嵌入式 Linux 上使用 ramoops

对于嵌入式设备，尽管在部署前会经历大量的测试和验证，但在使用现场有时候仍不可避免会出现意外情况，如 Kernel opps、panic。当出现类似情况时，系统日志往往无法及时写入 flash，重启后不能获得用于分析问题的关键信息。Ramoops 可以应对此类问题。当发发生 Kernel opps、panic时，它能够将相关日志保存到特定的内存区域，并在软重启后仍可以读取。文章将使用安装 Linux BSP v3.0 的 Apalis iMX6 计算机模块进行说明。

首先使用 Toradex Easy Installer 安装 Linux BSP v3.0。然后下载对应的 Linux 源码，分支为 toradex_4.14-2.3.x-imx。交叉编译工具是 gcc-arm-8.2-2019.01-x86_64-arm-linux-gnueabihf。

应用  Apalis iMX6 默认内核配置。

$ make apalis_imx6_defconfig

开启 ramoops 功能。

$ make menuconfigFile systems → Miscellaneous filesystems   Persistent store support                                                                                                  Choose compression algorithm (ZLIB)  --->                                                                          [*]     Log kernel console messages                                                     [*]     Log user space messages           Log panic/oops to a RAM buffer

为了便于触发 kernel panic 开启 sysrq 功能。

Kernel hacking [*] Magic SysRq key 0x1) Enable magic SysRq key functions by default [*]   Enable magic SysRq key over serial  

最后重新编译内核以及内核模块。

$ make zImage LOADADDR=10008000$ make modules

使用新的内核和模块重新启动 Apalis iMX6。Ramoops 在内核配置里又称为 PSTORE，使用下面命令查看之前的内核内置是否生效。

root@apalis-imx6:~# zcat /proc/config.gz |grep PSTORECONFIG_PSTORE=yCONFIG_PSTORE_ZLIB_COMPRESS=y# CONFIG_PSTORE_LZO_COMPRESS is not set# CONFIG_PSTORE_LZ4_COMPRESS is not setCONFIG_PSTORE_CONSOLE=yCONFIG_PSTORE_PMSG=yCONFIG_PSTORE_RAM=yroot@apalis-imx6:~# zcat /proc/config.gz |grep SYSRQCONFIG_MAGIC_SYSRQ=yCONFIG_MAGIC_SYSRQ_DEFAULT_ENABLE=0x1CONFIG_MAGIC_SYSRQ_SERIAL=y 

此时，ramoops 还没有配置完成，需要在 device tree里创建对应的节点。在这之前先确定在内存中可以为 ramoops 预留的地址空间。在 Linux 运行下面命令。

root@apalis-imx6:~# cat /proc/iomem00100000-00103fff : /soc/caam-sm@0010000000120000-00128fff : 120000.hdmi_core00130000-00133fff : galcore register region……02204000-02207fff : galcore register region02400000-027fffff : 2400000.ipu02800000-02bfffff : 2800000.ipu10000000-4fffffff : System RAM 10008000-10cfffff : Kernel code 10e00000-10eeb3cf : Kernel data

RAM 的物理地址空间为 0x10000000-0x4fffffff，选择在 Kernel code 和 Kernel data 之外的 0x30000000 作为 ramoops 的起始地址，大小为 1MB。

在 arch/arm/boot/dts/imx6q.dtsi 的 reserved-memory  节点里添加  ramoops。

重新编译 device tree。

$ make imx6q-apalis-eval.dtb

使用新的 device tree 启动后，可以看到以下信息。

root@apalis-imx6:~# dmesg|grep ramoops[    0.071682] pstore: Registered ramoops as persistent store backend[    0.071707] ramoops: attached 0x100000@0x30000000, ecc: 0/0

下面命令分别设置系统在发生 kernel panic 时1 秒后自动重启，以及触发 kernel panic。

root@apalis-imx6:~# echo 1 > /proc/sys/kernel/panicroot@apalis-imx6:~# echo c > /proc/sysrq-trigger

在自动重启后，将 ramoops 挂载到 /home/root/pstore 目录，可以看到上次发生 kerne panic 时的日志。

root@apalis-imx6:~# mkdir -p /home/root/pstoreroot@apalis-imx6:~# mount -t pstore psotre /home/root/pstoreroot@apalis-imx6:~# ls pstore/console-ramoops-0  dmesg-ramoops-0    dmesg-ramoops-1root@apalis-imx6:~/pstore# tail -n 5 console-ramoops-0[  856.337055] ffa0:                                     00be5898 00000000 00000020 76ed4bb4[  856.345259] ffc0: 00be5898 00000020 00000002 00000001 76ed71c0 00be6828 00000001 7ed702e0[  856.353460] ffe0: 00000000 7ed70138 76dd382d 76d88cd0 000f0010 ffffffff[  856.360101]  r9:00be6828 r8:10c5387d r7:10c5387d r6:ffffffff r5:000f0010 r4:76d88cd0[  856.385215] Rebooting in 1 seconds..root@apalis-imx6:~/pstore# tail -n 5 dmesg-ramoops-0[  856.200454]  r9:00000000 r8:00000000 r7:00000002 r6:00d00440 r5:a909bf00 r4:a909bf00[  856.208233] [] (SyS_write) from [] (ret_fast_syscall+0x0/0x54)[  856.215828]  r9:a975a000 r8:80107f24 r7:00000004 r6:76f5bda0 r5:00d00440 r4:0000006c[  856.223594] Code: e5834000 f57ff04e ebf07aaa e3a03000 (e5c34000)[  856.229847] ---[ end trace 583cc693cbfd2cb1 ]---

由于 ramoops 是将日志保存在内存里，如果模块是冷启动，即电源复位，那么相关的内容也不再保留。

总结

ramoops 可以使用较小的开销记录系统日志一般难以保存的 kernel panic 错误。由于存储于内存里面，因此在掉电后这些信息就不复存在。在 Linux 中还有许多其他的调试方法，如kdb, kdump, tracing 等，它们的使用特点和复杂程度也各有不同，用户可以根据需求加以选择。

参考

https://git.toradex.cn/cgit/linux-toradex.git/tree/Documentation/admin-guide/ramoops.rst?h=toradex_4.14-2.3.x-imxhttps://lwn.net/Articles/501748/

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