10.8. Glossar der Kernel-Optionen zur Fehlersuche

Dieser Abschnitt bietet ein kurzes Glossar der zur Kompilierzeit verfügbaren Kernel-Optionen, die die Fehlersuche unterstützen:

• options KDB: Kompiliert das Kernel-Debugger-Framework ein. Wird von options DDB und options GDB benötigt. Kein oder nur geringer Leistungs-Overhead. Standardmäßig wird bei einer Panic der Debugger gestartet, anstatt automatisch neu zu starten.

• options KDB_UNATTENDED: Setzt den Standard des debug.debugger_on_panic-sysctl-Werts auf 0, welcher regelt, ob der Debugger bei einer Panic gestartet wird. Solange options KDB nicht in den Kernel einkompiliert ist, wird bei einer Panic automatisch neu gestartet; sobald es in den Kernel einkompiliert ist, wird standardmäßig der Debugger gestartet, solange options KDB_UNATTENDED nicht einkompiliert ist. Falls Sie den Kernel-Debugger in den Kernel einkompiliert lassen wollen, aber möchten, dass das System neu startet, wenn Sie nicht zur Stelle sind, um den Debugger zur Diagnose zu benutzen, wählen Sie diese Option.

• options KDB_TRACE: Setzt den Standard des debug.trace_on_panic-sysctl-Werts auf 1, welcher regelt, ob der Debugger bei einer Panic automatisch eine Stack-Ablaufverfolgung ausgibt. Besonders wenn der Kernel mit KDB_UNATTENDED läuft, kann dies hilfreich sein, um grundlegende Informationen zur Fehlersuche auf der seriellen oder Firewire-Konsole zu erhalten, während immer noch zur Wiederherstellung neu gestartet wird.

• options DDB: Kompiliert die Unterstützung für den Konsolen-Debugger DDB ein. Dieser interaktive Debugger läuft auf was auch immer die aktive Konsole des Systems auf niedrigster Ebene ist, dazu gehören die Video-, serielle und Firewire-Konsole. Er bietet grundlegende, eingebaute Möglichkeiten zur Fehlersuche wie zum Beispiel das Erstellen von Stack-Ablaufverfolgungen, das Auflisten von Prozessen und Threads, das Ablegen des Lock-, VM- und Dateisystemstatus und die Verwaltung des Kernel-Speichers. DDB benötigt keine Software, die auf einem zweiten System läuft, oder die Fähigkeit, einen Kernspeicherauszug oder Kernel-Symbole zur vollen Fehlersuche zu erzeugen und bietet detaillierte Fehlerdiagnose des Kernels zur Laufzeit. Viele Fehler können allein unter Benutzung der DDB-Ausgabe untersucht werden. Diese Option hängt von options KDB ab.

• options GDB: Kompiliert die Unterstützung für den Debugger GDB ein, welcher von einem entfernten System aus über ein serielles Kabel oder Firewire agieren kann. Wenn der Debugger gestartet ist, kann GDB dazu verwendet werden, um Struktur-Inhalte einzusehen, Stack-Ablaufverfolgungen zu erzeugen, usw. Bei manchem Kernel-Status ist der Zugriff ungeschickter als mit DDB, welcher dazu in der Lage ist, nützliche Zusammenfassungen des Kernel-Status automatisch zu erstellen wie zum Beispiel das automatische Abgehen der Lock-Fehlersuche oder der Strukturen zur Kernel-Speicher-Verwaltung, und es wird ein zweites System benötigt. Auf der anderen Seite verbindet GDB Informationen aus den Kernel-Quellen mit vollständigen Symbolen zur Fehlersuche, erkennt komplette Datenstrukturdefinitionen, lokale Variablen und ist in Skripten einsetzbar. Diese Option hängt von options KDB ab, ist aber nicht zur Benutzung von GDB auf einem Kernel-Kernspeicherauszug nötig.

• options BREAK_TO_DEBUGGER, options ALT_BREAK_TO_DEBUGGER: Erlaubt ein Abbruch- oder Alternativ-Signal auf der Konsole, um in den Debugger zu gelangen. Falls sich das System ohne eine Panic aufhängt, ist dies ein nützlicher Weg, um den Debugger zu erreichen. Aufgrund der aktuellen Verriegelung durch den Kernel ist ein Abbruch-Signal, das auf einer seriellen Konsole erzeugt wurde, deutlich vertrauenswürdiger beim Gelangen in den Debugger und wird allgemein empfohlen. Diese Option hat kaum oder keine Auswirkung auf den Durchsatz.

