Kexec を使用することで、ハードウエアによる再起動を行うことなく、別のカーネルを起動することができるようになります。このツールは、下記のような用途で使用されます:

openSUSE® Leap で Kexec を使用すると、再起動を高速化したり潜在的なハードウエア問題を回避したりすることができます。 Kexec を使用するには、 kexec-tools パッケージをインストールしてください。このパッケージには kexec-bootloader というスクリプトが含まれていますが、これはブートローダの設定からカーネルのコマンドラインオプションを読み出し、そのコマンドラインオプションを利用して新しいカーネルを起動することができます。

カーネルのクラッシュ時にデバッグ情報を取得する環境を設定したい場合は、 makedumpfile パッケージをインストールしておいてください。

openSUSE Leap での Kdump の使用方法は、 YaST の Kdump モジュールで設定することができます。 YaST モジュールを使用する場合は、 yast2-kdump パッケージをインストールしておいてください。

Kexec で最も重要なコンポーネントは /sbin/kexec です。 Kexec でカーネルを読み込む際、 2 種類の方法で行うことができます:

システムがクラッシュした際、本番用のカーネルのデータを保持したまま、もう 1 つのカーネルを起動したい場合は、システムメモリ内に専用の領域を用意する必要があります。その領域は常に空けておかなければならないものであることから、この専用領域には本番用のカーネルが読み込まれることはありません。この領域は情報採取用のカーネルが使用するもので、このような仕組みによって、本番用のカーネルのメモリページを保持させることができるようになっています。

このような領域を予約するには、本番用のカーネルの起動コマンドライン内に、 crashkernel というオプションを追加します。 crashkernel で必要な値を判断するには、 18.4項 「crashkernel 割り当てサイズの計算」 に書かれた手順に従ってください。

なお、上記のパラメータは情報採取用のカーネルのパラメータではありません。情報採取用のカーネルでは Kexec を使用しません。

情報採取用のカーネルは専用の領域に読み込まれ、カーネルがクラッシュするのを待ちます。いったんクラッシュが発生すると、 Kdump は情報採取用のカーネルに制御を移します。これは、クラッシュした時点で、元のカーネルは信頼できる状態ではなくなるためです。これはつまり、 Kdump 自身も失敗する可能性があることを示しています。

情報採取用のカーネルを読み込むには、カーネルの起動パラメータを含める必要があります。ほとんどの場合、初期 RAM ファイルシステムを起動時に使用します。初期 RAM ファイルシステムを指定するには、 --initrd = ファイル名 のようなオプションを指定します。なお、 --append = コマンドライン のように指定すると、起動するほうのカーネルのコマンドラインを設定することができます。

なお、本番用のカーネルで指定していたコマンドラインを含めておく必要があります。このような場合は、 --append = "$(cat /proc/cmdline)" のように入力して実行することで、既存のコマンドラインをそのまま受け渡すことができます。また、オプションを追加したい場合は、 --append = "$(cat /proc/cmdline) オプション" のようにして追加のオプションを指定してもかまいません。

たとえば、 /boot/vmlinuz-6.4.0-150600.9-default というカーネルイメージファイルに対して、現在動作中のカーネルに指定しているものと同じ /boot/initrd ファイルを使用するように指定したい場合は、下記のようなコマンドになります:

#  kexec -l /boot/vmlinuz-6.4.0-150600.9-default \
 --append="$(cat /proc/cmdline)" --initrd=/boot/initrd

読み込んでおいたカーネルはいつでも解放することができます。 -l オプションで読み込んでおいたカーネルを解放したい場合は、 kexec -u コマンドを実行してください。また、 -p オプションで読み込んでおいたカーネルの場合は、 kexec -p -u コマンドを実行してください。

Kexec で情報採取用のカーネルを起動する 場合、このカーネル用のメモリ領域を割り当てておく必要があります。割り当てるべきサイズはコンピュータのハードウエア設定によって異なりますので、あらかじめ指定しておく必要があります。

割り当てるべきサイズは、お使いのコンピュータのハードウエアアーキテクチャによっても異なります。それぞれ下記の手順をお読みのうえ、必要なサイズを判断してください。

ヒント: IBM Z における未使用および無効化された CCW デバイスの除外について

利用可能なデバイスの数にもよりますが、 crashkernel カーネルパラメータで指定したメモリ量が不足する場合があります。不足した場合は、メモリを増やす代わりに、カーネル側で見えるデバイスの量を制限することができます。これにより、 crashkernel の設定で必要なメモリ量を減らすことができます。

