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warning Warning是操作系统在运行时，检测到需要立即注意的内核问题（issue），而采取的上报动作，打印发生时的调用栈信息。上报后，系统继续运行。 原理 Warning是通过调用WARN、WARN_ON、WARN_ON_ONCE等宏来触发的。 导致Warning的原因有多种，需要根据调用栈回溯，找到调用Warning宏的具体原因。Warning宏并不会导致系统运行状态发生改变，也不提供处理Warning的指导。 触发方法 根据系统调用构造Warning条件。
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panic Kernel panic是指操作系统在监测到内部的致命错误，并无法安全处理此错误时采取的动作。内核触发到某种异常情况，运行kernel_panic函数，并尽可能把异常发生时获取的全部信息打印出来。 原理 导致异常的原因多种多样，通过异常打印的调用信息，找到调用kernel_panic的原因。常见的原因包括内核堆栈溢出、内核空间的除0异常、内存访问越界、内核陷入死锁等。 触发方法 内核态读0地址。
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MCE (Machine Check Exception) Machine Check Exception (MCE) 是CPU发现硬件错误时触发的异常（exception），上报中断号是18，异常的类型是abort。 原理 导致MCE的原因主要有：总线故障、内存ECC校验错、cache错误、TLB错误、内部时钟错误等。不仅硬件故障会引起MCE，不恰当的BIOS配置、firmware bug、软件bug也有可能引起MCE。 MCE中断上报，操作系统检查一组寄存器称为Machine-Check MSR，根据寄存器的错误码执行对应的处理函数（函数实现依赖不同的芯片架构实现）。 触发方法 无人为触发方法，当总线故障、内存ECC校验错、cache错误、TLB错误、内部时钟错误等时会触发MCE。
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I/O error Linux I/O error报错通常表示输入/输出操作失败，在网卡、磁盘等IO设备驱动异常，或文件系统异常都可能打印这个错误。 原理 错误原因取决于代码执行失败的条件。常见的触发异常的原因是硬件故障、磁盘损坏、文件系统错误、驱动程序问题、权限问题等。例如当系统尝试读取或写入磁盘上的数据时，如果发生错误，就会出现I/O错误。 触发方法 系统读写磁盘过程，拔出磁盘，导致磁盘数据损坏。
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EXT4-fs error EXT4-fs error是由于ext4格式的文件系统中，文件节点的错误导致。 原理 文件储存的最小存储单位叫做“扇区”（sector），连续多个扇区组成“块”（block）。inode节点储存文件的元信息，包括文件的创建者、创建日期、大小、属性、实际存储的数据块（block number）。EXT4格式的inode信息校验失败会触发EXT4-fs error。 内核ext4校验使用checksum校验inode信息，当出现分区表错误、磁盘硬件损坏时，内核返回-EIO错误码，系统上报EXT4-fs error checksum invalid错误。 触发方法 使用磁盘过程中强行拔盘，重新接入读盘。
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hung task 当内核检测到进程处于D状态超过设定的时间时，上报hung task异常。 原理 进程其中一个状态是TASK_UNINTERRUPTIBLE，也叫D状态，处于D状态的进程只能被wake_up唤醒。内核引入D状态时，是为了让进程等待IO完成。正常情况下，IO正常处理，进程不应该长期处于D状态。 hung task检测进程长期处于D状态的原理，内核会创建一个线程khungtaskd，用来定期遍历系统中的所有进程，检查是否存在处于D状态超过设置时长（默认120秒）的进程。如果存在这样的进程，则打印并上报相关警告和进程堆栈。如果配置了hung_task_panic（通过proc或内核启动参数配置），则直接发起panic。 触发方法 创建内核线程，设成D状态，scheduler释放时间片。
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page allocation failure page allocation failure是申请空闲页失败时，系统上报的错误。当程序申请某个阶数（order）的内存，但系统内存中，没有比申请阶数高的空闲页，即触发内核报错。 原理 Linux使用伙伴系统（buddy system）内存分配算法。将所有的空闲页表（一个页表的大小为4K）分别链接到包含了11个元素的数组中，数组中的每个元素将大小相同的连续页表组成一个链表，页表的数量为1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024，所以一次性可以分配的最大连续内存为1024个连续的4k页表，即4MB的内存。 假设申请一个包括256个页表的内存，指定阶数order为6，系统会依次查找数组中的第9、10、11个链表，上一个为空，表示没有此阶数的空闲内存，查找下一个，直到最后一个链表。 如果所有链表均为空，申请失败，则内核上报错误page allocation failure。输出报错信息，描述申请阶数为6的内存页失败： page allocation failure:order:6 触发方法 用alloc_pages连续申请高阶数内存页（例如order=10），不释放，直到申请失败。
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Bad mm_struct Bad mm_struct错误通常是由于内核中的一个或多个mm_struct数据结构被破坏或损坏所导致。 原理 mm_struct是Linux内核中的一个重要数据结构，用于跟踪进程的虚拟内存区域。如果该数据结构被破坏，可能会导致进程崩溃或系统崩溃。这种错误通常内存异常导致，例如mm_struct区域的内存被踩踏、内存越界等。 触发方法 无人为触发方法，当硬件错误，或者Linux系统内核代码错误时会触发Bad mm_struct。
