Debug di un'interruzione storm

Articolo
05/15/2024

Uno degli esempi più comuni di un sistema bloccato è una tempesta di interruzioni. Una tempesta di interrupt è un segnale di interrupt attivato dal livello che rimane nello stato asserto.

Gli eventi seguenti possono causare un'interruzione temporale:

Un dispositivo hardware non rilascia il segnale di interruzione dopo essere stato indirizzato a farlo dal driver di dispositivo.
Un driver di dispositivo non indica all'hardware di rilasciare il segnale di interruzione, perché non rileva che l'interrupt è stato avviato dall'hardware.
Un driver di dispositivo richiede l'interrupt anche se l'interrupt non è stato avviato dall'hardware. Questa situazione può verificarsi solo quando più dispositivi condividono lo stesso IRQ.
Il registro di controllo a livello di arco (ELCR) non è impostato correttamente.
I dispositivi con interruzione perimetrale e a livello condividono un runtime di integrazione (ad esempio, una porta COM e un controller SCSI PCI).

Questo esempio illustra un metodo per rilevare e eseguire il debug di una tempesta di interrupt.

Quando il computer si blocca, usare un debugger del kernel per interrompere l'esecuzione. Usare il comando !irpfind extension per cercare i runtime di integrazione in sospeso. Usare quindi l'estensione !irp per ottenere informazioni dettagliate sui runtime di integrazione in sospeso. Ad esempio:

kd> !irp 81183468
Irp is active with 2 stacks 2 is current (= 0x811834fc)
 No Mdl Thread 00000000:  Irp stack trace.
     cmd  flg cl Device   File     Completion-Context
 [  0, 0]   0  0 8145f470 00000000 00000000-00000000
               \Driver\E100B
                        Args: 00000000 00000000 00000000 00000000
>[ 16, 2]   0 e1 8145f470 00000000 8047f744-814187a8 Success Error Cancel pending
               \Driver\E100B    ntoskrnl!PopCompleteSystemPowerIrp
                        Args: 00000000 00000000 00000002 00000002

Questo esempio mostra che \driver\e100b non ha restituito l'IRP per ntoskrnl! PopCompleteSystemPowerIrp. Sembra essere bloccato e potrebbe verificarsi una tempesta di interruzioni.

Per analizzare, usare il comando kb per richiedere un'analisi dello stack. Ad esempio:

kd> kb
ChildEBP RetAddr  Args to Child
f714ee68 8046355a 00000001 80068c10 00000030 ntoskrnl!RtlpBreakWithStatusInstruction
f714ee68 80067a4f 00000001 80068c10 00000030 ntoskrnl!KeUpdateSystemTime+0x13e
f714eeec 8046380b 01001010 0000003b f714ef00 halacpi!HalBeginSystemInterrupt+0x83
f714eeec 80463c50 01001010 0000003b f714ef00 ntoskrnl!KiChainedDispatch+0x1b
f714ef78 80067cc2 00000000 00000240 8000017c ntoskrnl!KiDispatchInterrupt
f714ef78 80501cb5 00000000 00000240 8000017c halacpi!HalpDispatchInterrupt2ndEnt

Si noti che la sezione che inizia con halacpi!HalBeginSystemInterrupt è un dispatch di interrupt. Se si usa di nuovo il comando g e si interrompe di nuovo, è molto probabile che venga visualizzata un'analisi dello stack diversa, ma verrà comunque visualizzato un dispatch di interrupt. Per determinare quale interrupt è responsabile dello stallo del sistema, esaminare il secondo parametro passato in HalBeginSystemInterrupt (in questo caso, 0x3B). La regola standard è che il vettore di interrupt visualizzato (0x3B) è la riga IRQ più 0x30, quindi l'interrupt è il numero 0xB. L'esecuzione di un'altra traccia dello stack può fornire altre informazioni sul dispositivo che ha emesso la richiesta di servizio interrupt (ISR). In questo caso, una seconda analisi dello stack ha il risultato seguente:

