创建内核字符模块和oops信息了解

简单记录下Linux Oops的定位步骤。首先创建一个demo，这个demo是创建一个字符设备demo。

一、创建demo 模块的代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#define MINOR_BASE 0
#define COUNT_NUM 3
static struct  cdev *cdevp = NULL;
static dev_t dev;
struct class *demo_class = NULL;
struct device *drv_device;
int demo_open(struct inode *node, struct file *filp)
{
    printk(KERN_INFO "%s %d demo_open called...\n",__func__,__LINE__);
int *p = NULL;
*p = 1;  /* 空指针赋值 */
    return 0;
}
int demo_release(struct inode *node, struct file *filp)
{
    printk(KERN_INFO "%s %d demo_release called...\n",__func__,__LINE__);
    return 0;
}
ssize_t demo_read(struct file *filep, char __user *user, size_t size, loff_t *loffp)
{
    printk(KERN_INFO "%s %d demo_read called...\n",__func__,__LINE__);
    return 0;
}
ssize_t demo_write(struct file * filep, const char __user *user, size_t size, loff_t * loffp)
{
    printk(KERN_INFO "%s %d demo_write called...\n",__func__,__LINE__);
    return size;
}
struct file_operations opfp = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = demo_open,
    .release = demo_release,
    .read = demo_read,
    .write = demo_write,
    };
static int __init demo_init(void)
{
    int ret;
    //dev_t
    ret = alloc_chrdev_region(&dev,MINOR_BASE,COUNT_NUM,"cdev_demo");
    if( ret<0 ){
    pr_err("%s %d alloc_chrdev_region error...\n",__func__,__LINE__);
    goto err_ret;
    }
    pr_info("MARJO DEV_T = %d\n",MAJOR(dev));
    //cdev
    cdevp = cdev_alloc();
    if( NULL == cdevp ){
    pr_err("%s %d cdev_alloc error...\n",__func__,__LINE__);
    goto err_chrdev_unreg;
    }
    //init cdev
    cdev_init(cdevp, &opfp);
    //add dev
    ret = cdev_add(cdevp, dev, COUNT_NUM);
    if( ret<0 ){
    pr_err("cdev_add error...\n");
    goto err_chrdev_unreg;
    }
//create class
demo_class = class_create(THIS_MODULE, "demo");
if (IS_ERR(demo_class)) {
pr_err("%s %d demo: class_create failed for adf_ctl\n",__func__,__LINE__);
goto err_cdev_del;
}
//create dev file
    drv_device = device_create(demo_class, NULL, dev, NULL, "demo");
if (IS_ERR(drv_device)) {
pr_err("demo: failed to create device\n");
goto err_class_destr;
}
    pr_info("device created success\n");
    printk("++++++++++++++%s %s %d+++++++++++++++\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
return 0;
err_class_destr:
class_destroy(demo_class);
err_cdev_del:
cdev_del(cdevp);
    err_chrdev_unreg:
    unregister_chrdev_region(dev,COUNT_NUM);   
    err_ret:
    return ret; 
}
static void __exit demo_exit(void)
{
device_destroy(demo_class,dev);
    cdev_del(cdevp);
class_destroy(demo_class);
    unregister_chrdev_region(dev,COUNT_NUM);   
printk("+++++++++++++%s %s %d+++++++++++++++\n",__FILE__,__func__,__LINE__);
}
module_init(demo_init);
module_exit(demo_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zxh@2019/1/17");
MODULE_DESCRIPTION("fist test demo");

二、编译demo的makefile //模块的统一格式

obj-m:=demo.o
KDIR:=/usr/src/linux-headers-3.16.0-30-generic  #kernel源码路径
PWD:=$(shell pwd)
all:  #伪指令，所有目标的目标，make默认会匹配all
$(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
    
@rm -rf *.mod.*   #@ 执行命令不显示
@rm -rf *.o
@rm -rf Module.*
@rm -rf modules.*
.PHANY:clean
clean:
rm -rf *.ko *.o

三、insmod demo.ko

通过dmesg查看打印信息

[  527.256991] MARJO DEV_T = 250

[  527.265068] device created success

[  527.265081] ++++++++++++++/home/luster/share/BiTree/module_demo/demo.c demo_init 82+++++++++++++++