1. デバイスを無視したい場合は、 cio_ignore ツールを利用することで、現時点で有効化されているデバイスや使用しているデバイスを除き、それ以外の全てのデバイスを無視する設定を生成することができます。

   > sudo cio_ignore -u -k
   cio_ignore=all,!da5d,!f500-f502

   cio_ignore -u -k と入力して実行すると、ブラックリスト設定が即時に有効化され、既存のブラックリストを置き換えるようになります。未使用のデバイスが消えることはなく、チャネルサブシステム内で変わらず現れるようになります。ただし、新しいチャネルデバイスを追加 (z/VM 下での CP ATTACH か、 LPAR での動的な I/O 設定変更) すると、それらはブラックリストとして扱われます。この動作をしないようにするには、まず既存の設定を sudo cio_ignore -l を実行して保存し、 cio_ignore -u -k コマンドの実行後にその状態に戻すようにしてください。それ以外の方法としては、生成された設定を通常のカーネルパラメータに追加する方法もあります。

2. この方法の場合は、 /etc/sysconfig/kdump 内にある KDUMP_CMDLINE_APPEND の値の中に、 cio_ignore パラメータを追加してください。たとえば下記のようになります:

   KDUMP_COMMANDLINE_APPEND="cio_ignore=all,!da5d,!f500-f502"

3. 設定を反映させるには、 kdump を再起動します:

   systemctl restart kdump.service

Kexec を使用するには、まず対応するサービスを有効化し、動作させる必要があります:

お使いの Kexec 環境が正しく動作していることを確認するには、 Kexec を利用して新しいカーネルを起動してください。ただし、お使いのシステム内には誰もログインしていない状態で、重要なサービスを動作させていない状態であることを確認しておいてください。あとは下記のコマンドを入力して実行します:

systemctl kexec

これにより、あらかじめ読み込んでおいた新しいカーネルが古いカーネルを置き換えて、制御を行うようになります。制御が始まると、通常の起動メッセージが表示されます。新しいカーネルが起動しても、ハードウエアやファームウエアのチェックは省略されます。このとき、何も警告メッセージが表示されないことを確認してください。

ヒント: reboot コマンドでの Kexec の使用について

reboot コマンドで通常の再起動を行わず、 Kexec を使用するように設定したい場合は、下記のように入力して実行します:

ln -s /usr/lib/systemd/system/kexec.target /etc/systemd/system/reboot.target

なお、 etc/systemd/system/reboot.target ファイルを削除することで、元の再起動に戻すことができます。

Kexec は定期的な再起動処理でも使用することができます。たとえばハードウエア検出ルーチンに長い時間がかかるような環境や、起動時の信頼性があまり高くないシステムなどで有用です。

ただし、 Kexec でシステムを再起動する際は、ファームウエアやブートローダを使用しないことに注意してください。ブートローダ側で設定を変更していても、物理的な (Kexec を使用しない) 再起動を行うまで、それらは反映されません。

Kdump を使用することで、カーネルのダンプ情報を保存することができます。これは、カーネルがクラッシュしてしまった場合、その時点のメモリ内容をファイルシステムに保存する機能です。この仕組みにより、カーネルがクラッシュした時点で何が起こっていたのかを調べることができるようになります。これを 「コアダンプ」 と呼びます。

Kdump は Kexec と同じ仕組みで動作するものです (詳しくは 第18章 「Kexec と Kdump」 をお読みください) 。この場合、本番用のカーネルがクラッシュした際に、情報採取用のカーネルを起動します。ただし、 Kexec では本番用のカーネルをそのまま置き換えて動作するのに対して、 Kdump ではクラッシュした本番用のカーネルのメモリを保持し続ける点が異なります。これにより、 Kdump カーネルの環境内から、クラッシュしたカーネルのメモリ領域を保存できることになります。

ヒント: ネットワーク経由でのダンプについて

ローカルストレージのサイズが少ないシステムでは、カーネルダンプをネットワーク経由で採取したいこともあります。 Kdump では、 initrd を介してネットワークインターフェイスの設定を行い、それを動作状態に移行させることができます。また、通常の LAN だけでなく VLAN にも対応しています。設定作業は YaST を使用して行うか、 /etc/sysconfig/kdump ファイル内にある KDUMP_NETCONFIG 変数を設定してください。

