故意在 Linux 中引起 I/O 错误？

Question

无论如何，对于 Linux，有没有故意导致块设备报告 I/O 错误，或者可能出于测试目的模拟一个？

Answer 1

是的，使用设备映射器有一种非常合理的方法可以做到这一点。

设备映射器可以将块设备重新组合成您选择的新映射/顺序。LVM 就是这样做的。它还支持其他目标（有些非常新颖），例如模拟故障磁盘的“flakey”和模拟磁盘故障区域的“error”。

可以构建一个故意在其上具有 IO 黑洞的设备，当交叉时会报告 IO 错误。

首先，创建一些虚拟卷用作目标，并使其可作为块设备寻址。

dd if=/dev/zero of=/var/lib/virtualblock.img bs=512 count=1048576
losetup /dev/loop0 /var/lib/virtualblock.img

所以，首先创建一个 512M 的文件，它是我们虚拟块设备的基础，我们将在其中打一个“洞”。虽然现在还没有洞。如果你mkfs.ext4 /dev/loop0愿意，你会得到一个完全有效的文件系统。

所以，让我们使用 dmsetup，它使用这个块设备——将创建一个新设备，其中有一些漏洞。这是一个例子

dmsetup create errdev0
0 261144 linear /dev/loop0 0
261144 5 error
261149 787427 linear /dev/loop0 261139

这将创建一个名为“errdev0”的设备（通常在 /dev/mapper 中）。当您键入时dmsetup create errdev0，它将等待 stdin 并在输入 ^D 时完成。

在上面的示例中，我们在循环设备的扇区 261144 处制作了一个 5 扇区孔 (2.5kb)。然后我们继续像往常一样通过循环设备。

该脚本将尝试为您生成一个表，该表将在大约 16Mb 左右的随机位置放置孔（尽管它非常随机）。

#!/bin/bash
start_sector=0
good_sector_size=0

for sector in {0..1048576}; do

    if [[ ${RANDOM} == 0 ]]; then
        echo "${start_sector} ${good_sector_size} linear /dev/loop0 ${start_sector}"
        echo "${sector} 1 error"
        start_sector=$((${sector}+1))
        good_sector_size=0
    else
        good_sector_size=$((${good_sector_size}+1))
    fi
done

echo "${start_sector} $((${good_sector_size}-1)) linear /dev/loop0 ${start_sector}"

该脚本假定您还创建了一个 512Mb 的设备并且您的虚拟块设备已打开/dev/loop0。

您可以将此数据作为表格输出到文本文件，然后通过管道将其导入dmsetup create errdev0.

创建设备后，您就可以开始像普通块设备一样使用它，首先是对其进行格式化，然后在其上放置文件。在某些时候，您应该会遇到一些 IO 问题，其中您遇到了虚拟设备中真正是 IO 漏洞的扇区。

使用完毕后dmsetup remove errdev0移除设备。

如果您想让它更容易出现 IO 错误，您可以更频繁地添加孔或更改您创建的孔的大小。请注意，在某些部分中放置错误可能会导致一开始就出现问题，IE 在 32mb 到设备中，您无法写入 ext 通常尝试执行的超级块，因此格式将不起作用。

为了增加乐趣——你实际上可以在losetup那时mkfs.ext4 /dev/loop0用数据填充它。一旦你在那里有了一个很好的工作文件系统，只需卸载文件系统并使用 dmsetup 添加一些漏洞并重新安装它！

Answer 2

为了在输出失败的情况下检查程序的健壮性，您可以使用 pseudodevice /dev/full，它在写入时始终返回“ENOSPACE”。

$ dd if=/dev/zero of=/dev/full
dd: writing to `/dev/full': No space left on device
1+0 records in
0+0 records out

Answer 3

取决于你想测试什么。使用LD_PRELOADed 库，您可以诱使应用程序思考诸如“所有写入失败ENOSPC或EIO”之类的事情。

Answer 4

你可以用很多有趣的方式来做到这一点。请参阅https://www.kernel.org/doc/Documentation/fault-injection/fault-injection.txt