專案除錯中碰見過多次，之前不懂是 Oops，下面記錄下

linux中經常遇到下面情況出現空指標，導致 linux 死掉：

1. linux sys 建立的節點中 store 函式返回值不是 return count
2. linux 操作pinctrl 時，如果dts中節點沒有配置，如中斷引腳節點
3. linux 驅動中函式為指標型別，使用前沒有分配空間

下面是對Oops的介紹，內容轉自地址：
https://blog.csdn.net/kangear/article/details/8217329

Oops 資訊來源及格式

當核心出錯時(比如訪問非法地址)打印出來的資訊被稱為 Oops 資訊。 Oops (單詞含義為“驚訝”)

Oops 資訊包含以下幾部分內容
1 一段文字描述資訊。
比如類似“Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000”的資訊,它說明了發生的是哪類錯誤。
2 Oops 資訊的序號。
比如是第 1 次、第 2 次等。這些資訊與下面類似,中括號內的資料表示序號。
Internal error: Oops: 805 [#1]
3 核心中載入的模組名稱,也可能沒有,以下面字樣開頭。
Modules linked in:
4 發生錯誤的 CPU 的序號,對於單處理器的系統,序號為 0, 比如:
CPU: 0
Not tainted (2.6.22.6 #36)
5 發生錯誤時 CPU 的各個暫存器值。
6 當前程序的名字及程序 ID,比如:
Process swapper (pid: 1, stack limit = 0xc0480258)
這並不是說發生錯誤的是這個程序,而是表示發生錯誤時,當前程序是它。錯誤可能發生在核心程式碼、驅動程式,也可能就是這個程序的錯誤。
7 棧資訊。
8 棧回溯資訊,可以從中看出函式呼叫關係,形式如下:
Backtrace:
[] (s3c2410fb_probe+0x0/0x560) from [] (platform_drv_
probe+0x20/0x24)
…
9 出錯指令附近的指令的機器碼,比如(出錯指令在小括號裡)
:
Code: e24cb004 e24dd010 e59f34e0 e3a07000 (e5873000)

配置核心使 Oops 資訊的棧回溯資訊更直觀
Linux 2.6.22 自身具備的除錯功能,可以使得打印出的 Oops 資訊更直觀。通過 Oops 資訊中 PC 暫存器的值可以知道出錯指令的地址,通過棧回溯資訊可以知道出錯時的函式呼叫關係,根據這兩點可以很快定位錯誤。要讓核心出錯時能夠列印棧回溯資訊,編譯核心時要增加“-fno-omit-frame-pointer”選項,這可以通過配置CONFIG_FRAME_POINTER 來實現。檢視核心目錄下的配置檔案.config,確保 CONFIG_FRAME_POINTER 已經被定義,如果沒有,執行“make menuconfig”命令重新配置核心。CONFIG_FRAME_POINTER 有可能被其他配置項自動選上。
18.3.3