重要: Kdump での保存先ファイルシステムは設定の時点でマウントしておかなければならない問題について

Kdump を設定する際、採取したダンプイメージの保存先の場所を指定することができます (既定値: /var/crash) 。この保存先は Kdump の設定時点でマウントしておかなければなりません。設定時点でマウントを行っていないと、設定が失敗します。

18.7.1 手作業での Kdump の設定 #Edit source

Kdump では設定を /etc/sysconfig/kdump ファイルから読み込みます。お使いのシステムで Kdump を動作させるにあたって、事前の設定は特に必要ありません。 Kdump を既定の設定値のままで動作させたい場合は、下記の手順を実施してください:

1. 18.4項 「crashkernel 割り当てサイズの計算」 の手順に従って、 Kdump で必要なメモリ量を決定します。決定後、 crashkernel のカーネルパラメータを設定します。

2. コンピュータを再起動します。

3. Kdump サービスを有効化します:

   # systemctl enable kdump

4. 必要であれば /etc/sysconfig/kdump ファイルを編集します。それぞれのオプションの意味について、詳しくはファイル内のコメント (英語) をお読みください。

5. sudo systemctl start kdump を実行するか、システムを再起動して準備用のスクリプトを実行します。

既定値で Kdump の設定を行ったら、あとは期待通りに動作するかどうかを確認します。まずはお使いのシステム内に誰もログインしていないことと、システム内で重要なサービスを動作させていないことを確認して、下記の手順を実施します:

1. systemctl isolate rescue.target と入力して実行し、レスキューモードのターゲットに切り替えます。

2. Kdump サービスを再起動します:

   # systemctl start kdump

3. 下記のコマンドを入力して実行し、ルートファイルシステム以外の全てのマウントを解除します:

   # umount -a

4. ルートファイルシステムを読み込み専用モードで再マウントします:

   # mount -o remount,ro /

5. procfs インターフェイス内の Magic SysRq キー機能を利用して、 「カーネルパニック」 を動作させます:

   # echo c > /proc/sysrq-trigger

重要: カーネルダンプのサイズについて

KDUMP_KEEP_OLD_DUMPS オプションは、カーネルダンプの保存数 (既定値: 5) を指定するためのものです。圧縮を行わない場合、ダンプのサイズは最大で物理メモリ (RAM) のサイズそのものになります。そのため、 /var のパーティションに対しては、十分な空き領域を用意しておいてください。

情報採取用のカーネルが起動して、クラッシュしたほうのカーネルのメモリ状態をファイルシステムに保存します。保存先は KDUMP_SAVEDIR オプションで設定します (既定値: /var/crash) 。 KDUMP_IMMEDIATE_REBOOT を yes に設定していると、本番用のカーネルを利用してシステムを自動的に再起動します。再起動が終わったらログインを行い、 /var/crash 内にダンプファイルが作成されていることを確認してください。

18.7.2 YaST での設定 #Edit source

YaST で Kdump を設定するには、まず yast2-kdump パッケージをインストールする必要があります。インストール後は root で YaST コントロールセンター 内の システム カテゴリにある カーネル Kdump を起動するか、もしくはコマンドラインで yast2 kdump と入力して実行します。

図 18.1: YaST Kdump モジュール: 最初のページ #

まずは 起動 ウインドウ内で Kdump の有効化 を選択します。

ウインドウを始めた開いたタイミングで、 Kdump メモリ の値が自動的に設定されます。しかしながら、環境によっては自動生成の値では不十分な場合があります。正しい値を設定するには、 18.4項 「crashkernel 割り当てサイズの計算」 の手順に従って判断を行い、値を入力してください。

重要: ハードウエア変更後の Kdump メモリ の再設定について

コンピュータ内で Kdump を設定し、後からメモリ量や利用可能なハードディスクを変更した場合、 YaST では古い環境での値を表示し続けてしまいます。

この問題を回避するには、 18.4項 「crashkernel 割り当てサイズの計算」 で書かれている手順に従って必要なメモリ量を判断して、 YaST で設定をやり直してください。

左のペイン内で ダンプフィルタリング を選択して、ダンプ内に含めるべきページを選択します。カーネルの問題をデバッグするだけであれば、これらのページは必要ではありません:

