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Linux 内核 x86-64 机器检查（Machine Check）可配置 sysfs 参数完全指南

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机器检查（Machine Check）是 x86 体系结构内置的硬件错误报告机制：CPU 检测到内部硬件错误后，通过 MCA（Machine Check Architecture）记录到各银行（bank）的状态寄存器中。本文以 Linux 内核源码树中的 Documentation/arch/x86/x86_64/machinecheck.rst 为骨架，结合 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c、Documentation/ABI/testing/sysfs-mce 等内核实现，系统讲解/sys/devices/system/machinecheck/machinecheckN/下每个可配置项的含义、默认值、生效机制与实战用法。读完本文，你将掌握：如何读懂"Machine check errors logged"日志并驱动 mcelog 解码；如何通过 sysfs 细粒度开关各银行的子事件；如何调优纠正错误（CE）轮询间隔、配置错误触发脚本与 monarch 超时；以及 ignore_ce、dont_log_ce、cmci_disabled 三个"关闭纠正错误处理"选项之间的本质区别。

机器检查与 MCE 银行（bank）体系

什么是机器检查

机器检查报告的是CPU 检测到的内部硬件错误条件。根据错误的严重程度，其处理方式截然不同：

• 不可纠正错误（Uncorrected errors）：通常会触发一次机器检查异常（Machine Check Exception，MCE），往往伴随内核 panic（在可恢复场景下也可能触发系统软离线或进程杀死）；
• 可纠正错误（Corrected errors）：不会引发异常，只会产生一条机器检查日志条目，由内核周期轮询或 CMCI（Corrected Machine Check Interrupt，可纠正机器检查中断）机制收集。

这些错误被组织在银行（bank）中。每个银行通常对应一个硬件子系统（如指令缓存、数据缓存、总线、内存控制器等），一个银行内部又细分为多个子事件（subevent）。需要特别强调的是：银行与子事件的确切含义是 CPU 厂商相关的——Intel 与 AMD 的银行布局、编号和事件位定义各不相同，甚至同厂商不同微架构之间也有差异。这也是为什么内核不做统一解码，而是把解码工作交给用户态工具。

mcelog：解码 MCE 记录的标准工具

mcelog是解码这些机器检查记录的事实标准工具。当你在系统日志中看到"Machine check errors logged"消息时，就应该运行 mcelog 从/dev/mcelog字符设备收集并解码机器检查条目（该设备由内核的 arch/x86/kernel/cpu/mce/dev-mcelog.c 提供）。

通常的做法是从cron定期运行 mcelog。但正如后文将要介绍的trigger属性，sysfs 还提供了一种比 cron 更快的事件触发机制，二者可以互相替代或配合使用。

/sys/devices/system/machinecheck/machinecheckN/ 目录结构

内核为每个 CPU在 sysfs 中创建一个目录：

/sys/devices/system/machinecheck/machinecheckN/

其中N为 CPU 编号。该目录的创建逻辑位于 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c，内核将 machinecheck 注册为一个总线子系统（mce_subsys），总线名与设备名均为machinecheck：

static const struct bus_type mce_subsys = { .name = "machinecheck", .dev_name = "machinecheck", };

该目录下包含以下可配置条目，本文逐一展开：

这些属性的 sysfs 定义同样在 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c 中：

static DEVICE_INT_ATTR(monarch_timeout, 0644, mca_cfg.monarch_timeout); static DEVICE_BOOL_ATTR(dont_log_ce, 0644, mca_cfg.dont_log_ce); static DEVICE_BOOL_ATTR(print_all, 0644, mca_cfg.print_all); static struct dev_ext_attribute dev_attr_check_interval = { __ATTR(check_interval, 0644, device_show_int, store_int_with_restart), ... };

