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Linux下如何處理用戶態(tài)進程死循環(huán)問題

時間: 孫勝龍652 分享

Linux下如何處理用戶態(tài)進程死循環(huán)問題

  在進行Linux系統(tǒng)操作的時候,有時候會遇到一次用戶態(tài)進程死循環(huán),即系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍、進程掛死等問題,那么遇到這些問題又該如何解決呢?下面學(xué)習(xí)啦小編就給大家介紹下一次用戶態(tài)進程死循環(huán)的問題該如何處理。

  1、問題現(xiàn)象

  業(yè)務(wù)進程(用戶態(tài)多線程程序)掛死,操作系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍,系統(tǒng)日志沒有任何異常。從進程的內(nèi)核態(tài)堆棧看,看似所有線程都卡在了內(nèi)核態(tài)的如下堆棧流程中:

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/stack

  [《ffffffff8100baf6》] retint_careful+0x14/0x32

  [《ffffffffffffffff》] 0xffffffffffffffff

  2、問題分析

  1)內(nèi)核堆棧分析

  從內(nèi)核堆???,所有進程都阻塞在 retint_careful上,這個是中斷返回過程中的流程,代碼(匯編)如下:

  entry_64.S

  代碼如下:

  ret_from_intr:

  DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

  TRACE_IRQS_OFF

  decl PER_CPU_VAR(irq_count)

  /* Restore saved previous stack */

  popq %rsi

  CFI_DEF_CFA rsi,SS+8-RBP /* reg/off reset after def_cfa_expr */

  leaq ARGOFFSET-RBP(%rsi), %rsp

  CFI_DEF_CFA_REGISTER rsp

  CFI_ADJUST_CFA_OFFSET RBP-ARGOFFSET

  。。。

  retint_careful:

  CFI_RESTORE_STATE

  bt $TIF_NEED_RESCHED,%edx

  jnc retint_signal

  TRACE_IRQS_ON

  ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

  pushq_cfi %rdi

  SCHEDULE_USER

  popq_cfi %rdi

  GET_THREAD_INFO(%rcx)

  DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

  TRACE_IRQS_OFF

  jmp retint_check

  這其實是用戶態(tài)進程在用戶態(tài)被中斷打斷后,從中斷返回的流程,結(jié)合retint_careful+0x14/0x32,進行反匯編,可以確認(rèn)阻塞的點其實就在

  SCHEDULE_USER

  這其實就是調(diào)用schedule()進行調(diào)度,也就是說當(dāng)進程走到中斷返回的流程中時,發(fā)現(xiàn)需要調(diào)度(設(shè)置了TIF_NEED_RESCHED),于是在這里發(fā)生了調(diào)度。

  有一個疑問:為什么在堆棧中看不到schedule()這一級的棧幀呢?

  因為這里是匯編直接調(diào)用的,沒有進行相關(guān)棧幀壓棧和上下文保存操作。

  2)進行狀態(tài)信息分析

  從top命令結(jié)果看,相關(guān)線程實際一直處于R狀態(tài),CPU幾乎完全耗盡,而且絕大部分都消耗在用戶態(tài):

  [root@vmc116 ~]# top

  top - 09:42:23 up 16 days, 2:21, 23 users, load average: 84.08, 84.30, 83.62

  Tasks: 1037 total, 85 running, 952 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

  Cpu(s): 97.6%us, 2.2%sy, 0.2%ni, 0.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st

  Mem: 32878852k total, 32315464k used, 563388k free, 374152k buffers

  Swap: 35110904k total, 38644k used, 35072260k free, 28852536k cached

  PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

  27074 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 321:06.17 z_itask_templat

  27084 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 296:23.37 z_itask_templat

  27085 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 337:57.26 z_itask_templat

  27095 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 327:31.93 z_itask_templat

  27102 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 306:49.44 z_itask_templat

  27113 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 310:47.41 z_itask_templat

  25730 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 283:03.37 z_itask_templat

  30069 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 283:49.67 z_itask_templat

  13938 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 261:24.46 z_itask_templat

  16326 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 150:24.53 z_itask_templat

  6795 root 20 0 5316m 163m 14m R 10.2 0.5 100:26.77 z_itask_templat

  27063 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 337:18.77 z_itask_templat

  27065 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 314:24.17 z_itask_templat

  27068 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 336:32.78 z_itask_templat

  27069 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 338:55.08 z_itask_templat

  27072 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 306:46.08 z_itask_templat

  27075 root 20 0 5316m 163m 14m R 9.9 0.5 316:49.51 z_itask_templat

  。。。

  3)進程調(diào)度信息

  從相關(guān)線程的調(diào)度信息看:

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/schedstat

  15681811525768 129628804592612 3557465

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/schedstat

  15682016493013 129630684625241 3557509

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/schedstat

  15682843570331 129638127548315 3557686

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/schedstat

  15683323640217 129642447477861 3557793

  [root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/schedstat

  15683698477621 129645817640726 3557875

  發(fā)現(xiàn)相關(guān)線程的調(diào)度統(tǒng)計一直在增加,說明相關(guān)線程一直是在被調(diào)度運行的,結(jié)合其狀態(tài)也一直是R,推測很可能在用戶態(tài)發(fā)生了死循環(huán)(或者非睡眠死鎖)。

  這里又有問題:為什么從top看每個線程的CPU占用率只有10%左右,而不是通常看到的死循環(huán)進程導(dǎo)致的100%的占用率?

  因為線程數(shù)很多,而且優(yōu)先級都一樣,根據(jù)CFS調(diào)度算法,會平均分配時間片,不會讓其中一個線程獨占CPU。結(jié)果為多個線程間輪流調(diào)度,消耗掉了所有的cpu。。

  另一個問題:為什么這種情況下,內(nèi)核沒有檢測到softlockup?

  因為業(yè)務(wù)進程的優(yōu)先級不高,不會影響watchdog內(nèi)核線程(最高優(yōu)先級的實時線程)的調(diào)度,所以不會產(chǎn)生softlockup的情況。

  再一個問題:為什么每次查看線程堆棧時,總是阻塞在retint_careful,而不是其它地方?

  因為這里(中斷返回的時候)正是調(diào)度的時機點,在其它時間點不能發(fā)生調(diào)度(不考慮其它情況~),而我們查看線程堆棧的行為,也必須依賴于進程調(diào)度,所以我們每次查看堆棧時,正是查看堆棧的進程(cat命令)得到調(diào)度的時候,這時正是中斷返回的時候,所以正好看到的阻塞點為retint_careful。

  4)用戶態(tài)分析

  從上面的分析看,推測應(yīng)該是用戶態(tài)發(fā)生了死鎖。

  用戶態(tài)確認(rèn)方法:

  部署debug信息,然后gdb attach相關(guān)進程,確認(rèn)堆棧,并結(jié)合代碼邏輯分析。

  最終確認(rèn)該問題確為用戶態(tài)進程中產(chǎn)生了死循環(huán)。

  以上就是linux系統(tǒng)下一次用戶態(tài)進程死循環(huán)問題的處理方法介紹了,先要分析出現(xiàn)問題的原因,然后再根據(jù)原因進行處理,你學(xué)會了嗎?

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