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[22996] 2014-08-20_Linux内核测试与调试（3）

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2014-08-20_Linux内核测试与调试（3） L i n u x   内 核 测 试 与 调 试 （ 3 ） L i n u x 中 国   2 0 1 4 - 0 8 - 2 0 基 本 测 试 安 装 好 内 核 后 ， 试 试 能 不 能 启 动 它 。 能 启 动 的 话 ， 检 查   d m e s g   看 看 有 没 有 隐 藏 的 错 误 。 试 试 下 面 的 功 能 ： 网 络 （ W i f i   或 者 网 线 ） 是 否 可 用 ？ s s h   是 否 可 用 ？ 使 用   s s h   远 程 传 输 文 件 。 使 用   g i t   c l o n e   和   g i t   p u l l   命 令 。 用 用 网 络 浏 览 器 。 查 看   e m a i l 。 使 用   f t p ,   w g e t   等 软 件 下 载 文 件 。 播 放 音 频 视 频 文 件 。 连 上   U S B   鼠 标 等 设 备 。 检 查 内 核 日 志 使 用   d m e s g   查 看 隐 藏 的 问 题 ， 对 于 定 位 新 代 码 带 来 的   b u g   是 一 个 好 方 法 。 一 般 来 说 ， d m e s g   不 会 输 出 新 的   c r i t ,   a l e r t ,   e m e r g   级 别 的 错 误 信 息 ， 也 不 应 该 出 现 新 的   e r r   级 别 的 信 息 。 你 要 注 意 的 是 那 些   w a r n   级 别 的 日 志 信 息 。 请 注 意   w a r n   这 个 级 别 的 信 息 并 不 是 坏 消 息 ， 新 代 码 带 来 新 的 警 告 信 息 ， 不 会 给 内 核 带 去 严 重 的 影 响 。
d m e s g   - t   - l   e m e r g d m e s g   - t   - l   c r i t d m e s g   - t   - l   a l e r t d m e s g   - t   - l   e r r d m e s g   - t   - l   w a r n d m e s g   - t   - k d m e s g   - t 下 面 的 脚 本 运 行 了 上 面 的 命 令 ， 并 且 将 输 出 保 存 起 来 ， 以 便 与 老 的 内 核 的   d m e s g   输 出 作 比 较 （ L C T T ： 老 内 核 的   d m e s g   输 出 在 本 系 列 的 第 二 篇 文 章 中 有 介 绍 ） 。 然 后 运 行   d i f f   命 令 ， 查 看 新 老 内 核   d m e s g   日 志 之 间 的 不 同 。 这 个 脚 本 需 要 输 入 老 内 核 版 本 号 ， 如 果 不 输 入 参 数 ， 它 只 会 生 成 新 内 核 的   d m e s g   日 志 文 件 后 直 接 退 出 ， 不 再 作 比 较 （ L C T T ： 话 是 这 么 说 没 错 ， 但 点 开 脚 本 一 看 ， 没 输 参 数 的 话 ， 这 货 会 直 接 退 出 ， 连 新 内 核 的   d m e s g   日 志 也 不 会 保 存 的 ） 。 如 果   d m e s g   日 志 有 新 的 警 告 信 息 ， 表 示 新 发 布 的 内 核 有 漏 网 之 “ 虫 ” ， 这 些   b u g   逃 过 了 自 测 和 系 统 测 试 。 你 要 看 看 ， 那 些 警 告 信 息 后 面 有 没 有 栈 跟 踪 信 息 ？ 也 许 这 里 有 很 多 问 题 需 要 你 进 一 步 调 查 分 析 。 d m e s g   测 试 脚 本 测 试 脚 本 压 力 测 试 执 行 压 力 测 试 的 一 个 好 办 法 是 同 时 跑 三 四 个 内 核 编 译 任 务 。 下 载 各 种 版 本 的 内 核 ， 同 时 编 译 它 们 ， 并 记 录 时 间 。 比 较 新 内 核 跑 压 力 测 试 和 老 内 核 跑 压 力 测 试 所 花 的 时 间 ， 然 后 可 以 定 位 新 内 核 的 性 能 。 如 果 新 内 核 跑 压 力 测 试 的 时 间 比 老 内 核 的 更 长 ， 说 明 新 内 核 的 部 分 模 块 性 能 退 步 了 。 性 能 问 题 很 难 调 试 出 来 。 第 一 步 是 找 出 哪 里 导 致 的 性 能 退 步 。 同 时 跑 多 个 内 核 编 译 任 务 对 检 测 内 核 整 体 性 能 来 说 是 个 好 方 法 ， 但 是 这 种 方 法 涵 盖 了 多 个 内 核 模 块 ， 比 如 内 存 管 理 、 文 件 系 统 、 D M A 、 驱 动 等 （ L C T T ： 也 就 是 说 ， 这 种 压 力 测 试 没 办 法 定 位 到 是 哪 个 模 块 造 成 了 性 能 的 下 降 ） 。 t i m e   m a k e   a l l 内 核 测 试 工 具 我 们 可 以 在   L i n u x   内 核 本 身 找 到 多 种 测 试 方 法 。 