CentOS8.5内核中BUG_ON(!in_nmi())触发原因排查

问题描述 #

• 触发BUG的报错信息：

[ 242.337362] kernel BUG at arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c:1364!
[ 242.337366] invalid opcode: 0000 [#1] SMP NOPTI

• 运行环境：CentOS 8.5，Kernel 4.18.0-348.el8.x86_64（x86_64架构）
• BUG触发点：arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c第1364行的nmi_exit()宏调用，实际触发了宏内的BUG_ON(!in_nmi())断言
• 代码上下文：do_machine_check()函数第1255行已调用nmi_enter()，理论上应处于NMI上下文，但断言失败

相关代码片段 #

nmi_exit()宏定义 #

#define nmi_exit()                      
    do {                            
        trace_hardirq_exit();               
        rcu_nmi_exit();                 
        BUG_ON(!in_nmi());              
        preempt_count_sub(NMI_OFFSET + HARDIRQ_OFFSET); 
        ftrace_nmi_exit();              
        lockdep_on();                   
        printk_nmi_exit();              
    } while (0)

可能的触发原因 #

• 嵌套NMI导致preempt_count异常：若do_machine_check()执行期间再次触发NMI，会多次调用nmi_enter()累加preempt_count。后续多次执行nmi_exit()时，preempt_count_sub()会将计数降到低于NMI_OFFSET，导致in_nmi()返回false触发断言。
• 异常分支意外修改preempt_count：MCE处理逻辑中的某些错误分支（比如硬件错误的紧急处理路径）可能提前修改了preempt_count，或调用了其他会干扰NMI上下文状态的函数，破坏了in_nmi()的判断条件。
• 硬件异常引发的栈/寄存器破坏：本次MCE本身由硬件错误触发，若错误已破坏栈空间或preempt_count对应的寄存器值，会导致in_nmi()的判断逻辑读取到错误的上下文状态。
• 内核定制补丁的逻辑冲突：如果系统内核存在定制化补丁，可能修改了nmi_enter()/nmi_exit()的实现逻辑，导致NMI上下文的进入/退出状态不匹配。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mark Kang