四、cat /dev/demo

通过dmesg查看打印信息

[ 6319.390421] demo_open 15 demo_open called...// demo_open函数被调用
[ 6319.391910] BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at   (null)
[ 6319.392210] IP: [] demo_open+0x29/0x40 [demo]
[ 6319.392685] *pdpt = 0000000034814001 *pde = 0000000000000000 
[ 6319.392747] Oops: 0002 [#1] SMP 
[ 6319.392842] Modules linked in: demo(OE) xt_nat xt_REDIRECT xt_tcpudp iptable_nat nf_conntrack_ipv4 nf_defrag_ipv4 nf_nat_ipv4 nf_nat nf_conntrack ip_tables x_tables esn_cfs(OE) snd_ens1371 snd_ac97_codec ac97_bus gameport snd_pcm coretemp crc32_pclmul snd_seq_midi snd_seq_midi_event snd_rawmidi aesni_intel aes_i586 xts lrw bnep rfcomm snd_seq bluetooth gf128mul 6lowpan_iphc vmw_balloon ablk_helper cryptd vmwgfx snd_seq_device serio_raw snd_timer joydev ttm drm_kms_helper snd soundcore binfmt_misc vmw_vmci shpchp drm i2c_piix4 parport_pc ppdev lp parport mac_hid hid_generic usbhid hid psmouse mptspi mptscsih mptbase pcnet32 mii scsi_transport_spi pata_acpi floppy
[ 6319.393110] CPU: 0 PID: 3304 Comm: cat Tainted: G           OE 3.16.0-30-generic #40~14.04.1-Ubuntu
[ 6319.393120] Hardware name: VMware, Inc. VMware Virtual Platform/440BX Desktop Reference Platform, BIOS 6.00 07/02/2015
[ 6319.393162] task: e04da520 ti: e4bec000 task.ti: e4bec000
[ 6319.393223] EIP: 0060:[] EFLAGS: 00010246 CPU: 0
[ 6319.393246] EIP is at demo_open+0x29/0x40 [demo]
[ 6319.393261] EAX: 00000000 EBX: dd92efc0 ECX: f6f6bb88 EDX: f6f6a5c4
[ 6319.393269] ESI: d50dbca4 EDI: e074f3c0 EBP: e4beddbc ESP: e4beddb0
[ 6319.393279]  DS: 007b ES: 007b FS: 00d8 GS: 00e0 SS: 0068
[ 6319.393298] CR0: 8005003b CR2: 00000000 CR3: 3486a000 CR4: 001407f0
[ 6319.393365] Stack:
[ 6319.393404]  f99d6024 f99d623c 0000000f e4beddd8 c11920d7 f99d7000 00000000 e074f3c0
[ 6319.393445]  d50dbca4 00000000 e4beddfc c118c34c 00002000 c1192050 e074f3c8 e054b880
[ 6319.393448]  00000000 e3c0a000 e074f3c0 e4bede10 c118c4bc e4bedecc 00000000 00000000
[ 6319.393470] Call Trace: //函数调用关系
[ 6319.393767]  [] chrdev_open+0x87/0x190
[ 6319.393780]  [] do_dentry_open+0x1ec/0x2e0
[ 6319.393798]  [] ? cdev_put+0x20/0x20
[ 6319.393803]  [] vfs_open+0x3c/0x50
[ 6319.393806]  [] do_last+0x4c1/0xf10
[ 6319.393807]  [] ? link_path_walk+0x5f/0x6d0
[ 6319.393829]  [] ? apparmor_file_alloc_security+0x4a/0x140
[ 6319.393831]  [] path_openat+0xb0/0x540
[ 6319.393833]  [] do_filp_open+0x31/0x80
[ 6319.393836]  [] do_sys_open+0x115/0x260
[ 6319.393866]  [] ? file_redirect_check+0xaf/0x3a0 [esn_cfs]
[ 6319.393871]  [] ? GetNextDict+0x60/0xb0 [esn_cfs]
[ 6319.393881]  [] SyS_open+0x22/0x30
[ 6319.393885]  [] efs_sys_open+0x66/0x110 [esn_cfs]
[ 6319.393910]  [] sysenter_do_call+0x12/0x12
[ 6319.393929] Code:  05 00 00 00 00 01 00 00 00 c9 c3 8d 74 26 00 8d bc 27 00 00 00
[ 6319.394128] EIP: [] demo_open+0x29/0x40 [demo] SS:ESP 0068:e4beddb0
[ 6319.394152] CR2: 0000000000000000
[ 6319.394381] ---[ end trace fc2838f795f2c84d ]---

五、分析oops

1）cat /dev/demo会调用模块的demo_open函数

[ 6319.390421] demo_open 15 demo_open called...