下 面 介 绍 一 个 很 好 用 的 功 能 测 试 工 具 集 ：   k t e s t   套 件 k t e s t   是 一 个 自 动 测 试 套 件 ， 它 可 以 提 供 编 译 安 装 启 动 内 核 一 条 龙 测 试 服 务 ， 也 可 以 跑 交 叉 编 译 测 试 ， 前 提 是 你 的 系 统 有 安 装 交 叉 编 译 所 需 要 的 软 件 。 k t e s t   依 赖 于   f l e x   和   b i s o n 。 详 细 信 息 请 参 考 放 在   t o o l s / t e s t i n g / k t e s t   目 录 下 的 文 档 ， 你 可 以 自 学 成 材 。 另 外 还 有 一 些 参 考 资 料 教 你 怎 么 使 用   k t e s t ： k t e s t - e L i n u x . o r g t o o l s / t e s t i n g / s e l f t e s t s   套 件 我 们 来 玩 玩 自 测 吧 。 内 核 源 码 的 多 个 子 系 统 都 有 自 己 的 自 测 工 具 ， 到 目 前 为 止 ， 断 点 、 c p u 热 插 拔 、 e f i v a r f s 、 I P C 、 K C M P 、 内 存 热 插 拔 、 m q u e u e 、 网 络 、 p o w e r p c 、 p t r a c e 、 r c u t o r t u r e 、 定 时 器 和 虚 拟 机 子 系 统 都 有 自 测 工 具 。 另 外 ， 用 户 态 内 存 的 自 测 工 具 可 以 利 用   t e s t u s e r c o p y   模 块 来 测 试 用 户 态 内 存 到 内 核 态 的 拷 贝 过 程 。 下 面 的 命 令 演 示 了 如 何 使 用 这 些 测 试 工 具 ： 编 译 测 试 ： m a k e   - C   t o o l s / t e s t i n g / s e l f t e s t s 测 试 全 部 ： （ 有 些 测 试 需 要   r o o t   权 限 ， 你 需 要 以   r o o t   用 户 登 入 系 统 然 后 运 行 命 令 ） m a k e   - C   t o o l s / t e s t i n g / s e l f t e s t s   r u n _ t e s t s
只 测 试 单 个 子 系 统 ： m a k e   - C   t o o l s / t e s t i n g / s e l f t e s t s   T A R G E T S = v m   r u n _ t e s t s t o o l s / t e s t i n g / f a u l t - i n j e c t i o n   套 件 在   t o o l s / t e s t i n g   目 录 下 的 另 一 个 测 试 套 件 是   f a u l t - i n j e c t i o n 。 f a i l c m d . s h   脚 本 用 于 检 测   s l a b   和 内 存 页 分 配 器 的 错 误 。 这 些 工 具 可 以 测 试 内 核 能 否 很 好 地 从 错 误 状 态 中 恢 复 回 来 。 这 些 测 试 需 要 用 到   r o o t   权 限 。 下 面 简 单 介 绍 了 一 些 当 前 能 提 供 的 错 误 检 测 方 法 。 随 着 错 误 检 测 方 法 的 增 加 ， 这 份 名 单 也 会 不 断 增 长 。 最 新 的 名 单 请 参 考   D o c u m e n t a t i o n / f a u l t - i n j e c t i o n / f a u l t - i n j e c t i o n . t x t   文 档 。 f a i l s l a b   （ 默 认 选 项 ） 产 生   s l a b   分 配 错 误 。 作 用 于   k m a l l o c ( ) ,   k m e m c a c h e a l l o c ( )   等 函 数 （ L C T T ： 产 生 的 结 果 是 调 用 这 些 函 数 就 会 返 回 失 败 ， 可 以 模 拟 程 序 分 不 到 内 存 时 是 否 还 能 稳 定 运 行 下 去 ） 。 f a i l _ p a g e _ a l l o c 产 生 内 存 页 分 配 的 错 误 。 作 用 于   a l l o c p a g e s ( ) ,   g e t f r e e _ p a g e s ( )   等 函 数 （ L C T T ： 同 上 ， 调 用 这 些 函 数 ， 返 回 错 误 ） 。 f a i l _ m a k e _ r e q u e s t 对 满 足 条 件 （ 可 以 设 置   / s y s / b l o c k / / m a k e - i t - f a i l   或   / s y s / b l o c k / / / m a k e - i t - f a i l   文 件 ） 的 磁 盘 产 生   I O   错 误 ， 作 用 于   g e n e r i c _ m a k e _ r e q u e s t ( )   函 数 （ L C T T ： 所 有 针 对 这 块 磁 盘 的 读 或 写 请 求 都 会 出 错 ） 。 