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背景说明 HCE运行时，不可避免的会出现一些内核事件，例如soft lockup、RCU(Read-Copy Update) stall、hung task、global OOM、cgroup OOM、page allocation failure、list corruption、Bad mm_struct、I/O error、EXT4-fs error、MCE (Machine Check Exception)、fatal signal、warning、panic。本节为您介绍这些内核事件的原理及触发方法。
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soft lockup soft lockup是内核检测CPU在一定时间内（默认20秒）没有发生调度切换时，上报的异常。 原理 soft lockup利用Linux内核watchdog机制触发。内核会为每一个CPU启动一个优先级最高的FIFO实时内核线程watchdog，名称为watchdog/0、watchdog/1以此类推。这个线程会定期调用watchdog函数，默认每4秒执行一次。同时调用过后会重置一个hrtimer定时器在2倍的watchdog_thresh时间后到期。watchdog_thresh是内核参数，对应默认超时时间为20秒。 在超时时间内，如果内核线程watchdog没被调度，hrtimer定时器到期，即触发内核打印类似如下的soft lockup异常。 BUG: soft lockup - CPU#3 stuck for 23s! [kworker/3:0:32] 触发方法 关闭中断或关闭抢占，软件执行死循环。
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RCU(Read-Copy Update) stall RCU stall是一种rcu宽限期内rcu相关内核线程没有得到调度的异常。 原理 在RCU机制中，reader不用等待，可以任意读取数据，RCU记录reader的信息；writer更新数据时，先复制一份副本，在副本上完成修改，等待所有reader退出后，再一次性地替换旧数据。 writer需要等所有reader都停止引用“旧数据”才能替换旧数据。这相当于给了这些reader一个优雅退出的宽限期，这个等待的时间被称为grace-period，简称GP。 当reader长时间没有退出，writer等待的时间超过宽限期时，即上报RCU Stall。 触发方法 内核在Documentation/RCU/stallwarn.txt文档列出了可能触发RCU stall的场景：cpu在rcu reader临界区一直循环，cpu在关闭中断或关闭抢占场景中一直循环等。
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global OOM Linux的OOM killer特性是一种内存管理机制，在系统可用内存较少的情况下，内核为保证系统还能够继续运行下去，会选择结束一些进程释放掉一些内存。 原理 通常oom_killer的触发流程是：内核为某个进程分配内存，当发现当前物理内存不够时，触发OOM。OOM killer遍历当前所有进程，根据进程的内存使用情况进行打分，然后从中选择一个分数最高的进程，终止进程释放内存。 OOM killer的处理主要集中在mm/oom_kill.c，核心函数为out_of_memory，函数处理流程为： 通知系统中注册了oom_notify_list的模块释放一些内存，如果从这些模块中释放出了一些内存，直接结束oom killer流程；如果回收失败，进入下一步。 触发oom killer通常是由当前进程进行内存分配所引起。如果当前进程已经挂起了一个SIG_KILL信号或者正在退出，直接选中当前进程，终止进程释放内存；否则进入下一步。 检查panic_on_oom系统管理员的设置，决定OOM时是进行oom killer还是panic。如果选择panic，则系统崩溃并重启；如果选择oom killer，进入下一步。 进入oom killer，检查系统设置，系统管理员可设置终止当前尝试分配内存、引起OOM的进程或其它进程。如果选择终止当前进程，oom killer结束；否则进入下一步。 调用select_bad_process选中合适进程，然后调用oom_kill_process终止选中的进程。如果select_bad_process没有选出任何进程，内核进入panic。 触发方法 执行占用大内存的程序，直到内存不足。
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list corruption list corruption是内核检查链表有效性失败的报错，报错类型分为list_add corruption和list_del corruption。 原理 内核提供list_add和list_del，对传入的链表先检查链表的有效性（valid），检查通过后，修改链表增加或删除节点。如果检查链表失败，则上报corruption错误。检查和报错代码在内核lib/list_debug.c。 这种错误通常为内存异常操作导致，例如内存踩踏、内存损坏等。 触发方法 用list.h的内核标准接口创建链表，非法修改链表节点的prev或next指针，再调用内核list_add/list_del接口。
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需求背景 在业务混部场景中，Linux内核调度器需要为高优先级任务赋予更多的调度机会，并需要把低优先级任务对内核调度带来的影响降到最低。原有的在线、离线两级混部调度无法满足业务需求。 为解决此问题，HCE 2.0内核cpu cgroup支持多级混部调度，提供cgroup接口/sys/fs/cgroup/cpu/cpu.qos_level将任务调度级别扩展到5个级别，支持用户对每个cgroup组单独设置优先级。
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