linux内核线程死锁或死循环之后如何让系统宕机重启

  在开发内核模块或驱动时，如果处理失误，导致内核线程中出现死锁或者死循环，你会发现，除了重启之外，你没有任何可以做的。这时你的输入不起任何作用，终端（不是指远程的ssh工具）只会在那重复的输出类似“BUG: soft lockup - CPU#0 stuck for 67s! [fclustertool:2043]”，更无奈的是你重启之后导致系统挂起的堆栈信息也看不到，你所能做的就是一遍遍的加调试信息，一遍遍的重启机器（这是我的经历，现在想想很傻）。
  这种情况你肯定不是第一个遇到的，所以内核肯定会提供处理这种情况的一些机制。但是如何来找到这些机制在哪个地方，或者说根据什么信息去google呢？最有用的就是这句话“BUG: soft lockup - CPU#0 stuck for 67s! [fclustertool:2043]”，因为这句话提供你的信息量很大。首先，这条信息可以输出，说明即使发生死锁或者死循环，还是有代码可以执行。第二，可以通过这个日志信息，找到对应的处理函数，这个函数所在的模块就是用来处理CPU被过度使用时用到的。所以通过这个事情，可以看到内核打印出的只言片语都有可能成为你解决问题的关键，一定要从重视这些信息，从中找出有用的东西。
  我经常看的内核版本是官方的2.6.32内核，这个版本中我找到的函数是softlockup_tick()，这个函数在时钟中断的处理函数run_local_timers()中调用。这个函数会首先检查watchdog线程是否被挂起，如果不是watchdog线程，会检查当前占有CPU的线程占有的时间是否超过系统配置的阈值，即softlockup_thresh。如果当前占有CPU的时间过长，则会在系统日志中输出我们上面看到的那条日志。接下来才是最关键的，就是输出模块信息、寄存器信息和堆栈信息，检查softlockup_panic的值是否为1。如果softlockup_panic为1，则调用panic()让内核挂起，输出OOPS信息。代码如下所示：

/*

* This callback runs from the timer interrupt, and checks

* whether the watchdog thread has hung or not:

*/

void softlockup_tick(void)

{

    int this_cpu = smp_processor_id();

    unsigned long touch_timestamp = per_cpu(touch_timestamp, this_cpu);

    unsigned long print_timestamp;

    struct pt_regs *regs = get_irq_regs();

    unsigned long now;

    ......



    /* Warn about unreasonable delays: */

    if (now <= (touch_timestamp + softlockup_thresh))

        return;



    per_cpu(print_timestamp, this_cpu) = touch_timestamp;

    spin_lock(&print_lock);

    printk(KERN_ERR "BUG: soft lockup - CPU#%d stuck for %lus! [%s:%d]\n",

            this_cpu, now - touch_timestamp,

            current->comm, task_pid_nr(current));

    print_modules();

    print_irqtrace_events(current);

    if (regs)

        show_regs(regs);

    else

        dump_stack();

    spin_unlock(&print_lock);





    if (softlockup_panic)

        panic("softlockup: hung tasks");

}

  但是softlockup_panic的值默认竟然是0，所以在出现死锁或者死循环的时候，会一直只输出日志信息，而不会宕机，这个真是好坑啊！所以你得手动修改/proc/sys/kernel/softlockup_panic的值，让内核可以在死锁或者死循环的时候可以宕机。如果你的机器中安装了kdump，在重启之后，你会得到一份内核的core文件，这时从core文件中查找问题就方便很多了，而且再也不用手动重启机器了。如果你的内核是标准内核的话，可以通过修改/proc/sys/kernel/softlockup_thresh来修改超时的阈值，如果是CentOS内核的话，对应的文件是/proc/sys/kernel/watchdog_thresh。CentOS内核和标准内核还有一个地方不一样，就是处理CPU占用时间过长的函数，CentOS下是watchdog_timer_fn()函数。
  这里介绍下lockup的概念。lockup分为soft lockup和hard lockup。 soft lockup是指内核中有BUG导致在内核模式下一直循环的时间超过10s（根据实现和配置有所不同），而其他进程得不到运行的机会。hard softlockup是指内核已经挂起，可以通过watchdog这样的机制来获取详细信息。这两个概念比较类似。如果你想了解更多关于lockup的信息，可以参考这篇文档： http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/lockup-watchdogs.txt。
  注意上面说的这些，都是在内核线程中有效，对用户态的死循环没用。如果要监视用户态的死循环，或者内存不足等资源的情况，强烈推荐软件层面的watchdog。你可以自己开发基于soft watchdog的监控程序，也可以安装watchdog包通过修改配置来做，非常的方便。具体的操作可以参考下面的文章，都写的非常好，非常实用：
http://purplegrape.blog.51cto.com/1330104/1131910
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-watchdog/index.html#resources