• ゼロ充填のページ

• キャッシュページ

• ユーザデータページ

• フリーページ

ダンプ先 ウインドウでは、ダンプの保存先の種類を選択したあと、保存先の場所を指定します。 FTP や SSH などのネットワークプロトコルを指定した場合は、必要なアクセス情報についても指定する必要があります。

ヒント: 他のアプリケーションとのダンプディレクトリ共有について

Kdump のダンプの保存先と他のアプリケーションのダンプ保存先を同じパスに設定することもできます。この場合、古いダンプファイルの削除処理では、他のアプリケーションのダンプが除外され、削除は行われません。

Kdump に対して、そのイベントが発生した際に電子メールで通知を行いたい場合は、 電子メール通知 のウインドウ内で設定を行います。また、必要であれば 熟練者向け設定 で必要な設定を行います。設定が完了したら OK を押すことで、設定が完了します。

ダンプファイルを保存することができたら、あとは解析するだけです。解析方法にはいくつかあります。

ダンプを解析する際に使用する最も基本的なツールは GDB です。このツールは最新の環境でも使用することができますが、いくつかの欠点や制限が存在しています:

上記のような理由から、 crash ユーティリティが作成されました。このユーティリティはクラッシュダンプを解析するだけでなく、動作中のシステムもデバッグすることができます。また、 Linux カーネルのデバッグ専用の機能が用意され、高度なデバッグを行いたい場合に最適な仕組みです。

Linux カーネルをデバッグするには、まずデバッグ情報パッケージをもインストールしておく必要があります。お使いのシステムにインストールされているかどうかを確認するには、下記のコマンドを入力して実行します:

> zypper se kernel | grep debug

重要: デバッグ情報パッケージのリポジトリについて

openSUSE Leap 15.6 のシステムでオンライン更新を受け取るように設定している場合、 *-Debuginfo-Updates という名前のオンラインリポジトリ内に 「debuginfo」 パッケージが存在しています。 YaST を利用するなどしてリポジトリを有効化してください。

ダンプを生成したマシンと同じマシンで crash コマンドを実行し、採取したダンプを開きたい場合は、下記のようなコマンドを入力して実行します:

crash /boot/vmlinux-6.4.0-150600.9-default.gz \
/var/crash/2024-04-23-11\:17/vmcore

ここで、最初のパラメータはカーネルイメージのパスを表しています。 2 つめのパラメータには、 Kdump で採取したダンプファイルを指定します。既定では、 /var/crash ディレクトリ内に存在しています。

ヒント: カーネルクラッシュダンプからの基本情報の取得について

openSUSE Leap には kdumpid と呼ばれるユーティリティ (同名のパッケージに含まれています) が存在し、これによって未知のカーネルダンプの情報を表示することができます。このユーティリティは、アーキテクチャやカーネルリリースなど、基本的な情報を抽出することができます。また、このユーティリティは lkcd, diskdump, Kdump, ELF ダンプの各形式に対応しているほか、 -v オプションを付けて実行すると、マシンの種類やカーネルのバナー文字列、カーネルの設定フレーバーなども表示することができます。

> crash /boot/vmlinux-6.4.0-150600.9-default.gz \
/var/crash/2024-04-23-11\:17/vmcore
crash 7.2.1
Copyright (C) 2002-2017  Red Hat, Inc.
Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2010  IBM Corporation
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Copyright (C) 2005, 2006, 2011, 2012  Fujitsu Limited
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Copyright (C) 2005, 2011  NEC Corporation
Copyright (C) 1999, 2002, 2007  Silicon Graphics, Inc.
Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002  Mission Critical Linux, Inc.
This program is free software, covered by the GNU General Public License,
and you are welcome to change it and/or distribute copies of it under
certain conditions.  Enter "help copying" to see the conditions.
This program has absolutely no warranty.  Enter "help warranty" for details.

GNU gdb (GDB) 7.6
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-unknown-linux-gnu".

