根据内核打印的段错误信息分析驱动程序——根据出错PC来分析

我们知道在内核里面不能够处理指向0地址的指针，我们故意引入这样一个指针，并根据打印的出错信息来进行分析，下面是我们的程序：

#include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/delay.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/irq.h>

#include <asm/io.h>

#include <asm/arch/regs-gpio.h>

#include <asm/hardware.h>

int *i;

static int first_drv_init(void)

{

         i=0;

        *i=2;

        return 0;

}

static void first_drv_exit(void)

{

}

module_init(first_drv_init);

module_exit(first_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

当我们加载的时候会打印出错信息，出错信息如下：

 

//第一行就指出了出错的原因是由于无法处理指向0地址的指针

Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000

pgd = c3e4c000

[00000000] *pgd=33c90031, *pte=00000000, *ppte=00000000

Internal error: Oops: 817 [#1]

Modules linked in: test  

CPU: 0    Not tainted  (2.6.22.6 #12)

//PC指明发生错误的指令的地址

//0x1c：该指令的偏移，0x28 ：该函数的大小

//大多时候PC值只会是一个地址，不会指示说在哪个函数里面

//当然这里是给出了函数了

PC is at first_drv_init+0x1c/0x28 [test]

//指明LR寄存器的值

LR is at sys_init_module+0x1424/0x1514

//执行这条导致错误的指令时各个寄存器的值

pc : [<bf00001c>]    lr : [<c006285c>]    psr: a0000013

sp : c3e25ec8  ip : c3e25ed8  fp : c3e25ed4

r10: c486e000  r9 : c3e29d14  r8 : 00000018

r7 : c48795b8  r6 : bf000360  r5 : bf000360  r4 : 00000000

r3 : 00000002  r2 : c0357028  r1 : 00000001  r0 : 00000000

Flags: NzCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  Segment user

Control: c000717f  Table: 33e4c000  DAC: 00000015

Process insmod (pid: 751, stack limit = 0xc3e24258)

//发生错误时当前进程的名称是insmod

栈

Stack: (0xc3e25ec8 to 0xc3e26000)

5ec0:                   c3e25fa4 c3e25ed8 c006285c bf000010 00000000 00000398 

5ee0: c02a9f60 c02a9f60 000000fc 0000001c 00000018 c3c13370 c3e25f18 00000000 

5f00: 00000028 00000028 0000005c 00000058 00000014 c3e24000 00000000 00000000 

5f20: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 

5f40: 00000003 00000000 00000005 00000000 00000000 00000000 00000017 00000016 

5f60: c487cd48 c3e0db80 c48794e4 000cb060 beb46918 000c7f7c c3e25f9c 0000eddb 

5f80: 000ca1b0 000cb050 00000080 c002b044 c3e24000 000c7f7c 00000000 c3e25fa8 

5fa0: c002aea0 c0061448 000ca1b0 000cb050 00900080 000cb248 0000eddb 000cb070 

5fc0: 0000eddb 000ca1b0 000cb050 00000000 000cb060 beb46918 000c7f7c 00000002 

5fe0: beb44fb8 beb44fac 00052354 401b7a00 60000010 00900080 00000000 00000000 

//这里从出错位置回溯出了函数的调用关系

Backtrace: 

[<bf000000>] (first_drv_init+0x0/0x28 [test]) from [<c006285c>] (sys_init_module+0x1424/0x1514)

[<c0061438>] (sys_init_module+0x0/0x1514) from [<c002aea0>] (ret_fast_syscall+0x0/0x2c)

Code: e59f3010 e3a00000 e5830000 e3a03002 (e5803000) 

Segmentation fault

分析：

1、根据pc值确定该指令属于内核还是外加的模块

先判断是否属于内核的地址: 看System.map确定内核的函数的地址范围:c0004000~c03be254

而本PC值为bf00001c，并不属于内核模块，而是属于加载模块

该System.map文件位于编译内核后的根目录

2、根据pc确定错误出在哪一个加载的内核模块

cat /proc/kallsyms  (内核函数、加载的函数的地址)

从这些信息中找出一个跟bf00001c相近的地址

我们找到如下信息：

bf000000 t first_drv_init[test]

这行表示first_drv_init地址是bf000000 ，显然出错位置就在0xbf000000 + 0x1c处，且对应的加载模块式test.ko

我们根据打印信息：PC is at first_drv_init+0x1c/0x28 [test]

