内核报错kernel:NMI watchdog: BUG: soft lockup - CPU#1

1.现象描述

系统管理员电话通知，描述为一台服务器突然无法ssh连接，登录服务器带外IP地址并进入远程控制台界面后，提示Authentication error，重启后即可正常进入系统，进入后过20分钟又进入死循环

2.排查原因

登录系统后无任何操作报错如下：

询问了度娘，发现此报错为内核锁死，简称“死机”，询问管理员后得知，近期服务器安装了docker，可能由于负载过高导致

• Soft lockup：这个bug没有让系统彻底死机，但是若干个进程（或者kernel thread）被锁死在了某个状态（一般在内核区域），很多情况下这个是由于内核锁的使用的问题。
• 内核参数kernel.watchdog_thresh（/proc/sys/kernel/watchdog_thresh）系统默认值为10。如果超过2*10秒会打印信息，注意：调整值时参数不能大于60
• Linux内核对于每一个cpu都有一个监控进程，在技术界这个叫做watchdog（看门狗）。通过ps –ef | grep watchdog能够看见，进程名称大概是watchdog/X（数字：cpu逻辑编号1/2/3/4之类的）。这个进程或者线程每一秒钟运行一次，否则会睡眠和待机。这个进程运行会收集每一个cpu运行时使用数据的时间并且存放到属于每个cpu自己的内核数据结构。在内核中有很多特定的中断函数。这些中断函数会调用soft lockup计数，他会使用当前的时间戳与特定（对应的）cpu的内核数据结构中保存的时间对比，如果发现当前的时间戳比对应cpu保存的时间大于设定的阀值，他就假设监测进程或看门狗线程在一个相当可观的时间还没有执。Cpu软锁为什么会产生，是怎么产生的？如果linux内核是经过精心设计安排的CPU调度访问，那么怎么会产生cpu软死锁？那么只能说由于用户开发的或者第三方软件引入，看我们服务器内核panic的原因就是qmgr进程引起。因为每一个无限的循环都会一直有一个cpu的执行流程（qmgr进程示一个后台邮件的消息队列服务进程），并且拥有一定的优先级。Cpu调度器调度一个驱动程序来运行，如果这个驱动程序有问题并且没有被检测到，那么这个驱动程序将会暂用cpu的很长时间。根据前面的描述，看门狗进程会抓住（catch）这一点并且抛出一个软死锁（soft lockup）错误。软死锁会挂起cpu使你的系统不可用。

3.具体分析

1.系统如下时间2个时间进行了重启:

Mar  3 21:53:16 ser-node7 kernel: Linux version 3.10.0-957.el7.x86_64 (mockbuild@x86040.build.eng.bos.redhat.com)
Mar  3 22:37:19 ser-node7 kernel: Linux version 3.10.0-957.el7.x86_64 (mockbuild@x86040.build.eng.bos.redhat.com) 

在重启前的一段时间均已经出现了cpu软锁的现象，而深入分析cpu软锁，我们依赖于kdump产生的vmcore数据.

Mar  3 14:28:18 ser-node7 kernel: NMI watchdog: BUG: soft lockup - CPU#5 stuck for 22s! [runc[1:CHILD]:52902]
Mar  2 18:14:59 ser-node7 kernel: NMI watchdog: BUG: soft lockup - CPU#3 stuck for 23s! [runc:[1:CHILD]:55961]

./systemctl_list-unit-files:kdump.service enabled
如果您之前已经做过，那么请您额外修改/etc/sysctl.conf加入以下行:
kernel.softlockup_panic = 1
然后执行"sysctl -p"使参数生效。这样当系统出现cpu软锁现象时，会自动触发kernel panic，此时如果kdump可以正常工作，会生成vmcore.并自动重新启动系统

2.另外在日志中我们还注意了存在如下的告警,其和上面的soft lockup问题无直接关系.

# cat messages | grep "SLUB: Unable to allocate memory on node"

Mar  2 18:04:45 ser-node7 kernel: SLUB: Unable to allocate memory on node -1 (gfp=0xd0)
Mar  3 14:54:25 ser-node7 kernel: SLUB: Unable to allocate memory on node -1 (gfp=0xd0)
Mar  3 14:54:25 ser-node7 kernel: SLUB: Unable to allocate memory on node -1 (gfp=0xd0)

此为系统的已知BUG，具体请参考如下KB：

• SLUB: Unable to allocate memory on node -1 (gfp=0x20)
  https://access.redhat.com/solutions/4088471
  依据此KB，请将kernel升级到kernel-3.10.0-1062.4.1.el7或者更新.
• kernel-3.10.0-1062.4.1.el7下载地址为:
  https://access.redhat.com/errata/RHSA-2019:3055
• 如何升级内核，请查看下面文档：
  How to update/upgrade the Red Hat Enterprise Linux kernel?
  https://access.redhat.com/solutions/20366

4.解决方案

百度大手子给的方案如下所示：

• vi /etc/sysctl.conf
  kernel.watchdog_thresh =30
• 查看：# tail -1 /proc/sys/kernel/watchdog_thresh
• 临时生效：# sysctl -w kernel.watchdog_thresh=30