      KERNEL: /boot/vmlinux-6.4.0-150600.9-default.gz
   DEBUGINFO: /usr/lib/debug/boot/vmlinux-6.4.0-150600.9-default.debug
    DUMPFILE: /var/crash/2024-04-23-11:17/vmcore
        CPUS: 2
        DATE: Thu Apr 23 13:17:01 2024
      UPTIME: 00:10:41
LOAD AVERAGE: 0.01, 0.09, 0.09
       TASKS: 42
    NODENAME: eros
     RELEASE: 6.4.0-150600.9-default
     VERSION: #1 SMP 2024-03-31 14:50:44 +0200
     MACHINE: x86_64  (2999 Mhz)
      MEMORY: 16 GB
       PANIC: "SysRq : Trigger a crashdump"
         PID: 9446
     COMMAND: "bash"
        TASK: ffff88003a57c3c0  [THREAD_INFO: ffff880037168000]
         CPU: 1
       STATE: TASK_RUNNING (SYSRQ)
crash> 

crash> bt
PID: 9446   TASK: ffff88003a57c3c0  CPU: 1   COMMAND: "bash"
 #0 [ffff880037169db0] crash_kexec at ffffffff80268fd6
 #1 [ffff880037169e80] __handle_sysrq at ffffffff803d50ed
 #2 [ffff880037169ec0] write_sysrq_trigger at ffffffff802f6fc5
 #3 [ffff880037169ed0] proc_reg_write at ffffffff802f068b
 #4 [ffff880037169f10] vfs_write at ffffffff802b1aba
 #5 [ffff880037169f40] sys_write at ffffffff802b1c1f
 #6 [ffff880037169f80] system_call_fastpath at ffffffff8020bfbb
    RIP: 00007fa958991f60  RSP: 00007fff61330390  RFLAGS: 00010246
    RAX: 0000000000000001  RBX: ffffffff8020bfbb  RCX: 0000000000000001
    RDX: 0000000000000002  RSI: 00007fa959284000  RDI: 0000000000000001
    RBP: 0000000000000002   R8: 00007fa9592516f0   R9: 00007fa958c209c0
    R10: 00007fa958c209c0  R11: 0000000000000246  R12: 00007fa958c1f780
    R13: 00007fa959284000  R14: 0000000000000002  R15: 00000000595569d0
    ORIG_RAX: 0000000000000001  CS: 0033  SS: 002b
crash> 

Kdump の設定は /etc/sysconfig/kdump 内に保存されています。設定は YaST を利用しても行うことができます。 Kdump の設定オプションは、 YaST コントロールセンター 内の システム › カーネル Kdump 内に存在しています。下記の Kdump オプションが用意されています。

カーネルダンプの保存先は、 KDUMP_SAVEDIR オプションで指定します。ただし、カーネルダンプのサイズは大きくなることに注意してください。ディスクの空き容量から予想されるダンプファイルのサイズを引いた値が、 KDUMP_FREE_DISK_SIZE よりも少ない場合、 Kdump はダンプの保存を行わなくなります。また、 KDUMP_SAVEDIR では、 URL 形式にも対応しています。 URL 形式は プロトコル://仕様 の形式で指定し、 プロトコル は file , ftp , sftp , nfs , cifs のいずれかを指定します。 仕様 はそれぞれのプロトコルに従った値を指定します。たとえばカーネルダンプを FTP サーバ内に保存したい場合は、 ftp://ユーザ名:パスワード@ftp.example.com:123/var/crash のように指定します。

カーネルダンプは巨大なものであり、解析には必要のない多数のページをも含んでしまっています。 KDUMP_DUMPLEVEL オプションを指定することで、これらの不要なページを省略することができます。設定可能な値は 0 から 31 までで、 0 を指定すると最も巨大なダンプファイルに、 31 を指定すると最も小さなダンプファイルになります。設定可能な値について、詳しくは kdump のマニュアルページ ( man 7 kdump ) をお読みください。

場合によっては、カーネルダンプのサイズを小さくしておいたほうが都合のよい場合があります。たとえばネットワーク経由でダンプを転送するような場合や、ダンプディレクトリのディスク領域を節約したい場合などがそれにあたります。この場合は、 KDUMP_DUMPFORMAT の値を compressed に設定してください。なお、 crash ユーティリティでは、圧縮されたダンプを動的に展開して使用することができます。

重要: Kdump の設定ファイルの変更について

/etc/sysconfig/kdump ファイルを変更した場合は、その変更点を反映させるため、必ず systemctl restart kdump.service を実行する必要があります。実行しておかないと、次にシステムを再起動するまで、変更が反映されなくなってしまいます。

Kexec や Kdump の使用方法については、 1 箇所にまとまった情報源が存在していないのが現状です。下記にさまざまな側面で使用できる情報源 (いずれも英語のみ) を示します:

crash ダンプ解析ユーティリティやデバッグツールについての詳細は、それぞれ下記 (いずれも英語) をお読みください: