Crasg 功能概述](#Crasg 功能概述)
- - [Crash 核心功能](#Crash 核心功能)
  - [Crash 版本独立性](#Crash 版本独立性)
- [为什么使用 Crash 工具？](#为什么使用 Crash 工具？)
- - [Crash 工具的优势](#Crash 工具的优势)
- [Crash 工具编译](#Crash 工具编译)
- - [debug 信息保留](#debug 信息保留)

Crasg 功能概述

crash 工具是一个强大的 Linux 内核调试和分析工具，最初基于 SVR4 UNIX 的 crash 命令，但经过显著增强，完全与 GNU GDB 调试器结合在一起。这样的结合有效地将传统 UNIX crash 工具的内核特定特性与 GDB 的源代码级调试能力结合在一起。

crash 工具可以用于调查以下几种情况：

实时 Linux 系统：可以在系统运行时进行实时分析。
Linux 内核核心转储：
通过 kdump 功能创建的转储。
通过 makedumpfile 命令创建的压缩内核核心转储。
通过 Red Hat Netdump 和 Diskdump 功能创建的核心转储。
Xen 主机和客机的内核核心转储。
KVM 客机的内核核心转储通过 virsh dump 创建。
S390 和 S390x 架构的内核核心转储通过 IBM Standalone Core Dump 功能创建。
通过 LKCD SourceForge 项目创建的核心转储。
通过 Mission Critical Linux 提供的 MCORE 补丁创建的核心转储。

Crash 核心功能

crash 工具提供了一系列命令，用于进行常见的内核核心分析，例如：

内核堆栈回溯：获取所有进程的内核堆栈回溯。
源代码反汇编：可以查看内核的源代码级别的反汇编。
格式化显示内核结构和变量：可以查看内核结构体和变量的详细信息。
虚拟内存数据：分析和展示内核的虚拟内存使用情况。
链表转储：可以查看和转储内核中的链表结构。

此外，crash 工具还包括了许多深入探索特定内核子系统的命令，同时允许输入相关的 GDB 命令，这些命令会传递给 GDB 模块执行。

Crash 版本独立性

crash 工具设计为独立于 Linux 版本。当新的内核源代码影响到 crash 的正确功能和命令集时，该工具将会更新以识别新的内核代码变化，同时保持对早期版本的向后兼容性。这种设计使得 crash 成为一个非常灵活和强大的内核调试工具，能够适应多种 Linux 内核版本和配置。

典型应用：

在实际应用中，系统管理员和开发者可以使用 crash 工具进行以下操作：

诊断系统崩溃：通过分析核心转储，找出导致系统崩溃的原因。
调试内核模块：在开发和测试阶段，通过实时或转储分析方法调试内核模块。
性能分析：通过分析内核的行为，优化系统性能。

为什么使用 Crash 工具？

Linux 操作系统最初缺乏内置的、传统 UNIX 风格的内核崩溃转储功能。这一缺陷最早在 1999 年通过 Mission Critical Linux 的 MCORE 内核补丁和 SGI 的 LKCD（Linux Kernel Crash Dump）内核补丁得到了初步解决，随后在 2002 年通过 Red Hat 的 Netdump 功能和在 2004 年通过 Red Hat 的 Diskdump 功能进行了改进。最终，上游 Linux 社区在 2006 年决定采用 Kdump 作为标准的崩溃转储机制。

然而，生成内核崩溃转储文件只是解决问题的一半；还需要一个工具来识别转储文件格式，读取并提供一组有用的命令来解读它。此外，从用户空间检查实时系统的内核内部状况，唯一可用的选择是使用 GDB 处理 /proc/kcore。虽然 GDB 是一个非常强大的工具，但它主要用于调试用户程序，对内核的了解并不全面。因此，仅使用 GDB 在查看内核内存时作用有限，基本上只能打印内核数据结构（前提是 vmlinux 文件是用 -g C 标志构建的）、反汇编内核文本以及进行原始数据转储。此外，像 Red Hat Enterprise Linux 这样的发行版限制了对 /proc/kcore 的访问，使其无法用作内核内存源。

对于内核崩溃转储文件而言，Red Hat 的 Netdump 和未压缩的 Diskdump 功能，以及 Kdump 创建的转储文件是可被 GDB 读取的，但除了显示引起崩溃的任务的堆栈跟踪外，其功能与读取 /proc/kcore 时一样受限。此外，GDB 无法读取 LKCD、MCORE、Xen 或 s390/s390x 的转储文件。

在这种情况下，Crash 工具被开发出来，以方便地覆盖所有基于崩溃转储的分析需求，也包括所有列出的转储文件格式及实时系统。此外，它也被设计为易于扩展，以适应内核开发人员或分析人员的特定需求；内置命令集可以轻松扩展或增强，外部命令模块也可以编写并动态附加。

Crash 工具的优势

支持多种转储格式：Crash 能够处理多种内核崩溃转储格式，包括 Kdump、Netdump、Diskdump 等，以及特定硬件架构的转储文件，如 Xen 和 s390/s390x。
实时系统分析：不仅限于转储文件分析，Crash 还可以用于分析实时系统的内核状态。
扩展性：用户可以根据需求开发新的命令模块来扩展 Crash 的功能，以满足特定的调试和分析需求。
内核感知：与 GDB 不同，Crash 是专为内核分析设计的，它理解内核数据结构和内存布局，能够提供更丰富的内核调试信息。

Crash 工具编译

---> crash 工具官网链接 <---

powershell 复制代码

cd crash/crash-8.0.5$
make target=ARM64 -j32 //首次编译需要下载gdb源码

编译好后会生成文件如下：

debug 信息保留

vmlinux文件需要完整的debug_info，所以kernel编译前，需要再.config里添加CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED=n选项才可以，重新编译后，保存对应的vmlinux。