注意事项：部分条目是"全局共享"的

文档明确提醒：check_interval、trigger等条目虽然在每个 CPU 目录下都出现，但它们实际上是所有 CPU 之间共享的全局变量。修改任意一个 CPU 目录下的值，等价于修改全局配置（这也解释了为什么mce_restart()需要持有全局的mce_sysfs_mutex互斥锁来重启轮询定时器）。从源码看，check_interval是一个文件级静态全局变量（core.c），trigger对应的mce_helper同样是全局缓冲区（dev-mcelog.c）。

bank ：按子事件粒度开关错误报告

语义与默认值

bank<Y>是一个64 位十六进制位掩码，用于开关银行 Y 内的特定子事件：

• 位掩码中某一位为0：对应的子事件不再上报；
• 位掩码中某一位为1：对应子事件正常上报；
• 默认所有位均为 1，即所有事件都使能。

注意：BIOS 还会维护另一套按银行屏蔽事件的掩码，这套掩码不会在此处显示，因此 sysfs 中看到的全 1 不代表 BIOS 没有屏蔽某些事件。

内核实现：读写路径

bank<Y>的读写实现在 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c 中。读取时直接输出该 CPU 上银行 Y 的控制值b->ctl；写入时通过kstrtou64()解析用户输入并更新b->ctl，随后在mce_sysfs_mutex保护下调用mce_restart()重启相关机制使配置生效：

static ssize_t set_bank(struct device *s, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t size) { ... if (kstrtou64(buf, 0, &new) < 0) return -EINVAL; ... b->ctl = new; mutex_lock(&mce_sysfs_mutex); mce_restart(); mutex_unlock(&mce_sysfs_mutex); return size; }

从内核初始化路径看，银行初始默认值在 core.c 中为b->ctl = -1ULL（即全 1），与文档所述"默认全部使能"完全一致。此外，不同厂商/微架构会通过 quirk 覆盖个别银行——例如源码中针对某些 CPU 的 IFU（指令取指单元）银行错误做了特殊处理（core.c），这说明银行与事件编号确实高度依赖具体 CPU。

实战：屏蔽/恢复某个银行

# 查看 CPU0 上银行 1 当前的子事件掩码 cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/bank1 # 屏蔽银行 1 的 bit 3 子事件（其余位保持不变） OLD=$(cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/bank1) NEW=$(( OLD & ~(1 << 3) )) printf '%llx\n' "$NEW" > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/bank1 # 恢复全部事件 echo ffffffffffffffff > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/bank1

提示：改银行掩码属于调试/规避手段，建议先结合 mcelog 解码确认具体子事件含义，再决定是否屏蔽，避免掩盖真实的硬件故障信号。

check_interval：纠正错误轮询间隔与指数退避

语义与默认值

check_interval表示多久轮询一次纠正的机器检查错误，单位为秒。有两个关键细节：

1. 输出是十六进制（源码中用device_show_int显示，注意0x12c表示 300 秒）；
2. 默认值为 5 分钟（300 秒），在 arch/x86/kernel/cpu/mce/internal.h 中定义为#define INITIAL_CHECK_INTERVAL 5 * 60 /* 5 minutes */。

动态调整：指数加速与退避

轮询间隔并非固定不变。内核实现了自适应的指数调整策略：

• 当轮询器发现 MCE时，触发指数加速——更频繁地轮询（最多每 10ms 一次，即HZ/100）；
• 当轮询器不再发现 MCE时，触发指数退避——逐渐降低轮询频率，直到恢复到check_interval；
• check_interval既是初始轮询间隔，也是轮询间隔的上限；
• 设为0表示完全不轮询纠正错误（但部分纠正错误仍可能通过其他途径上报，例如 CMCI）。

该逻辑实现在 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c 的mce_timer_fn()中：

if (!mce_gen_pool_empty()) iv = max(iv / 2, (unsigned long) HZ/100); /* 指数加速 */ else iv = min(iv * 2, round_jiffies_relative(check_interval * HZ)); /* 指数退避 */

此外，当某个银行进入错误风暴（storm）模式时，内核会切换到每秒轮询一次（__start_timer(t, HZ)），风暴结束后再恢复默认间隔（core.c）。