kd> kb
ChildEBP RetAddr  Args to Child
f714ee24 8046355a 00000001 00000010 00000030 ntoskrnl!RtlpBreakWithStatusInstruction
f714ee24 bfe854b9 00000001 00000010 00000030 ntoskrnl!KeUpdateSystemTime+0x13e
f714eed8 f7051796 00000000 80463850 8143ec88 atimpab!AtiInterrupt+0x109
f714eee0 80463850 8143ec88 81444038 8046380b VIDEOPRT!pVideoPortInterrupt+0x16
f714eef8 80463818 00000202 0000003b 80450bb8 ntoskrnl!KiChainedDispatch2ndLvl+0x28
f714eef8 80463c50 00000202 0000003b 80450bb8 ntoskrnl!KiChainedDispatch+0x28
f714ef78 80067cc2 00000000 00000240 8000017c ntoskrnl!KiDispatchInterrupt
f714ef78 80501cb5 00000000 00000240 8000017c halacpi!HalpDispatchInterrupt2ndEntry+0x1b
f714f084 8045f744 f714f16c 00020019 f714f148 ntoskrnl!NtCreateKey+0x113
f714f084 8042e487 f714f16c 00020019 f714f148 ntoskrnl!KiSystemService+0xc4
f714f118 804ab556 f714f16c 00020019 f714f148 ntoskrnl!ZwCreateKey+0xb
f714f184 8041f75b f714f1e8 8000017c f714f1d0 ntoskrnl!IopCreateRegistryKeyEx+0x4e
f714f204 804965cd 8145f630 00000000 00000001 ntoskrnl!IopProcessSetInterfaceState+0x93
f714f220 bfee1eb9 8145f630 00000000 8145f5a0 ntoskrnl!IoSetDeviceInterfaceState+0x2b
f714f254 bfedb416 00000004 00000800 0045f570 NDIS!ndisMCommonHaltMiniport+0x1f
f714f268 bfed4ddb bfed0660 811a2708 811a2708 NDIS!ndisPmHaltMiniport+0x9a
f714f288 bfed5146 811a2708 00000004 8145f570 NDIS!ndisSetPower+0x1d1
f714f2a8 8041c60f 81453a30 811a2708 80475b18 NDIS!ndisPowerDispatch+0x84
f714f2bc 8044cc52 80475b18 811a2708 811a279c ntoskrnl!IopfCallDriver+0x35
f714f2d4 8044cb89 811a279c 811a2708 811a27c0 ntoskrnl!PopPresentIrp+0x62

Il sistema esegue attualmente l'ISR per la scheda video. Il sistema eseguirà l'ISR per ognuno dei dispositivi che condividono irQ 0xB. Se nessun processo richiede l'interrupt, il sistema operativo attenderà infinitamente, richiedendo agli ISR del driver di gestire l'interrupt. È anche possibile che un processo possa gestire l'interrupt e arrestarlo, ma se l'hardware viene interrotto, l'interrupt potrebbe essere semplicemente ricertificato.

Usare l'estensione !arbiter 4 per determinare quali dispositivi si trovano in IRQ 0xB. Se è presente un solo dispositivo in IRQ 0xB, è stata rilevata la causa del problema. Se sono presenti più dispositivi che condividono l'interrupt (99% dei casi), è necessario isolare il dispositivo programmando manualmente i nodi LNK (che sono distruttivi per lo stato del sistema) o rimuovendo o disabilitando l'hardware.

kd> !arbiter 4
DEVNODE 8149a008 (HTREE\ROOT\0)
  Interrupt Arbiter "RootIRQ" at 80472a20
    Allocated ranges:
      0000000000000000 - 0000000000000000   B   8149acd0
      0000000000000001 - 0000000000000001   B   8149acd0
      0000000000000002 - 0000000000000002   B   8149acd0
      0000000000000003 - 0000000000000003   B   8149acd0
      0000000000000004 - 0000000000000004   B   8149acd0
      0000000000000005 - 0000000000000005   B   8149acd0
      0000000000000006 - 0000000000000006   B   8149acd0
      0000000000000007 - 0000000000000007   B   8149acd0
      0000000000000008 - 0000000000000008   B   8149acd0
      0000000000000009 - 0000000000000009   B   8149acd0
      000000000000000a - 000000000000000a   B   8149acd0
      000000000000000b - 000000000000000b   B   8149acd0
      000000000000000c - 000000000000000c   B   8149acd0
 000000000000000d - 000000000000000d   B   8149acd0
      000000000000000e - 000000000000000e   B   8149acd0
 000000000000000f - 000000000000000f   B   8149acd0
      0000000000000010 - 0000000000000010   B   8149acd0
      0000000000000011 - 0000000000000011   B   8149acd0
      0000000000000012 - 0000000000000012   B   8149acd0
      0000000000000013 - 0000000000000013   B   8149acd0
      0000000000000014 - 0000000000000014   B   8149acd0
      0000000000000015 - 0000000000000015   B   8149acd0
      0000000000000016 - 0000000000000016   B   8149acd0
      0000000000000017 - 0000000000000017   B   8149acd0
      0000000000000018 - 0000000000000018   B   8149acd0
      0000000000000019 - 0000000000000019   B   8149acd0
      000000000000001a - 000000000000001a   B   8149acd0
      000000000000001b - 000000000000001b   B   8149acd0
      000000000000001c - 000000000000001c   B   8149acd0
      000000000000001d - 000000000000001d   B   8149acd0
 000000000000001e - 000000000000001e   B   8149acd0
      000000000000001f - 000000000000001f   B   8149acd0
 0000000000000020 - 0000000000000020   B   8149acd0
      0000000000000021 - 0000000000000021   B   8149acd0
      0000000000000022 - 0000000000000022   B   8149acd0
      0000000000000023 - 0000000000000023   B   8149acd0
      0000000000000024 - 0000000000000024   B   8149acd0
      0000000000000025 - 0000000000000025   B   8149acd0
      0000000000000026 - 0000000000000026   B   8149acd0
      0000000000000027 - 0000000000000027   B   8149acd0
      0000000000000028 - 0000000000000028   B   8149acd0
      0000000000000029 - 0000000000000029   B   8149acd0
      000000000000002a - 000000000000002a   B   8149acd0
      000000000000002b - 000000000000002b   B   8149acd0
      000000000000002c - 000000000000002c   B   8149acd0
 000000000000002d - 000000000000002d   B   8149acd0
      000000000000002e - 000000000000002e   B   8149acd0
 000000000000002f - 000000000000002f   B   8149acd0
      0000000000000032 - 0000000000000032   B   8149acd0
      0000000000000039 - 0000000000000039 S     814776d0  (ACPI)
    Possible allocation:
      < none >

