使用 Systemtap 定位疑难杂症

安装

Ubuntu

安装 systemtap:

apt install -y systemtap

运行 stap-prep 检查还有什么需要安装:

$ stap-prep
Please install linux-headers-4.4.0-104-generic
You need package linux-image-4.4.0-104-generic-dbgsym but it does not seem to be available
Ubuntu -dbgsym packages are typically in a separate repository
Follow https://wiki.ubuntu.com/DebuggingProgramCrash to add this repository
apt install -y linux-headers-4.4.0-104-generic

提示需要 dbgsym 包但当前已有软件源中并不包含,需要使用第三方软件源安装,下面是 dbgsym 安装方法(参考官方wiki: https://wiki.ubuntu.com/Kernel/Systemtap):

sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys C8CAB6595FDFF622
codename=$(lsb_release -c | awk '{print $2}')
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ddebs.list << EOF
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename} main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-security main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-updates main restricted universe multiverse
deb http://ddebs.ubuntu.com/ ${codename}-proposed main restricted universe multiverse
EOF
sudo apt-get update

配置好源后再运行下 stap-prep:

$ stap-prep
Please install linux-headers-4.4.0-104-generic
Please install linux-image-4.4.0-104-generic-dbgsym

提示需要装这两个包,我们安装一下:

apt install -y linux-image-4.4.0-104-generic-dbgsym
apt install -y linux-headers-4.4.0-104-generic

CentOS

安装 systemtap:

yum install -y systemtap

默认没装 debuginfo,我们需要装一下,添加软件源 /etc/yum.repos.d/CentOS-Debug.repo:

[debuginfo]
name=CentOS-$releasever - DebugInfo
baseurl=http://debuginfo.centos.org/$releasever/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
protect=1
priority=1

执行 stap-prep (会安装 kernel-debuginfo)

最后检查确保 kernel-debuginfokernel-devel 均已安装并且版本跟当前内核版本相同,如果有多个版本,就删除跟当前内核版本不同的包(通过uname -r查看当前内核版本)。

重点检查是否有多个版本的 kernel-devel:

$ rpm -qa | grep kernel-devel
kernel-devel-3.10.0-327.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-514.26.2.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-862.9.1.el7.x86_64

如果存在多个,保证只留跟当前内核版本相同的那个,假设当前内核版本是 3.10.0-862.9.1.el7.x86_64,那么使用 rpm 删除多余的版本:

rpm -e kernel-devel-3.10.0-327.el7.x86_64 kernel-devel-3.10.0-514.26.2.el7.x86_64

使用 systemtap 揪出杀死容器的真凶

Pod 莫名其妙被杀死? 可以使用 systemtap 来监视进程的信号发送,原理是 systemtap 将脚本翻译成 C 代码然后调用 gcc 编译成 linux 内核模块,再通过 modprobe 加载到内核,根据脚本内容在内核做各种 hook,在这里我们就 hook 一下信号的发送,找出是谁 kill 掉了容器进程。

首先,找到被杀死的 pod 又自动重启的容器的当前 pid,describe 一下 pod:

......
Container ID: docker://5fb8adf9ee62afc6d3f6f3d9590041818750b392dff015d7091eaaf99cf1c945
......
Last State: Terminated
Reason: Error
Exit Code: 137
Started: Thu, 05 Sep 2019 19:22:30 +0800
Finished: Thu, 05 Sep 2019 19:33:44 +0800

拿到容器 id 反查容器的主进程 pid:

$ docker inspect -f "{{.State.Pid}}" 5fb8adf9ee62afc6d3f6f3d9590041818750b392dff015d7091eaaf99cf1c945
7942

通过 Exit Code 可以看出容器上次退出的状态码,如果进程是被外界中断信号杀死的,退出状态码将在 129-255 之间,137 表示进程是被 SIGKILL 信号杀死的,但我们从这里并不能看出是被谁杀死的。

如果问题可以复现,我们可以使用下面的 systemtap 脚本来监视容器是被谁杀死的(保存为sg.stp):

global target_pid = 7942
probe signal.send{
if (sig_pid == target_pid) {
printf("%s(%d) send %s to %s(%d)\n", execname(), pid(), sig_name, pid_name, sig_pid);
printf("parent of sender: %s(%d)\n", pexecname(), ppid())
printf("task_ancestry:%s\n", task_ancestry(pid2task(pid()), 1));
}
}
  • 变量 pid 的值替换为查到的容器主进程 pid

运行脚本:

stap sg.stp

当容器进程被杀死时,脚本捕捉到事件,执行输出:

pkill(23549) send SIGKILL to server(7942)
parent of sender: bash(23495)
task_ancestry:swapper/0(0m0.000000000s)=>systemd(0m0.080000000s)=>vGhyM0(19491m2.579563677s)=>sh(33473m38.074571885s)=>bash(33473m38.077072025s)=>bash(33473m38.081028267s)=>bash(33475m4.817798337s)=>pkill(33475m5.202486630s)

通过观察 task_ancestry 可以看到杀死进程的所有父进程,在这里可以看到有个叫 vGhyM0 的奇怪进程名,通常是中了木马,需要安全专家介入继续排查。