f a i l _ m m c _ r e q u e s t 对 满 足 条 件 （ 可 以 设 置   / s y s / k e r n e l / d e b u g / m m c 0 / f a i l _ m m c _ r e q u e s t   这 个   d e b u g f s   属 性 ） 的 磁 盘 产 生   M M C 数 据 错 误 。 你 可 以 自 己 配 置   f a u l t - i n j e c t i o n   套 件 的 功 能 。 f a u l t - i n j e c t - d e b u g f s   内 核 模 块 在 系 统 运 行 时 会 在   d e b u g f s   文 件 系 统 下 面 提 供 一 些 属 性 文 件 。 你 可 以 指 定 出 错 的 概 率 ， 指 定 两 个 错 误 之 间 的 时 间 间 隔 ， 当 然 本 套 件 还 能 提 供 更 多 其 他 功 能 ， 具 体 请 查 看   D o c u m e n t a t i o n / f a u l t - i n j e c t i o n / f a u l t - i n j e c t i o n . t x t 。   B o o t   选 项 可 以 让 你 的 系 统 在   d e b u g f s   文 件 系 统 起 来 之 前 就 可 以 产 生 错 误 ， 下 面 列 出 几 个   b o o t   选 项 ： f a i l s l a b = f a i l _ p a g e _ a l l o c = f a i l _ m a k e _ r e q u e s t = m m c _ c o r e . f a i l _ r e q u e s t = [ i n t e r v a l ] , [ p r o b a b i l i t y ] , [ s p a c e ] , [ t i m e s ] f a u l t - i n j e c t i o n   套 件 提 供 接 口 ， 以 便 增 加 新 的 功 能 。 下 面 简 单 介 绍 下 增 加 新 功 能 的 步 骤 ， 详 细 信 息 请 参 考 上 面 提 到 过 的 文 档 ： 使 用   D E C L A R E _ F A U L T _ I N J E C T I O N ( n a m e )   定 义 默 认 属 性 ； 详 细 信 息 可 查 看   f a u l t - i n j e c t . h   中 定 义 的   s t r u c t   f a u l t _ a t t r   结 构 体 。
配 置   f a u l t   属 性 ， 新 建 一 个   b o o t   选 项 ; 这 步 可 以 使 用   s e t u p _ f a u l t _ a t t r ( a t t r ,   s t r )   函 数 完 成 ， 为 了 能 在 系 统 启 动 的 早 期 产 生 错 误 ， 添 加 一 个   b o o t 选 项 这 一 步 是 必 须 要 有 的 。 添 加   d e b u g f s   属 性 ； 使 用   f a u l t _ c r e a t e _ d e b u g f s _ a t t r ( n a m e ,   p a r e n t ,   a t t r )   函 数 ， 为 新 功 能 添 加 新 的   d e b u g f s   属 性 。 为 模 块 设 置 参 数 ； 为 模 块 添 加 一 些 参 数 ， 对 于 配 置 错 误 属 性 来 说 是 一 个 好 主 意 ， 特 别 是 当 新 功 能 的 应 用 范 围 受 限 于 单 个 内 核 模 块 的 时 候 （ L C T T ： 不 同 内 核 ， 你 的 新 功 能 可 能 需 要 不 同 的 测 试 参 数 ， 通 过 设 置 参 数 ， 你 的 功 能 可 以 不 必 为 了 迎 合 不 同 内 核 而 每 次 都 重 新 编 译 一 遍 ） 。 添 加 一 个 钩 子 函 数 到 错 误 测 试 的 代 码 中 。 s h o u l d _ f a i l ( a t t r ,   s i z e )   — —   当 这 个 钩 子 函 数 返 回   t r u e   时 ， 用 户 的 代 码 就 应 该 产 生 一 个 错 误 。 应 用 程 序 使 用 这 个   f a u l t - i n j e c t i o n   套 件 可 以 指 定 某 个 具 体 的 内 核 模 块 产 生   s l a b   和 内 存 页 分 配 的 错 误 ， 这 样 就 可 以 缩 小 性 能 测 试 的 范 围 。 v i a :   h t t p : / / w w w . l i n u x j o u r n a l . c o m / c o n t e n t / l i n u x - k e r n e l - t e s t i n g - a n d - d e b u g g i n g ? p a g e = 0 , 2 译 者 ： b a z z 2   校 对 ： w x y 本 文 由   L C T T   原 创 翻 译 ， L i n u x 中 国   荣 誉 推 出 阅 读 原 文
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