使用 Oops 資訊除錯核心的例項
1.獲得 Oops 資訊
本小節故意修改 LCD 驅動程式 drivers/video/s3c2410fb.c,加入錯誤程式碼:在 s3c2410fb_
probe 函式的開頭增加下面兩條程式碼:
int *ptest = NULL;
*ptest = 0x1234;
重新編譯核心,啟動後會出錯並打印出如下 Oops 資訊:
Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000
pgd = c0004000
[00000000] *pgd=00000000
Internal error: Oops: 805 [#1]
Modules linked in:
CPU: 0
Not tainted (2.6.22.6 #36)
PC is at s3c2410fb_probe+0x18/0x560
LR is at platform_drv_probe+0x20/0x24
pc : []
lr : []
psr: a0000013
sp : c0481e64 ip : c0481ea0 fp : c0481e9c
r10: 00000000 r9 : c0024864 r8 : c03c420c
r7 : 00000000 r6 : c0389a3c r5 : 00000000 r4 : c036256c
r3 : 00001234 r2 : 00000001 r1 : c04c0fc4 r0 : c0362564
Flags: NzCv IRQs on FIQs on Mode SVC_32 Segment kernel
Control: c000717f Table: 30004000 DAC: 00000017
Process swapper (pid: 1, stack limit = 0xc0480258)
Stack: (0xc0481e64 to 0xc0482000)
1e60:c02b1f70 00000020 c03625d4 c036256c c036256c 00000000 c0389a3c
1e80: c0389a3c c03c420c c0024864 00000000 c0481eac c0481ea0 c01bf4e8 c001a704
1ea0: c0481ed0 c0481eb0 c01bd5a8 c01bf4d8 c0362644 c036256c c01bd708 c0389a3c
1ec0: 00000000 c0481ee8 c0481ed4 c01bd788 c01bd4d0 00000000 c0481eec c0481f14
1ee0: c0481eec c01bc5a8 c01bd718 c038dac8 c038dac8 c03625b4 00000000 c0389a3c
1f00: c0389a44 c038d9dc c0481f24 c0481f18 c01bd808 c01bc568 c0481f4c c0481f28
1f20: c01bcd78 c01bd7f8 c0389a3c 00000000 00000000 c0480000 c0023ac8 00000000
1f40: c0481f60 c0481f50 c01bdc84 c01bcd0c 00000000 c0481f70 c0481f64 c01bf5fc
1f60: c01bdc14 c0481f80 c0481f74 c019479c c01bf5a0 c0481ff4 c0481f84 c0008c14
1f80: c0194798 e3c338ff e0222423 00000000 00000001 e2844004 00000000 00000000
1fa0: 00000000 c0481fb0 c002bf24 c0041328 00000000 00000000 c0008b40 c00476ec
1fc0: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
1fe0: 00000000 00000000 00000000 c0481ff8 c00476ec c0008b50 c03cdf50 c0344178
Backtrace:
[] (s3c2410fb_probe+0x0/0x560) from [] (platform_drv_
probe+0x20/0x24)
[] (platform_drv_probe+0x0/0x24) from [] (driver_probe_
device+0xe8/0x18c)
[] (driver_probe_device+0x0/0x18c) from [] (driver
attach+0x80/0xe0)
r8:00000000 r7:c0389a3c r6:c01bd708 r5:c036256c r4:c0362644
[] ( driver_attach+0x0/0xe0) from [] (bus_for_each
dev+0x50/0x84)
r5:c0481eec r4:00000000
[] (bus_for_each_dev+0x0/0x84) from [] (driver_attach+
0x20/0x28)
r7:c038d9dc r6:c0389a44 r5:c0389a3c r4:00000000
[] (driver_attach+0x0/0x28) from [] (bus_add_driver+
0x7c/0x1b4)
[] (bus_add_driver+0x0/0x1b4) from [] (driver_register+
0x80/0x88)
[] (driver_register+0x0/0x88) from [] (platform_driver_
register+0x6c/0x88)
r4:00000000
[] (platform_driver_register+0x0/0x88) from [] (s3c2410fb_
init+0x14/0x1c)
[] (s3c2410fb_init+0x0/0x1c) from [] (kernel_init+0xd4/
0x28c)
[] (kernel_init+0x0/0x28c) from [] (do_exit+0x0/0x760)
Code: e24cb004 e24dd010 e59f34e0 e3a07000 (e5873000)
Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init!

分析 Oops 資訊
(1)明確出錯原因
由出錯資訊“Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000”可知核心是因為非法地址訪問出錯,使用了空指標。

(2)根據棧回溯資訊找出函式呼叫關係。
核心崩潰時,可以從 pc 暫存器得知崩潰發生時的函式、出錯指令。但是很多情況下,錯誤有可能是它的呼叫者引入的,所以找出函式的呼叫關係也很重要。
部分棧回溯資訊如下:
[] (s3c2410fb_probe+0x0/0x560) from [] (platform_drv_probe+0x20/0x24)
這行資訊分為兩部分,
表示後面的 platform_drv_probe 函式呼叫了前面的 s3c2410fb_probe函式。
前半部含義為:
“c001a6f4”是 s3c2410fb_probe 函式首地址偏移 0 的地址,這個函式大小為 0x560。
後半部含義為:
“c01bf4e8”是 platform_drv_probe 函式首地址偏移 0x20 的地址,這個函式大小為 0x24。
另外,後半部的“[]”表示 s3c2410fb_probe 執行後的返回地址。
對於類似下面的棧回溯資訊,其中是 r8~r4 表示 driver_probe_device 函式剛被呼叫時這些暫存器的值。
[] (driver_probe_device+0x0/0x18c) from [] (__driver_attach+0x80/0xe0)
r8:00000000 r7:c0389a3c r6:c01bd708 r5:c036256c r4:c0362644
從上面的棧回溯資訊可以知道核心出錯時的函式呼叫關係如下,最後在 s3c2410fb_probe函式內部崩潰。
do_exit ->kernel_init ->s3c2410fb_init ->platform_driver_register ->driver_register ->bus_add_driver ->
driver_attach ->bus_for_each_dev ->__driver_attach ->driver_probe_device ->platform_drv_probe ->
s3c2410fb_probe
(3)根據 pc 暫存器的值確定出錯位置。上述 Oops 資訊中出錯時的暫存器值如下:
PC is at s3c2410fb_probe+0x18/0x560
LR is at platform_drv_probe+0x20/0x24
pc : []
lr : []
psr: a0000013
…
“PC is at s3c2410fb_probe+0x18/0x560”表示出錯指令為 s3c2410fb_probe 函式中偏移為
0x18 的指令。
“pc : []”表示出錯指令的地址為 c001a70c(十六進位制)。

