导致 I/O 错误的特殊文件

Question 1

Stack Overflow 和 Server Failure 上已经有很多关于这个问题的答案，但缺少一些技术。为了让生活更轻松，这里列出了 VM/Linux 块设备/Linux 文件系统/Linux 用户空间库 I/O 故障注入机制：

使用设备映射器的错误/片状的/延迟/DM-粉尘从合成块设备返回错误/损坏或延迟/分割 IO 到合成块设备的设备（内核，需要使用设备映射器支持构建内核、适当的附加设备映射器模块（dm-dust 仅在内核 >=5.2 上可用）并拥有设备映射器用户空间位）。
使用md的性格有缺陷在合成块设备上执行周期性故障注入。请参阅--layoutmdadm 手册页的选项了解如何配置它（内核和 mdadm 用户空间位）。
使用libfiu 对 POSIX API 调用执行故障注入（用户空间，可与一起使用LD_PRELOAD）。
使用Linux 内核的故障注入器将错误注入底层块设备（内核，要求内核已使用构建FAIL_MAKE_REQUEST=y）。
使用SystemTap进行故障注入（内核，需要使用内核构建很多东西）。
使用 CharybdeFS 注入文件系统故障或者佩塔德FS（通过 FUSE 的用户空间）。
使用以下命令创建合成块设备执行故障注入的 Linux scsi_debug 驱动程序（核心）。
在 QEMU 中运行您的系统并使用QEMU 使用 blkdebug 驱动程序注入块设备错误（虚拟机）。
通过以下方式创建合成块设备null_blk 设备注入故障的选项（内核 >= 4.14 但选项如超时概率直到 4.17 才出现，并且要求内核已使用BLK_DEV_NULL_BLK_FAULT_INJECTION=y) 构建。
创建一个综合网络块设备，通过以下方式向主机提供服务NBDkit 过滤器例如delay或者error然后通过nbd-client（内核 + NBD 用户空间位，内核 >= 4.18 内置 NBD 支持，nbdclient >= 3.18 和 nbdkit >= 1.8.1 推荐）将块设备连接到它 - 参见NBDKit 演示视频大约 20 分钟）。

额外事实：SQLite有一个VFS驱动程序用于模拟错误这样可以获得良好的测试覆盖率。

有关的：

Answer

Stack Overflow 和 Server Failure 上已经有很多关于这个问题的答案，但缺少一些技术。为了让生活更轻松，这里列出了 VM/Linux 块设备/Linux 文件系统/Linux 用户空间库 I/O 故障注入机制：

使用设备映射器的错误/片状的/延迟/DM-粉尘从合成块设备返回错误/损坏或延迟/分割 IO 到合成块设备的设备（内核，需要使用设备映射器支持构建内核、适当的附加设备映射器模块（dm-dust 仅在内核 >=5.2 上可用）并拥有设备映射器用户空间位）。
使用md的性格有缺陷在合成块设备上执行周期性故障注入。请参阅--layoutmdadm 手册页的选项了解如何配置它（内核和 mdadm 用户空间位）。
使用libfiu 对 POSIX API 调用执行故障注入（用户空间，可与一起使用LD_PRELOAD）。
使用Linux 内核的故障注入器将错误注入底层块设备（内核，要求内核已使用构建FAIL_MAKE_REQUEST=y）。
使用SystemTap进行故障注入（内核，需要使用内核构建很多东西）。
使用 CharybdeFS 注入文件系统故障或者佩塔德FS（通过 FUSE 的用户空间）。
使用以下命令创建合成块设备执行故障注入的 Linux scsi_debug 驱动程序（核心）。
在 QEMU 中运行您的系统并使用QEMU 使用 blkdebug 驱动程序注入块设备错误（虚拟机）。
通过以下方式创建合成块设备null_blk 设备注入故障的选项（内核 >= 4.14 但选项如超时概率直到 4.17 才出现，并且要求内核已使用BLK_DEV_NULL_BLK_FAULT_INJECTION=y) 构建。
创建一个综合网络块设备，通过以下方式向主机提供服务NBDkit 过滤器例如delay或者error然后通过nbd-client（内核 + NBD 用户空间位，内核 >= 4.18 内置 NBD 支持，nbdclient >= 3.18 和 nbdkit >= 1.8.1 推荐）将块设备连接到它 - 参见NBDKit 演示视频大约 20 分钟）。

额外事实：SQLite有一个VFS驱动程序用于模拟错误这样可以获得良好的测试覆盖率。

有关的：

Question 2

您可以使用或目标dmsetup来创建设备映射器设备来模拟故障。errorflakey

dmsetup create test --table '0 123 flakey 1 0 /dev/loop0'

其中 123 是设备的长度（以扇区为单位），/dev/loop0 是要在其上模拟错误的原始设备。对于错误，您不需要后续参数，因为它总是返回错误。

Answer

您可以使用或目标dmsetup来创建设备映射器设备来模拟故障。errorflakey

dmsetup create test --table '0 123 flakey 1 0 /dev/loop0'

其中 123 是设备的长度（以扇区为单位），/dev/loop0 是要在其上模拟错误的原始设备。对于错误，您不需要后续参数，因为它总是返回错误。

Question 3

你想要一个故障注入I/O 机制。

在 Linux 上，这是一种不需要任何事先设置并生成异常错误的方法（不是 EIO“输入/输出错误”，而是 ESRCH“没有这样的进程”）：

cat /proc/1234/mem

其中 1234 是与您正在测试的进程以同一用户身份运行的进程的 PID，但不是该进程本身。致谢鲁巴索夫为了思维的/proc/$pid/mem。

如果您使用进程本身的 PID，您将获得 EIO，但前提是您正在从未映射到进程内存中的区域读取数据。第一页永远不会被映射，因此如果您按顺序读取文件是可以的，但不适合直接查找文件中间的数据库进程。

通过 root 身份进行更多设置，您可以利用设备映射器创建具有有效扇区和坏扇区的文件。

另一种方法是实施一个小型的保险丝文件系统。 EIO 是用户空间文件系统驱动程序出现错误时的默认错误代码，因此很容易实现。这俩珀尔和Python绑定附带了入门示例，您可以快速编写一个文件系统，该文件系统主要镜像现有文件，但在精心选择的位置注入 EIO。有一个现有的这样的文件系统：佩塔德夫斯（文章），我不知道它开箱即用的效果如何。

还有一种方法是LD_PRELOAD包装纸。现有的一个是图书馆（用户空间中的错误注入）。它的工作原理是预加载一个重载 POSIX API 调用的库。您可以编写简单的指令或任意 C 代码来覆盖正常行为。

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