Linux内核解码运行时的污染状态

一、受污染的内核

当发生一些在稍后调查问题时可能相关的事件时，内核会将自己标记为“受污染 （tainted）”的。不用太过担心，大多数情况下运行受污染的内核没有问题；这些信息 主要在有人想调查某个问题时才有意义的，因为问题的真正原因可能是导致内核受污染 的事件。这就是为什么来自受污染内核的缺陷报告常常被开发人员忽略，因此请尝试用 未受污染的内核重现问题。

请注意，即使在您消除导致污染的原因（亦即卸载专有内核模块）之后，内核仍将保持 污染状态，以表示内核仍然不可信。这也是为什么内核在注意到内部问题（“kernel bug”）、可恢复错误（“kernel oops”）或不可恢复错误（“kernel panic”）时会打印 受污染状态，并将有关此的调试信息写入日志 dmesg 输出。也可以通过 /proc/ 中的文件在运行时检查受污染的状态。

二、BUG、Oops或Panics消息中的污染标志

在顶部以“CPU:”开头的一行中可以找到受污染的状态；内核是否受到污染和原因会显示 在进程ID（“PID:”）和触发事件命令的缩写名称（“Comm:”）之后:

BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at 0000000000000000 Oops: 0002 [#1] SMP PTI CPU: 0 PID: 4424 Comm: insmod Tainted: P W O 4.20.0-0.rc6.fc30 #1 Hardware name: Red Hat KVM, BIOS 0.5.1 01/01/2011 RIP: 0010:my_oops_init+0x13/0x1000 [kpanic] [...]

如果内核在事件发生时没有被污染，您将在那里看到“Not-tainted:”；如果被污染，那 么它将是“Tainted:”以及字母或空格。在上面的例子中，它看起来是这样的:

Tainted: P W O

下表解释了这些字符的含义。在本例中，由于加载了专有模块（ P ），出现了 警告（ W ），并且加载了外部构建的模块（ O ），所以内核早些时候受到 了污染。要解码其他字符，请使用下表。

三、解码运行时的污染状态

在运行时，您可以通过读取 cat /proc/sys/kernel/tainted 来查询受污染状态。 如果返回 0 ，则内核没有受到污染；任何其他数字都表示受到污染的原因。解码 这个数字的最简单方法是使用脚本 tools/debugging/kernel-chktaint ，您的 发行版可能会将其作为名为 linux-tools 或 kernel-tools 的包的一部分提 供；如果没有，您可以从 git.kernel.org 网站下载此脚本并用 sh kernel-chktaint 执行，它会在上面引用的日志中有类似 语句的机器上打印这样的内容:

Kernel is Tainted for following reasons: * Proprietary module was loaded (#0) * Kernel issued warning (#9) * Externally-built ('out-of-tree') module was loaded (#12) See Documentation/admin-guide/tainted-kernels.rst in the Linux kernel or https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/tainted-kernels.html for a more details explanation of the various taint flags. Raw taint value as int/string: 4609/'P W O '

你也可以试着自己解码这个数字。如果内核被污染的原因只有一个，那么这很简单， 在本例中您可以通过下表找到数字。如果你需要解码有多个原因的数字，因为它是一 个位域（bitfield），其中每个位表示一个特定类型的污染的存在或不存在，最好让 前面提到的脚本来处理。但是如果您需要快速看一下，可以使用这个shell命令来检查 设置了哪些位:

$ for i in $(seq 18); do echo $(($i-1)) $(($(cat /proc/sys/kernel/tainted)>>($i-1)&1));done

四、污染状态代码表

​
 

注：字符 _ 表示空白，以便于阅读表。

五、污染的更详细解释

G 加载的所有模块都有GPL或兼容许可证， P 加载了任何专有模块。 没有MODULE_LICENSE（模块许可证）或MODULE_LICENSE未被insmod认可为GPL 兼容的模块被认为是专有的。

F 任何模块被 insmod -f 强制加载， ' ' 所有模块正常加载。

S 内核运行在不合规范的处理器或系统上：硬件已运行在不受支持的配置中， 因此无法保证正确执行。内核将被污染，例如：

在x86上：PAE是通过intel CPU（如Pentium M）上的forcepae强制执行的，这些 CPU不报告PAE，但可能有功能实现，SMP内核在非官方支持的SMP Athlon CPU上 运行，MSR被暴露到用户空间中。

在arm上：在某些CPU（如Keystone 2）上运行的内核，没有启用某些内核特性。

在arm64上：CPU之间存在不匹配的硬件特性，引导加载程序以不同的模式引导CPU。

某些驱动程序正在被用在不受支持的体系结构上（例如x86_64以外的其他系统 上的scsi/snic，非x86/x86_64/itanium上的scsi/ips，已经损坏了arm64上 irqchip/irq-gic的固件设置…）。

R 模块被 rmmod -f 强制卸载， ' ' 所有模块都正常卸载。

M 任何处理器报告了机器检测异常， ' ' 未发生机器检测异常。

B 页面释放函数发现错误的页面引用或某些意外的页面标志。这表示硬件问题 或内核错误；日志中应该有其他信息指示发生此污染的原因。

U 用户或用户应用程序特意请求设置受污染标志，否则应为 ' ' 。

D 内核最近死机了，即出现了OOPS或BUG。

A ACPI表被重写。

W 内核之前已发出过警告（尽管有些警告可能会设置更具体的污染标志）。

C 已加载staging驱动程序。

I 内核正在处理平台固件（BIOS或类似软件）中的严重错误。

O 已加载外部构建（“树外”）模块。

E 在支持模块签名的内核中加载了未签名的模块。

L 系统上先前发生过软锁定。

K 内核已经实时打了补丁。

X 备用污染，由Linux发行版定义和使用。

T 内核构建时使用了randstruct插件，它可以有意生成非常不寻常的内核结构 布局（甚至是性能病态的布局），这在调试时非常有用。于构建时设置。
 

审核编辑：汤梓红