实战：修改轮询间隔

# 查看当前轮询间隔（注意：十六进制输出，0x12c = 300 秒 = 5 分钟） cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/check_interval # 设置为 60 秒 echo 60 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/check_interval # 完全关闭纠正错误轮询 echo 0 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/check_interval

写入后，store_int_with_restart()（core.c）会检测到check_interval变化，并调用mce_restart()重新初始化各 CPU 的轮询定时器。由于该变量是全局共享的，修改任意 CPU 目录下的值即可。

trigger：MCE 事件触发程序

trigger属性用于设置一个在检测到机器检查事件时运行的程序。它是"定期从 cron 运行 mcelog"的替代方案，优点是检测事件更快（事件发生后立即触发，无需等待下一个 cron 周期）。

内核实现

实现在 arch/x86/kernel/cpu/mce/dev-mcelog.c。内核将用户写入的路径保存在全局mce_helper缓冲区中；当有 MCE 事件产生时，mce_work_trigger()会调度一个工作队列，最终通过call_usermodehelper()执行该程序：

static void mce_do_trigger(struct work_struct *work) { call_usermodehelper(mce_helper, mce_helper_argv, NULL, UMH_NO_WAIT); } void mce_work_trigger(void) { if (mce_helper[0]) schedule_work(&mce_trigger_work); }

实战：设置触发脚本

# 让 MCE 事件触发 mcelog echo /usr/sbin/mcelog > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/trigger # 查看当前配置 cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/trigger # 取消触发（写入空串） echo > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/trigger

脚本被call_usermodehelper以异步方式（UMH_NO_WAIT）执行，因此应为可执行程序或脚本，并注意其运行环境（环境变量极少、无终端）。同样地，trigger也是全局共享的。

monarch_timeout：异常时等待其他 CPU 的超时

当 CPU 发生机器检查异常时，x86 的 MCA 协议要求多个 CPU 之间协作：一个 CPU 作为monarch（主控者），其他 CPU 作为slave（从属者）向它汇报。monarch_timeout指定monarch 等待其他 CPU 也发生机器检查的最长时间：

• 单位为微秒（us）；
• 设为0表示不等待其他 CPU（禁用等待）。

内核通过mca_cfg.monarch_timeout配置该值（core.c 初始为 -1，表示"未显式设置"），在异常处理路径中将其换算为纳秒超时（timeout = (u64)mca_cfg.monarch_timeout * NSEC_PER_USEC，见 core.c）。平台相关代码会在初始化时给出默认值：例如对较新的 Intel CPU 默认设为 1 秒（USEC_PER_SEC，见 core.c）；在部分不支持该机制的配置下会回退为 0（core.c）。

# 查看当前超时（微秒） cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/monarch_timeout # 设置为 2 秒 echo 2000000 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/monarch_timeout # 禁用等待其他 CPU echo 0 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/monarch_timeout

该值也可通过内核命令行参数mce=monarch_timeout=<us>设置，见后文。

ignore_ce、dont_log_ce 与 cmci_disabled：三者的区别

这三个属性都用于关闭纠正错误（CE）的处理，但粒度完全不同，务必区分清楚。它们在 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c 中均有独立的 setter 实现，修改时会在mce_sysfs_mutex保护下对每个 CPU 执行使能/禁用动作。

ignore_ce：整体关闭纠正错误的收集

• 作用：关闭纠正错误的轮询与 CMCI（两种收集途径全部关闭）；
• 副作用：所有纠正事件不会被清除，而是保留在银行 MSR 中；
• 适用场景：希望彻底停止纠正错误处理、且允许错误状态寄存器保持原样时。

源码中开启该选项的路径为：删除所有轮询定时器（mce_timer_delete_all()）+ 在每个 CPU 上禁用 CMCI（mce_disable_cmci），并置mca_cfg.ignore_ce = true（core.c）。

dont_log_ce：只关日志、仍清除状态

• 作用：仅关闭纠正错误的日志记录；
• 行为：所有上报的纠正错误都会被静默清除（不产生日志）；
• 适用场景：完全不在乎纠正错误、希望避免日志噪音、又不想让错误状态寄存器一直挂着时。

