Lab 001 · kallsyms 与 panic backtrace 验证

对应 document/book/04-developer/001/。验证档 C 档(调试路径)。验证靠触发 panic 看符号化栈 + grep。

目标

确认四件事:

1. 全局 -fno-omit-frame-pointer(frame pointer 地基);
2. kallsyms_set_table/kallsyms_lookup 在,注入源解耦;
3. backtrace_capture/backtrace_from 在,用栈范围检查(非 translate);
4. 统一 panic(收编 dump_registers/kpanic/fatal_halt + backtrace + memstats)。

步骤

1. 构建 + 测试

git checkout 001_dev_kallsyms_panic 2>/dev/null || git checkout 001_*
cmake -B build -S . && cmake --build build -j$(nproc) > /tmp/b.log 2>&1; echo "build=$?"
cmake --build build --target run-kernel-test

2. 四块都在

grep -n 'fno-omit-frame-pointer' CMakeLists.txt cmake/*.cmake 2>/dev/null
grep -n 'kallsyms_set_table\|kallsyms_lookup' kernel/lib/kallsyms.hpp
grep -n 'backtrace_capture\|backtrace_from' kernel/arch/x86_64/backtrace.hpp
grep -rn 'dump_memory_stats' kernel/mm/diagnostics.hpp

思考:backtrace 为什么用"栈范围检查"而非 VMM::translate()?——见章节:translate 不支持 huge 页(返 0),且取锁在 panic 路径有死锁风险。栈范围检查无 lock、对 huge 有效、IF=0 安全。

3.(C 档)触发一次 panic 看 backtrace

在内核里临时加一句 cinux::lib::kpanic("lab trigger");(或访问非法地址),构建运行,看输出:

• 一行消息(lab trigger);
• 寄存器 dump(rax/rbx/.../rip/rsp);
• backtrace(每帧地址,经 kallsyms 符号化的会是 函数名+偏移,1b 注入就绪前是裸地址);
• 当前 task;
• dump_memory_stats(PMM/Slab/PageCache 汇总)。

裸地址怎么读? 1b 符号注入就绪前,把 backtrace 里的地址拿去 host 端 addr2line -e build/kernel/big/big_kernel <addr>(或 nm build/...|grep <addr>)符号化。看完记得删掉触发代码。

4.(思考)注入源解耦的价值

kallsyms 模块只认注入进来的表,不管表从哪来。去看 kallsyms_set_table 的调用方——生产是 build 时 nm 抽符号(1b follow-up),单测是 fixture 表。这种解耦让 1b 可以后加、不阻塞 backtrace/panic。

验收清单

• [ ] 构建 build=0,测试全绿(含 -O2 Release:首次 -O2 验证)。
• [ ] frame pointer 全局开;kallsyms/backtrace/统一 panic/memstats 都在。
• [ ] backtrace 用栈范围检查,不用 translate。
• [ ] 触发过一次 panic,看到 backtrace + 寄存器 + memstats。

别做这些

• 别在 backtrace 里用 VMM::translate() 判栈页——huge 页返 0 + 取锁死锁。
• 别在 kprintf 里用 %zu/%ld——freestanding 子集只有 %x(uint64)/%u(unsigned)/%d,用 (unsigned) cast。