2）然后就产生了异常

[ 6319.391910] BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at   (null)

通过BUG可以看出是使用空指针引起的异常，这和我们写的代码一直。

[ 6319.392210] IP: [] demo_open+0x29/0x40 [demo]

程序的pc指针指向了demo_open 加0x29/0x40的位置

[ 6319.392747] Oops: 0002 [#1] SMP 

oops的错误码，#1表示发生一次

3）通过objdump命令，查看代码的反汇编

objdump -S demo.ko //-S显示源代码的反汇编，比较清晰
demo.ko:     file format elf32-i386
Disassembly of section .text:
00000000 :
   0:55                   push   %ebp
  31:89 e5                add    %al,(%eax)
  33:83                   leave  
  34:ec                   ret    
  35:0c e8 fc ff          lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi
  39:ff ff c7 44 24 08 0f lea    0x0(%edi,%eiz,1),%edi
  40:00                   push   %ebp
  41:00 00                mov    %esp,%ebp
  43:c7 44 24             sub    $0xc,%esp
  46:04 36 00 00 00       call   47 
  4b:c7 04 24 00 00 00 00 movl   $0x16,0x8(%esp)
  52:e8 
  53:fc ff ff ff 31 c0 c7 movl   $0x29,0x4(%esp)
  5a:05 
  5b:00 00 00 00 01 00 00 movl   $0x0,(%esp)
  62:00 c9 c3 8d 74       call   63 
  67:26 00                xor    %eax,%eax
  69:8d                   leave  
  6a:bc                   ret    
  6b:27                   nop
  6c:00 00 00 00          lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi
00000070 :
  70:55                   push   %ebp
  71:89 e5                mov    %esp,%ebp
  73:83 ec 0c             sub    $0xc,%esp
  76:e8 fc ff ff ff       call   77 
  7b:c7 44 24 08 16 00 00 movl   $0x1c,0x8(%esp)
  82:00 
  83:c7 44 24 04 29 00 00 movl   $0x1f,0x4(%esp)
  8a:00 
  8b:c7 04 24 00 00 00 00 movl   $0x1d,(%esp)
  92:e8 fc ff ff ff       call   93 
  97:31 c0                xor    %eax,%eax
  99:c9                   leave  
  9a:c3                   ret    
  9b:90                   nop
  9c:8d 74 26 00          lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi
000000a0 :
  a0:55                   push   %ebp
  a1:89 e5                mov    %esp,%ebp
  a3:83                   push   %ebx
  a4:ec 0c e8             sub    $0xc,%esp
  a7:fc ff ff ff c7       call   a8 
  ac:44 24 08 1c 00 00 00 movl   $0x21,0x8(%esp)
  b3:c7 
  b4:44 24                mov    %ecx,%ebx
  b6:04 1f 00 00 00 c7 04 movl   $0x14,0x4(%esp)
  bd:24 
  be:1d 00 00 00 e8 fc ff movl   $0x3a,(%esp)
  c5:ff ff 31 c0 c9       call   c6 
  ca:c3 90 8d             add    $0xc,%esp
  cd:74 26                mov    %ebx,%eax
...
000000d0 :
  d0:55                   pop    %ebp
  d1:89                   ret    
  d2:Address 0x00000000000000d2 is out of bounds.
Disassembly of section .init.text:
00000132 :
 132:55                   push   %ebp
 133:31 d2                xor    %edx,%edx
 135:89 e5                mov    %esp,%ebp
 137:b9 03 00 00 00       mov    $0x3,%ecx
 13c:53                   push   %ebx
 13d:b8 08 00 00 00       mov    $0x8,%eax
 142:83 ec 14             sub    $0x14,%esp
 145:c7 04 24 58 00 00 00 movl   $0x58,(%esp)
 14c:e8 fc ff ff ff       call   14d 
 151:85 c0                test   %eax,%eax
 153:89 c3                mov    %eax,%ebx
 155:79 23                jns    17a 
 157:c7 44 24 08 33 00 00 movl   $0x33,0x8(%esp)
 15e:00 
 15f:c7 44 24 04 0a 00 00 movl   $0xa,0x4(%esp)
 166:00 
 167:c7 04 24 20 00 00 00 movl   $0x20,(%esp)
 16e:e8 fc ff ff ff       call   16f 
 173:89 d8                mov    %ebx,%eax
 175:e9 5b 01 00 00       jmp    2d5 
 17a:a1 08 00 00 00       mov    0x8,%eax
 17f:c7 04 24 62 00 00 00 movl   $0x62,(%esp)
 186:c1 e8 14             shr    $0x14,%eax
 189:89 44 24 04          mov    %eax,0x4(%esp)
 18d:e8 fc ff ff ff       call   18e 
 192:e8 fc ff ff ff       call   193 
 197:85 c0                test   %eax,%eax
 199:a3 0c 00 00 00       mov    %eax,0xc
 19e:75 21                jne    1c1 
 1a0:c7 44 24 08 3a 00 00 movl   $0x3a,0x8(%esp)
 1a7:00 
 1a8:c7 44 24 04 0a 00 00 movl   $0xa,0x4(%esp)
 1af:00 
 1b0:c7 04 24 76 00 00 00 movl   $0x76,(%esp)
 1b7:e8 fc ff ff ff       call   1b8 
 1bc:e9 03 01 00 00       jmp    2c4 
 1c1:ba 00 00 00 00       mov    $0x0,%edx
 1c6:e8 fc ff ff ff       call   1c7 
 1cb:8b 15 08 00 00 00    mov    0x8,%edx
 1d1:b9 03 00 00 00       mov    $0x3,%ecx