在轮询路径machine_check_poll()中可以看到该选项的实际作用：if (mca_cfg.dont_log_ce && !mce_usable_address(m)) ...跳过日志记录但继续clear_bank(m)清除银行状态（core.c）。

cmci_disabled：只关 CMCI

• 作用：仅关闭CMCI（Corrected Machine Check Interrupt）特性；
• 行为：关闭后纠正错误不再通过中断方式上报，但仍可通过轮询机制收集；
• 适用场景：CMCI 中断风暴或与虚拟化等环境冲突时，保留轮询兜底。

对比小结

# 例：整体忽略纠正错误 echo 1 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/ignore_ce # 例：只静默纠正错误日志 echo 1 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/dont_log_ce # 例：只关闭 CMCI（保留轮询） echo 1 > /sys/devices/system/machinecheck/machinecheck0/cmci_disabled

这三个属性同样可等价地通过内核命令行参数设置：mce=ignore_ce、mce=dont_log_ce、mce=cmci_disabled（见 core.c 中的解析代码，其中cmci_disabled在启用 CMCI 的 CPU 上默认关闭）。

内核命令行参数：mce= 引导选项

上述部分配置还可以通过内核命令行（/proc/cmdline或引导加载器）在启动时设置。从 arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c 的解析逻辑可以看出：

# 示例：GRUB 内核命令行 mce=ignore_ce mce=monarch_timeout=2000000

引导参数在系统早期（sysfs 尚不可用时）就能生效，适合需要在启动阶段就改变 MCE 行为的场景；sysfs 写入则适合运行期动态调整，无需重启。

故障排查与诊断流程

综合文档与源码，一套完整的机器检查诊断工作流如下：

1. 观察日志：关注 dmesg/系统日志中的Machine check errors logged消息；
2. 运行 mcelog：从/dev/mcelog收集并解码 MCE 记录（定期 cron 或配置trigger事件触发）；
3. 查看银行状态：cat /sys/devices/system/machinecheck/machinecheckN/bank*，了解各银行子事件掩码与默认使能情况；
4. 按需调整：
   • 轮询过快/过慢 → 调整check_interval；
   • 纠正错误日志刷屏 →dont_log_ce=1（静默清除）或ignore_ce=1（完全停止收集）；
   • CMCI 中断异常 →cmci_disabled=1；
   • 多 CPU 上报协作异常 → 调整monarch_timeout；
5. 回到硬件层面：由于银行与子事件含义是 CPU 厂商相关的，遇到难以理解的条目时，应查阅 Intel/AMD 架构手册中的 MCA 章节。此外，架构细节还可参考 mcelog 作者 Andi Kleen 撰写的机器检查架构介绍文档http://one.firstfloor.org/~andi/mce.pdf（该链接同时被 machinecheck.rst 与 sysfs-mce 引用）。

相关内核文档与源码索引

• 本文主题文档：Documentation/arch/x86/x86_64/machinecheck.rst
• sysfs 接口 ABI 规范：Documentation/ABI/testing/sysfs-mce
• MCE 核心实现（银行、轮询、sysfs 属性、引导参数解析）：arch/x86/kernel/cpu/mce/core.c
• /dev/mcelog 字符设备与 trigger 触发逻辑：arch/x86/kernel/cpu/mce/dev-mcelog.c
• 轮询默认间隔定义：arch/x86/kernel/cpu/mce/internal.h
• 相关子系统：AMD 阈值中断（arch/x86/kernel/cpu/mce/threshold.c）、Intel CMCI 实现（arch/x86/kernel/cpu/mce/intel.c）、MCE 错误注入调试工具（arch/x86/kernel/cpu/mce/inject.c）

说明：Documentation/arch/x86/x86_64/machinecheck.rst中提到的"AMD threshold interrupt configuration"（AMD 阈值中断配置）条目在文档中标注为 TBD（待补充），对应实现可参考 arch/x86/kernel/cpu/mce/threshold.c 中的阈值中断（threshold interrupt）逻辑。

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