Documentation/admin-guide/bug-hunting.rst

   1 Bug hunting
   2 ===========
   3
   4 Kernel bug reports often come with a stack dump like the one below::
   5
   6         ------------[ cut here ]------------
   7         WARNING: CPU: 1 PID: 28102 at kernel/module.c:1108 module_put+0x57/0x70
   8         Modules linked in: dvb_usb_gp8psk(-) dvb_usb dvb_core nvidia_drm(PO) nvidia_modeset(PO) snd_hda_codec_hdmi snd_hda_intel snd_hda_codec snd_hwdep snd_hda_core snd_pcm snd_timer snd soundcore nvidia(PO) [last unloaded: rc_core]
   9         CPU: 1 PID: 28102 Comm: rmmod Tainted: P        WC O 4.8.4-build.1 #1
  10         Hardware name: MSI MS-7309/MS-7309, BIOS V1.12 02/23/2009
  11          00000000 c12ba080 00000000 00000000 c103ed6a c1616014 00000001 00006dc6
  12          c1615862 00000454 c109e8a7 c109e8a7 00000009 ffffffff 00000000 f13f6a10
  13          f5f5a600 c103ee33 00000009 00000000 00000000 c109e8a7 f80ca4d0 c109f617
  14         Call Trace:
  15          [<c12ba080>] ? dump_stack+0x44/0x64
  16          [<c103ed6a>] ? __warn+0xfa/0x120
  17          [<c109e8a7>] ? module_put+0x57/0x70
  18          [<c109e8a7>] ? module_put+0x57/0x70
  19          [<c103ee33>] ? warn_slowpath_null+0x23/0x30
  20          [<c109e8a7>] ? module_put+0x57/0x70
  21          [<f80ca4d0>] ? gp8psk_fe_set_frontend+0x460/0x460 [dvb_usb_gp8psk]
  22          [<c109f617>] ? symbol_put_addr+0x27/0x50
  23          [<f80bc9ca>] ? dvb_usb_adapter_frontend_exit+0x3a/0x70 [dvb_usb]
  24          [<f80bb3bf>] ? dvb_usb_exit+0x2f/0xd0 [dvb_usb]
  25          [<c13d03bc>] ? usb_disable_endpoint+0x7c/0xb0
  26          [<f80bb48a>] ? dvb_usb_device_exit+0x2a/0x50 [dvb_usb]
  27          [<c13d2882>] ? usb_unbind_interface+0x62/0x250
  28          [<c136b514>] ? __pm_runtime_idle+0x44/0x70
  29          [<c13620d8>] ? __device_release_driver+0x78/0x120
  30          [<c1362907>] ? driver_detach+0x87/0x90
  31          [<c1361c48>] ? bus_remove_driver+0x38/0x90
  32          [<c13d1c18>] ? usb_deregister+0x58/0xb0
  33          [<c109fbb0>] ? SyS_delete_module+0x130/0x1f0
  34          [<c1055654>] ? task_work_run+0x64/0x80
  35          [<c1000fa5>] ? exit_to_usermode_loop+0x85/0x90
  36          [<c10013f0>] ? do_fast_syscall_32+0x80/0x130
  37          [<c1549f43>] ? sysenter_past_esp+0x40/0x6a
  38         ---[ end trace 6ebc60ef3981792f ]---
  39
  40 Such stack traces provide enough information to identify the line inside the
  41 Kernel's source code where the bug happened. Depending on the severity of
  42 the issue, it may also contain the word **Oops**, as on this one::
  43
  44         BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at   (null)
  45         IP: [<c06969d4>] iret_exc+0x7d0/0xa59
  46         *pdpt = 000000002258a001 *pde = 0000000000000000
  47         Oops: 0002 [#1] PREEMPT SMP
  48         ...
  49
  50 Despite being an **Oops** or some other sort of stack trace, the offended
  51 line is usually required to identify and handle the bug. Along this chapter,
  52 we'll refer to "Oops" for all kinds of stack traces that need to be analized.
  53
  54 .. note::
  55
  56   ``ksymoops`` is useless on 2.6 or upper.  Please use the Oops in its original
  57   format (from ``dmesg``, etc).  Ignore any references in this or other docs to
  58   "decoding the Oops" or "running it through ksymoops".
  59   If you post an Oops from 2.6+ that has been run through ``ksymoops``,
  60   people will just tell you to repost it.
  61
  62 Where is the Oops message is located?
  63 -------------------------------------
  64
  65 Normally the Oops text is read from the kernel buffers by klogd and
  66 handed to ``syslogd`` which writes it to a syslog file, typically
  67 ``/var/log/messages`` (depends on ``/etc/syslog.conf``). On systems with
  68 systemd, it may also be stored by the ``journald`` daemon, and accessed
  69 by running ``journalctl`` command.