看出确实是如此！

3、找到了test.ko

在PC上反汇编它: arm-linux-objdump -D test.ko > test.dis

在dis文件里找到地址：bf00001c，即：  

1c: e5803000 str r3, [r0]

根据对应的反汇编找到对应的c函数对应的位置

总结一下就是：

1、首先我们在出错信息中找到出错的地址

2、然后查看：System.map，判断出错位置是属于内核模块还是加载模块

3、如果是在加载模块的话，我们可以用命令：cat /proc/kallsyms > /kallsyms.txt来查看距离出错pc最近的一个函数是什么，并查看它属于哪一个模块。

最后我们反汇编该模块，并找到我们上面找到的那个函数，根据偏移地址找到出错pc的位置，根据该位置的汇编代码来判断出错位置对应c语言的位置。

上面的错误位置是出现在加载模块，那么如果出现在内核模块又怎么做呢？其实方法是完全一样的：

比如我们将上面的文件命名为test.c，然后将其放入内核的drivers/char/目录下面，然后将drivers/char/目录下的Makefile里面加上这么一句：

obj-y    +=test.o

重新编译内核：make uImage

用新内核启动

启动过程中崩溃了，打印出如下错误信息：

//看！无法处理0指针处的操作

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 #15)

PC is at first_drv_init+0x1c/0x28

LR is at kernel_init+0xd4/0x28c

pc : [<c019ad88>]    lr : [<c0008a94>]    psr: 60000013

sp : c0471f74  ip : c0471f84  fp : c0471f80

r10: 00000000  r9 : c0023864  r8 : c0022838

r7 : c0470000  r6 : 00000000  r5 : 00000000  r4 : 00000000

r3 : 00000002  r2 : c002292c  r1 : 00000000  r0 : 00000000

Flags: nZCv  IRQs on  FIQs on  Mode SVC_32  Segment kernel

Control: c000717f  Table: 30004000  DAC: 00000017

Process swapper (pid: 1, stack limit = 0xc0470258)

Stack: (0xc0471f74 to 0xc0472000)

1f60:                                              c0471ff4 c0471f84 c0008a94 

1f80: c019ad7c 0a00002e e5943000 00000000 00000001 e59f10fc 00000000 00000000 

1fa0: 00000000 c0471fb0 c002af24 c0040330 00000000 00000000 c00089c0 c00466f0 

1fc0: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 

1fe0: 00000000 00000000 00000000 c0471ff8 c00466f0 c00089d0 e5840058 15803024 

Backtrace: 

[<c019ad6c>] (first_drv_init+0x0/0x28) from [<c0008a94>] (kernel_init+0xd4/0x28c)

[<c00089c0>] (kernel_init+0x0/0x28c) from [<c00466f0>] (do_exit+0x0/0x760)

Code: e59f3010 e3a00000 e5830000 e3a03002 (e5803000) 

Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init!

分析：

1、我们找到pc值：c019ad88

2、然后：cat System.map，查看错误位置是否在内核模块

     我们发现内核模块函数的地址范围是：c0004000~c03bd168

     所以是属于内核模块的。

3、接下来我们反汇编内核：arm-linux-objdump -D vmlinux > vmlinux.dis

4、在dis文件里搜c014e6c0

      vi vmlinux.dis

我们找到如下信息：

c019ad6c <first_drv_init>:

c019ad6c:       e1a0c00d        mov     ip, sp

c019ad70:       e92dd800        stmdb   sp!, {fp, ip, lr, pc}

c019ad74:       e24cb004        sub     fp, ip, #4      ; 0x4

c019ad78:       e59f3010        ldr     r3, [pc, #16]   ; c019ad90 <.text+0x170d90>

c019ad7c:       e3a00000        mov     r0, #0  ; 0x0

c019ad80:       e5830000        str     r0, [r3]

c019ad84:       e3a03002        mov     r3, #2  ; 0x2

c019ad88:       e5803000        str     r3, [r0]

c019ad8c:       e89da800        ldmia   sp, {fp, sp, pc}

c019ad90:       c03b33d8        ldrgtsb r3, [fp], -r8

OK！根据  函数名  以及  c019ad88:       e5803000        str     r3, [r0]就可以找到对应的c程序的位置了！