 1d6:a1 0c 00 00 00       mov    0xc,%eax
 1db:e8 fc ff ff ff       call   1dc 
 1e0:85 c0                test   %eax,%eax
 1e2:89 c3                mov    %eax,%ebx
 1e4:79 11                jns    1f7 
 1e6:c7 04 24 93 00 00 00 movl   $0x93,(%esp)
 1ed:e8 fc ff ff ff       call   1ee 
 1f2:e9 cd 00 00 00       jmp    2c4 
 1f7:b9 08 00 00 00       mov    $0x8,%ecx
 1fc:ba a8 00 00 00       mov    $0xa8,%edx
 201:b8 00 00 00 00       mov    $0x0,%eax
 206:e8 fc ff ff ff       call   207 
 20b:3d 00 f0 ff ff       cmp    $0xfffff000,%eax
 210:a3 00 00 00 00       mov    %eax,0x0
 215:76 21                jbe    238 
 217:c7 44 24 08 48 00 00 movl   $0x48,0x8(%esp)
 21e:00 
 21f:c7 44 24 04 0a 00 00 movl   $0xa,0x4(%esp)
 226:00 
 227:c7 04 24 48 00 00 00 movl   $0x48,(%esp)
 22e:e8 fc ff ff ff       call   22f 
 233:e9 82 00 00 00       jmp    2ba 
 238:8b 15 08 00 00 00    mov    0x8,%edx
 23e:c7 44 24 10 a8 00 00 movl   $0xa8,0x10(%esp)
 245:00 
 246:c7 44 24 0c 00 00 00 movl   $0x0,0xc(%esp)
 24d:00 
 24e:c7 44 24 04 00 00 00 movl   $0x0,0x4(%esp)
 255:00 
 256:89 54 24 08          mov    %edx,0x8(%esp)
 25a:89 04 24             mov    %eax,(%esp)
 25d:e8 fc ff ff ff       call   25e 
 262:3d 00 f0 ff ff       cmp    $0xfffff000,%eax
 267:a3 00 00 00 00       mov    %eax,0x0
 26c:76 18                jbe    286 
 26e:c7 04 24 78 00 00 00 movl   $0x78,(%esp)
 275:e8 fc ff ff ff       call   276 
 27a:a1 00 00 00 00       mov    0x0,%eax
 27f:e8 fc ff ff ff       call   280 
 284:eb 34                jmp    2ba 
 286:c7 04 24 ad 00 00 00 movl   $0xad,(%esp)
 28d:e8 fc ff ff ff       call   28e 
 292:c7 44 24 0c 52 00 00 movl   $0x52,0xc(%esp)
 299:00 
 29a:c7 44 24 08 0a 00 00 movl   $0xa,0x8(%esp)
 2a1:00 
 2a2:c7 44 24 04 9c 00 00 movl   $0x9c,0x4(%esp)
 2a9:00 
 2aa:c7 04 24 cc 00 00 00 movl   $0xcc,(%esp)
 2b1:e8 fc ff ff ff       call   2b2 
 2b6:31 c0                xor    %eax,%eax
 2b8:eb 1b                jmp    2d5 
 2ba:a1 0c 00 00 00       mov    0xc,%eax
 2bf:e8 fc ff ff ff       call   2c0 
 2c4:a1 08 00 00 00       mov    0x8,%eax
 2c9:ba 03 00 00 00       mov    $0x3,%edx
 2ce:e8 fc ff ff ff       call   2cf 
 2d3:89 d8                mov    %ebx,%eax
 2d5:83 c4 14             add    $0x14,%esp
 2d8:5b                   pop    %ebx
 2d9:5d                   pop    %ebp
 2da:c3                   ret    
Disassembly of section .exit.text:
0000040d :
 40d:55                   push   %ebp
 40e:89 e5                mov    %esp,%ebp
 410:83 ec 10             sub    $0x10,%esp
 413:8b 15 08 00 00 00    mov    0x8,%edx
 419:a1 00 00 00 00       mov    0x0,%eax
 41e:e8 fc ff ff ff       call   41f 
 423:a1 0c 00 00 00       mov    0xc,%eax
 428:e8 fc ff ff ff       call   429 
 42d:a1 00 00 00 00       mov    0x0,%eax
 432:e8 fc ff ff ff       call   433 
 437:a1 08 00 00 00       mov    0x8,%eax
 43c:ba 03 00 00 00       mov    $0x3,%edx
 441:e8 fc ff ff ff       call   442 
 446:c7 44 24 0c 63 00 00 movl   $0x63,0xc(%esp)
 44d:00 
 44e:c7 44 24 08 00 00 00 movl   $0x0,0x8(%esp)
 455:00 
 456:c7 44 24 04 9c 00 00 movl   $0x9c,0x4(%esp)
 45d:00 
 45e:c7 04 24 f4 00 00 00 movl   $0xf4,(%esp)
 465:e8 fc ff ff ff       call   466 
 46a:c9                   leave  
 46b:c3                   ret    
 4）分析反汇编
 00000000 :
   0:55                   push   %ebp
  31:89 e5                add    %al,(%eax)
  33:83                   leave  
  34:ec                   ret    
  35:0c e8 fc ff          lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi
  39:ff ff c7 44 24 08 0f lea    0x0(%edi,%eiz,1),%edi
  40:00                   push   %ebp
  41:00 00                mov    %esp,%ebp
  43:c7 44 24             sub    $0xc,%esp
  46:04 36 00 00 00       call   47 
  4b:c7 04 24 00 00 00 00 movl   $0x16,0x8(%esp)
  52:e8 
  53:fc ff ff ff 31 c0 c7 movl   $0x29,0x4(%esp)
  5a:05 
  5b:00 00 00 00 01 00 00 movl   $0x0,(%esp)
  62:00 c9 c3 8d 74       call   63 
  67:26 00                xor    %eax,%eax
  69:8d                   leave  
  6a:bc                   ret    
  6b:27                   nop
  6c:00 00 00 00          lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi

 因为错误发生在

demo_open+0x29/0x40

即就是在这一段中间

  46:04 36 00 00 00       call   47 
  4b:c7 04 24 00 00 00 00 movl   $0x16,0x8(%esp)
  52:e8 
  53:fc ff ff ff 31 c0 c7 movl   $0x29,0x4(%esp)
  5a:05 
  5b:00 00 00 00 01 00 00 movl   $0x0,(%esp)
  62:00 c9 c3 8d 74       call   63 

 5b: 00 00 00 00 01 00 00 movl   $0x0,(%esp)：将esp赋值给0x0，即就是空指针赋值。

 

大概流程就是如此，只是了解个皮毛。

最后，当发生错误时，rmmod demo将发生错误：Module demo is in use

通过查询模块lsmod

module  size  used

demo  12831  1

说明模块被使用，因为cat后发生异常，没有关闭demo。

通过查询资料，大概有两种方法：1、通过rmmod -f 2、通过编写另一个模块去将模块的use值改为0，然后再rmmod

第一种：rmmod -f 我的系统不支持

第二种：通过http://www.cppblog.com/csjiaxin/archive/2012/06/06/136382.html?opt=admin方法貌似也不行。

因为获取不到模块的首地址。

cat /proc/kallsyms | grep modules
00000000 t modules_open
00000000 T set_all_modules_text_rw
00000000 T set_all_modules_text_ro
00000000 T print_modules
00000000 r proc_modules_operations
00000000 r modules_op
00000000 r sih_modules_twl5031
00000000 r sih_modules_twl4030
00000000 d smp_alt_modules
00000000 d randomize_modules
00000000 D kdb_modules
00000000 d modules
00000000 T load_default_modules
00000000 t proc_modules_init
00000000 t __initcall_proc_modules_init6
00000000 B modules_disabled
00000000 B kcore_modules
00000000 b nr_sih_modules
00000000 b sih_modules

所以当发生错误时，我只能重启虚拟机。