  70
  71 Sometimes ``klogd`` dies, in which case you can run ``dmesg > file`` to
  72 read the data from the kernel buffers and save it.  Or you can
  73 ``cat /proc/kmsg > file``, however you have to break in to stop the transfer,
  74 ``kmsg`` is a "never ending file".
  75
  76 If the machine has crashed so badly that you cannot enter commands or
  77 the disk is not available then you have three options:
  78
  79 (1) Hand copy the text from the screen and type it in after the machine
  80     has restarted.  Messy but it is the only option if you have not
  81     planned for a crash. Alternatively, you can take a picture of
  82     the screen with a digital camera - not nice, but better than
  83     nothing.  If the messages scroll off the top of the console, you
  84     may find that booting with a higher resolution (eg, ``vga=791``)
  85     will allow you to read more of the text. (Caveat: This needs ``vesafb``,
  86     so won't help for 'early' oopses)
  87
  88 (2) Boot with a serial console (see
  89     :ref:`Documentation/admin-guide/serial-console.rst <serial_console>`),
  90     run a null modem to a second machine and capture the output there
  91     using your favourite communication program.  Minicom works well.
  92
  93 (3) Use Kdump (see Documentation/kdump/kdump.txt),
  94     extract the kernel ring buffer from old memory with using dmesg
  95     gdbmacro in Documentation/kdump/gdbmacros.txt.
  96
  97 Finding the bug's location
  98 --------------------------
  99
 100 Reporting a bug works best if you point the location of the bug at the
 101 Kernel source file. There are two methods for doing that. Usually, using
 102 ``gdb`` is easier, but the Kernel should be pre-compiled with debug info.
 103
 104 gdb
 105 ^^^
 106
 107 The GNU debug (``gdb``) is the best way to figure out the exact file and line
 108 number of the OOPS from the ``vmlinux`` file.
 109
 110 The usage of gdb works best on a kernel compiled with ``CONFIG_DEBUG_INFO``.
 111 This can be set by running::
 112
 113   $ ./scripts/config -d COMPILE_TEST -e DEBUG_KERNEL -e DEBUG_INFO
 114
 115 On a kernel compiled with ``CONFIG_DEBUG_INFO``, you can simply copy the
 116 EIP value from the OOPS::
 117
 118  EIP:    0060:[<c021e50e>]    Not tainted VLI
 119
 120 And use GDB to translate that to human-readable form::
 121
 122   $ gdb vmlinux
 123   (gdb) l *0xc021e50e
 124
 125 If you don't have ``CONFIG_DEBUG_INFO`` enabled, you use the function
 126 offset from the OOPS::
 127
 128  EIP is at vt_ioctl+0xda8/0x1482
 129
 130 And recompile the kernel with ``CONFIG_DEBUG_INFO`` enabled::
 131
 132   $ ./scripts/config -d COMPILE_TEST -e DEBUG_KERNEL -e DEBUG_INFO
 133   $ make vmlinux
 134   $ gdb vmlinux
 135   (gdb) l *vt_ioctl+0xda8
 136   0x1888 is in vt_ioctl (drivers/tty/vt/vt_ioctl.c:293).
 137   288   {
 138   289           struct vc_data *vc = NULL;
 139   290           int ret = 0;
 140   291
 141   292           console_lock();
 142   293           if (VT_BUSY(vc_num))
 143   294                   ret = -EBUSY;
 144   295           else if (vc_num)
 145   296                   vc = vc_deallocate(vc_num);
 146   297           console_unlock();
 147
 148 or, if you want to be more verbose::
 149
 150   (gdb) p vt_ioctl
 151   $1 = {int (struct tty_struct *, unsigned int, unsigned long)} 0xae0 <vt_ioctl>
 152   (gdb) l *0xae0+0xda8
 153
 154 You could, instead, use the object file::
 155
 156   $ make drivers/tty/
 157   $ gdb drivers/tty/vt/vt_ioctl.o
 158   (gdb) l *vt_ioctl+0xda8
 159
 160 If you have a call trace, such as::
 161
 162      Call Trace:
 163       [<ffffffff8802c8e9>] :jbd:log_wait_commit+0xa3/0xf5
 164       [<ffffffff810482d9>] autoremove_wake_function+0x0/0x2e
 165       [<ffffffff8802770b>] :jbd:journal_stop+0x1be/0x1ee
 166       ...