(4)結合核心原始碼和反彙編程式碼定位問題。
先生成核心的反彙編程式碼 vmlinux.dis,執行以下命令:
$ cd /work/system/linux-2.6.22.6
$ arm-linux-objdump -D vmlinux > vmlinux.dis
出錯地址 c001a70c 附近的部分彙編程式碼如下:
c001a6f4 <s3c2410fb_probe>:
c001a6f4: e1a0c00d mov ip, sp
c001a6f8: e92ddff0 stmdb
c001a6fc: e24cb004 sub fp, ip, #4 ; 0x4
c001a700: e24dd010 sub sp, sp, #16 ; 0x10
c001a704: e59f34e0 ldr r3, [pc, #1248] ; c001abec <.init+0x1284c>
c001a708: e3a07000 mov r7, #0
c001a70c: e5873000 str r3, [r7]
c001a710: e59030fc ldr r3, [r0, #252]
sp!, {r4, r5, r6, r7, r8, r9, sl, fp, ip, lr, pc}; 0x0
<===========出錯指令
出錯指令為“str r3, [r7]”,它把 r3 暫存器的值放到記憶體中,記憶體地址為 r7 暫存器的值。根據 Oops 資訊中的暫存器值可知:r3 為 0x00001234,r7 為 0。0 地址不可訪問,所以出錯。
s3c2410fb_probe 函式的部分 C 程式碼如下:
static int __init s3c2410fb_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct s3c2410fb_info *info;
struct fb_info
*fbinfo;
struct s3c2410fb_hw *mregs;
int ret;
int irq;
int i;
u32 lcdcon1;
int *ptest = NULL;
*ptest = 0x1234;
mach_info = pdev->dev.platform_data;
結合反彙編程式碼,很容易知道是“*ptest = 0x1234;”導致錯誤,其中的 ptest 為空。對於大多數情況,從反彙編程式碼定位到 C 程式碼並不會如此容易,這需要較強的閱讀彙編程式的能力。通過棧回溯資訊知道函式的呼叫關係,這已經可以幫助定位很多問題了。

使用 Oops 的棧資訊手工進行棧回溯
前面說過,從 Oops 資訊的 pc 暫存器值可知得知崩潰發生時的函式、出錯指令。但是錯誤有可能是它的呼叫者引入的,所以還要找出函式的呼叫關係。由於核心配置了 CONFIG_FRAME_POINTER,當出現 Oops 資訊時,會列印棧回溯資訊。如果核心沒有配置 CONFIG_FRAME_POINTER,這時可以自己分析棧資訊,找到函式的呼叫關係。

1.棧的作用
一個程式包含程式碼段、資料段、BSS 段、堆、棧;其中資料段用來中儲存初始值不為 0的全域性資料,BSS 段用來儲存初始值為 0 的全域性資料,堆用於動態記憶體分配,棧用於實現函式呼叫、儲存區域性變數。
被呼叫函式在執行之前,它會將一些暫存器的值儲存在棧中,其中包括返回地址暫存器 lr。如果知道了所儲存的 lr 寄存的值,那麼就可以知道它的呼叫者是誰。在棧資訊中,一個函式一個函式地往上找出所有儲存的 lr 值,就可以知道各個呼叫函式,這就是棧回溯的原理。