    DEVNODE 81476f28 (ACPI_HAL\PNP0C08\0)
      Interrupt Arbiter "ACPI_IRQ" at bfff10e0
        Allocated ranges:
          0000000000000000 - 0000000000000000   B   81495bb0
          0000000000000001 - 0000000000000001       814952b0  (i8042prt)
          0000000000000003 - 0000000000000003 S     81495610  (Serial)
          0000000000000004 - 0000000000000004   B   8149acd0
          0000000000000006 - 0000000000000006       81495730  (fdc)
          0000000000000008 - 0000000000000008       81495a90
          0000000000000009 - 0000000000000009 S     814776d0  (ACPI)
          000000000000000b - 000000000000000b S
            000000000000000b - 000000000000000b S     81453c30  (ds1)
            000000000000000b - 000000000000000b S     81453a30  (E100B)
            000000000000000b - 000000000000000b S     81493c30  (uhcd)
            000000000000000b - 000000000000000b S     8145c390  (atirage3)
          000000000000000c - 000000000000000c       814953d0  (i8042prt)
 000000000000000d - 000000000000000d   B   81495850
          000000000000000e - 000000000000000e       8145bb50  (atapi)
 000000000000000f - 000000000000000f       8145b970  (atapi)
        Possible allocation:
          < none >

In questo caso, l'audio, il bus seriale universale (USB), la scheda di interfaccia di rete e il video usano tutti lo stesso IRQ.

Per scoprire quale ISR dichiara la proprietà dell'interrupt, esaminare il valore restituito dall'ISR. È sufficiente disassemblare l'ISR usando il comando U con l'indirizzo specificato nella visualizzazione !arbiter e impostare un punto di interruzione sull'ultima istruzione dell'ISR (che sarà un'istruzione "ret"). Si noti che l'uso dell'indirizzo> g <del comando equivale a impostare un punto di interruzione su tale indirizzo:

kd> g bfe33e7b
ds1wdm!AdapterIsr+ad:
bfe33e7b c20800           ret     0x8

Usare il comando r per esaminare i registri. In particolare, esaminare il registro EAX. Se il contenuto del registro EAX mostrato nell'esempio di codice seguente è diverso da zero, l'ISR ha richiesto l'interrupt. In caso contrario, l'interrupt non è stato richiesto e il sistema operativo chiamerà il successivo ISR. Questo esempio mostra che la scheda video non richiede l'interrupt:

kd> r
eax=00000000 ebx=813f4ff0 ecx=00000010 edx=ffdff848 esi=8145d168 edi=813f4fc8
eip=bfe33e7b esp=f714eec4 ebp=f714eee0 iopl=0         nv up ei pl zr na po nc
cs=0008  ss=0010  ds=0023  es=0023  fs=0030  gs=0000             efl=00000246
ds1wdm!AdapterIsr+ad:
bfe33e7b c20800           ret     0x8

In questo caso, infatti, l'interrupt non viene richiesto da nessuno dei dispositivi in IRQ 0xb. Quando si verifica questo problema, è anche necessario verificare se ogni componente hardware associato all'interrupt è effettivamente abilitato. Per PCI, questo è semplice: esaminare il registro CMD visualizzato dall'output dell'estensione !pci :

kd> !pci 0 0
PCI Bus 0
00:0  8086:7190.03  Cmd[0006:.mb...]  Sts[2210:c....]  Device  Host bridge
01:0  8086:7191.03  Cmd[0107:imb..s]  Sts[0220:.6...]  PciBridge 0->1-1  PCI-PCI bridge
03:0  1073:000c.03  Cmd[0000:......]  Sts[0210:c....]  Device  SubID:1073:000c Audio device
04:0  8086:1229.05  Cmd[0007:imb...]  Sts[0290:c....]  Device  SubID:8086:0008 Ethernet
07:0  8086:7110.02  Cmd[000f:imb...]  Sts[0280:.....]  Device  ISA bridge
07:1  8086:7111.01  Cmd[0005:i.b...]  Sts[0280:.....]  Device  IDE controller
07:2  8086:7112.01  Cmd[0005:i.b...]  Sts[0280:.....]  Device  USB host controller
07:3  8086:7113.02  Cmd[0003:im....]  Sts[0280:.....]  Device  Class:6:80:0

Si noti che il chip audio (etichettato come "Dispositivo audio") cmd è zero. Ciò significa che il chip audio è effettivamente disabilitato in questo momento. Ciò significa anche che il chip audio non sarà in grado di rispondere agli accessi da parte del driver.

In questo caso, il chip audio deve essere riabilitato manualmente.

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