• options INVARIANTS: Kompiliert eine große Anzahl an Aussageprüfungen und -tests (Assertion-Checks und -Tests) ein, welche ständig die Intaktheit der Kernel-Datenstrukturen und die Invarianten der Kernel-Algorithmen prüfen. Diese Tests können aufwendig sein und sind deswegen nicht von Anfang an einkompiliert, aber helfen nützliches "fail stop"-Verhalten, wobei bestimmte Gruppen nicht erwünschten Verhaltens den Debugger öffnen, bevor Beschädigungen an Kernel-Daten auftreten, bereitzustellen, welches es einfacher macht, diese auf Fehler hin zu untersuchen. Die Tests beinhalten Säubern von Speicher und use-after-free-Prüfungen, was eine der bedeutenderen Quellen von Overhead ist. Diese Option hängt von options INVARIANT_SUPPORT ab.

• options INVARIANT_SUPPORT: Viele der in options INVARIANTS vorhandenen Tests benötigen veränderte Datenstrukturen und zusätzliche Kernel-Symbole, die festgelegt werden müssen.

• options WITNESS: Diese Option aktiviert Verfolgung und Prüfung von Lock-Anforderungen zur Laufzeit und ist als Werkzeug für die Deadlock-Diagnose von unschätzbarem Wert. WITNESS pflegt ein Diagramm mit erworbenen Lock-Anträgen nach Typ geordnet und prüft bei jedem Erwerb nach Zyklen (implizit oder explizit). Falls ein Zyklus entdeckt wird, werden eine Warnung und eine Stack-Ablaufverfolgung erzeugt und als Hinweis, dass ein möglicher Deadlock gefunden wurde, auf der Konsole ausgegeben. WITNESS wird benötigt, um die DDB-Befehle show locks, show witness und show alllocks benutzen zu können. Diese Debug-Option hat einen bedeutenden Leistung-Overhead, welcher ein ein wenig durch Benutzung von options WITNESS_SKIPSPIN gemildert werden kann. Detaillierte Dokumentation kann in witness(4) gefunden werden.

• options WITNESS_SKIPSPIN: Deaktiviert die Prüfung von Spinlock-Lock-Anforderungen mit WITNESS zur Laufzeit. Da Spinlocks am häufigsten im Scheduler angefordert werden und Scheduler-Ereignisse oft auftreten, kann diese Option Systeme, die mit WITNESS laufen, merklich beschleunigen. Diese Option hängt von options WITNESS ab.

• options WITNESS_KDB: Setzt den Standard des debug.witness.kdb-sysctl-Werts auf 1, was bewirkt, dass WITNESS den Debugger aufruft, sobald eine Lock-Anforderungsverletzung vorliegt, anstatt einfach nur eine Warnung auszugeben. Diese Option hängt von options WITNESS ab.

• options SOCKBUF_DEBUG: Führt umfassende Beschaffenheitsprüfungen in Socket-Puffern durch, was nützlich zur Fehlersuche bei Socket-Fehlern und Anzeichen für Ressourceblockaden (Race) in Protokollen und Gerätetreibern, die mit Sockets arbeiten, sein kann. Diese Option hat bedeutende Auswirkung auf die Netzwerkleistung und kann die Zeitverhältnisse bei gegenseitiger Ressourceblockade in Gerätetreibern ändern.

• options DEBUG_VFS_LOCKS: Verfolgt Lock-Anforderungs-Einzelheiten bei lockmgr/vnode-Locks, was die Menge der Informationen, die von show lockdevnods in DDB angezeigt werden, vergrößert. Diese Option hat messbare Auswirkung auf die Leistung.

• options DEBUG_MEMGUARD: Ein Ersatz für die Kernel-Speicher-Zuweisung durch malloc(9), die das VM-System benutzt, um Lese- und Schreibzugriffe auf zugewiesenen Speicher nach der Freigabe zu entdecken. Details können in memguard(9) gefunden werden. Diese Option hat bedeutende Auswirkung auf die Leistung, aber kann sehr nützlich bei der Fehlersuche sein, wenn Kernel-Speicher-Beschädigungen durch Fehler verursacht werden.

• options DIAGNOSTIC: Aktiviert zusätzliche, aufwendigere Diagnosetests analog zu options INVARIANTS.