 167
 168 this shows the problem likely in the :jbd: module. You can load that module
 169 in gdb and list the relevant code::
 170
 171   $ gdb fs/jbd/jbd.ko
 172   (gdb) l *log_wait_commit+0xa3
 173
 174 .. note::
 175
 176      You can also do the same for any function call at the stack trace,
 177      like this one::
 178
 179          [<f80bc9ca>] ? dvb_usb_adapter_frontend_exit+0x3a/0x70 [dvb_usb]
 180
 181      The position where the above call happened can be seen with::
 182
 183         $ gdb drivers/media/usb/dvb-usb/dvb-usb.o
 184         (gdb) l *dvb_usb_adapter_frontend_exit+0x3a
 185
 186 objdump
 187 ^^^^^^^
 188
 189 To debug a kernel, use objdump and look for the hex offset from the crash
 190 output to find the valid line of code/assembler. Without debug symbols, you
 191 will see the assembler code for the routine shown, but if your kernel has
 192 debug symbols the C code will also be available. (Debug symbols can be enabled
 193 in the kernel hacking menu of the menu configuration.) For example::
 194
 195     $ objdump -r -S -l --disassemble net/dccp/ipv4.o
 196
 197 .. note::
 198
 199    You need to be at the top level of the kernel tree for this to pick up
 200    your C files.
 201
 202 If you don't have access to the code you can also debug on some crash dumps
 203 e.g. crash dump output as shown by Dave Miller::
 204
 205      EIP is at  +0x14/0x4c0
 206       ...
 207      Code: 44 24 04 e8 6f 05 00 00 e9 e8 fe ff ff 8d 76 00 8d bc 27 00 00
 208      00 00 55 57  56 53 81 ec bc 00 00 00 8b ac 24 d0 00 00 00 8b 5d 08
 209      <8b> 83 3c 01 00 00 89 44  24 14 8b 45 28 85 c0 89 44 24 18 0f 85
 210
 211      Put the bytes into a "foo.s" file like this:
 212
 213             .text
 214             .globl foo
 215      foo:
 216             .byte  .... /* bytes from Code: part of OOPS dump */
 217
 218      Compile it with "gcc -c -o foo.o foo.s" then look at the output of
 219      "objdump --disassemble foo.o".
 220
 221      Output:
 222
 223      ip_queue_xmit:
 224          push       %ebp
 225          push       %edi
 226          push       %esi
 227          push       %ebx
 228          sub        $0xbc, %esp
 229          mov        0xd0(%esp), %ebp        ! %ebp = arg0 (skb)
 230          mov        0x8(%ebp), %ebx         ! %ebx = skb->sk
 231          mov        0x13c(%ebx), %eax       ! %eax = inet_sk(sk)->opt
 232
 233 Reporting the bug
 234 -----------------
 235
 236 Once you find where the bug happened, by inspecting its location,
 237 you could either try to fix it yourself or report it upstream.
 238
 239 In order to report it upstream, you should identify the mailing list
 240 used for the development of the affected code. This can be done by using
 241 the ``get_maintainer.pl`` script.
 242
 243 For example, if you find a bug at the gspca's sonixj.c file, you can get
 244 their maintainers with::
 245
 246         $ ./scripts/get_maintainer.pl -f drivers/media/usb/gspca/sonixj.c
 247         Hans Verkuil <hverkuil@xs4all.nl> (odd fixer:GSPCA USB WEBCAM DRIVER,commit_signer:1/1=100%)
 248         Mauro Carvalho Chehab <mchehab@kernel.org> (maintainer:MEDIA INPUT INFRASTRUCTURE (V4L/DVB),commit_signer:1/1=100%)
 249         Tejun Heo <tj@kernel.org> (commit_signer:1/1=100%)
 250         Bhaktipriya Shridhar <bhaktipriya96@gmail.com> (commit_signer:1/1=100%,authored:1/1=100%,added_lines:4/4=100%,removed_lines:9/9=100%)
 251         linux-media@vger.kernel.org (open list:GSPCA USB WEBCAM DRIVER)
 252         linux-kernel@vger.kernel.org (open list)
 253
 254 Please notice that it will point to:
 255
 256 - The last developers that touched on the source code. On the above example,
 257   Tejun and Bhaktipriya (in this specific case, none really envolved on the
 258   development of this file);
 259 - The driver maintainer (Hans Verkuil);
 260 - The subsystem maintainer (Mauro Carvalho Chehab);
 261 - The driver and/or subsystem mailing list (linux-media@vger.kernel.org);
 262 - the Linux Kernel mailing list (linux-kernel@vger.kernel.org).
 263
 264 Usually, the fastest way to have your bug fixed is to report it to mailing
 265 list used for the development of the code (linux-media ML) copying the driver maintainer (Hans).
 266
 267 If you are totally stumped as to whom to send the report, and
 268 ``get_maintainer.pl`` didn't provide you anything useful, send it to
 269 linux-kernel@vger.kernel.org.
 270
 271 Thanks for your help in making Linux as stable as humanly possible.
 272
 273 Fixing the bug
 274 --------------
 275
 276 If you know programming, you could help us by not only reporting the bug,
 277 but also providing us with a solution. After all, open source is about
 278 sharing what you do and don't you want to be recognised for your genius?
 279
 280 If you decide to take this way, once you have worked out a fix please submit
 281 it upstream.
 282
 283 Please do read
 284 :ref:`Documentation/process/submitting-patches.rst <submittingpatches>` though
 285 to help your code get accepted.
 286
 287
 288 ---------------------------------------------------------------------------
 289
 290 Notes on Oops tracing with ``klogd``
 291 ------------------------------------
 292
 293 In order to help Linus and the other kernel developers there has been
 294 substantial support incorporated into ``klogd`` for processing protection
 295 faults.  In order to have full support for address resolution at least
 296 version 1.3-pl3 of the ``sysklogd`` package should be used.
 297
 298 When a protection fault occurs the ``klogd`` daemon automatically
 299 translates important addresses in the kernel log messages to their
 300 symbolic equivalents.  This translated kernel message is then
 301 forwarded through whatever reporting mechanism ``klogd`` is using.  The
 302 protection fault message can be simply cut out of the message files
 303 and forwarded to the kernel developers.
 304
 305 Two types of address resolution are performed by ``klogd``.  The first is
 306 static translation and the second is dynamic translation.  Static
 307 translation uses the System.map file in much the same manner that
 308 ksymoops does.  In order to do static translation the ``klogd`` daemon
 309 must be able to find a system map file at daemon initialization time.
 310 See the klogd man page for information on how ``klogd`` searches for map
 311 files.
 312
 313 Dynamic address translation is important when kernel loadable modules
 314 are being used.  Since memory for kernel modules is allocated from the
 315 kernel's dynamic memory pools there are no fixed locations for either
 316 the start of the module or for functions and symbols in the module.
 317
 318 The kernel supports system calls which allow a program to determine
 319 which modules are loaded and their location in memory.  Using these
 320 system calls the klogd daemon builds a symbol table which can be used
 321 to debug a protection fault which occurs in a loadable kernel module.
 322
 323 At the very minimum klogd will provide the name of the module which
 324 generated the protection fault.  There may be additional symbolic
 325 information available if the developer of the loadable module chose to
 326 export symbol information from the module.
 327
 328 Since the kernel module environment can be dynamic there must be a
 329 mechanism for notifying the ``klogd`` daemon when a change in module
 330 environment occurs.  There are command line options available which
 331 allow klogd to signal the currently executing daemon that symbol
 332 information should be refreshed.  See the ``klogd`` manual page for more
 333 information.
 334
 335 A patch is included with the sysklogd distribution which modifies the
 336 ``modules-2.0.0`` package to automatically signal klogd whenever a module
 337 is loaded or unloaded.  Applying this patch provides essentially
 338 seamless support for debugging protection faults which occur with
 339 kernel loadable modules.
 340
 341 The following is an example of a protection fault in a loadable module
 342 processed by ``klogd``::
 343
 344         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Unable to handle kernel paging request at virtual address f15e97cc
 345         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: current->tss.cr3 = 0062d000, %cr3 = 0062d000
 346         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: *pde = 00000000
 347         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Oops: 0002
 348         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: CPU:    0
 349         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: EIP:    0010:[oops:_oops+16/3868]
 350         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: EFLAGS: 00010212
 351         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: eax: 315e97cc   ebx: 003a6f80   ecx: 001be77b   edx: 00237c0c
 352         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: esi: 00000000   edi: bffffdb3   ebp: 00589f90   esp: 00589f8c
 353         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: ds: 0018   es: 0018   fs: 002b   gs: 002b   ss: 0018
 354         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Process oops_test (pid: 3374, process nr: 21, stackpage=00589000)
 355         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Stack: 315e97cc 00589f98 0100b0b4 bffffed4 0012e38e 00240c64 003a6f80 00000001
 356         Aug 29 09:51:01 blizard kernel:        00000000 00237810 bfffff00 0010a7fa 00000003 00000001 00000000 bfffff00
 357         Aug 29 09:51:01 blizard kernel:        bffffdb3 bffffed4 ffffffda 0000002b 0007002b 0000002b 0000002b 00000036
 358         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Call Trace: [oops:_oops_ioctl+48/80] [_sys_ioctl+254/272] [_system_call+82/128]
 359         Aug 29 09:51:01 blizard kernel: Code: c7 00 05 00 00 00 eb 08 90 90 90 90 90 90 90 90 89 ec 5d c3
 360
 361 ---------------------------------------------------------------------------
 362
 363 ::
 364
 365   Dr. G.W. Wettstein           Oncology Research Div. Computing Facility
 366   Roger Maris Cancer Center    INTERNET: greg@wind.rmcc.com
 367   820 4th St. N.
 368   Fargo, ND  58122
 369   Phone: 701-234-7556