故障分析 | MongoDB 5.0 报错 Illegal instruction 解决

现象

安装完最新的 mongodb-5.0.x 后，执行 mongo 或 mongod 直接报错 Illegal instruction
。

[root@10-186-61-38 mongodb]# cd mongodb-linux-x86_64-rhel70-5.0.5/bin/
[root@10-186-61-38 bin]# ./mongo --help
Illegal instruction
[root@10-186-61-38 bin]# ./mongod --help
Illegal instruction

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满脸疑惑，使用低版本 MongoDB 4.4.9 是没有任何问题的。

[root@10-186-61-38 mongodb]# cd mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.9/bin/
[root@10-186-61-38 bin]# ./mongo --help
MongoDB shell version v4.4.9
usage: ./mongo [options] [db address] [file names (ending in .js)]

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排查

执行 mongo 或 mongod 命令获取到2行 demsg 日志报错：

[root@10-186-61-38 bin]# dmesg -T
······
[Thu Dec 23 18:05:13 2021] traps: mongo[16596] trap invalid opcode ip:7f0ad9fa90da sp:7ffe9deaa050 error:0 in mongo[7f0ad7f86000+2c8c000]
[Thu Dec 23 18:05:17 2021] traps: mongod[16597] trap invalid opcode ip:7f3b1e329a6a sp:7ffc8fb540e0 error:0 in mongod[7f3b1a355000+5110000]

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可以看到，命令执行失败是因为 invalid opcode 导致，貌似是跟操作系统的某种指令集有关。

带着疑惑和关键字在MongoDB社区进行查找，发现存在类似报错：

该案例虽然操作系统为 Ubuntu ，但是系统错误信息类似，报错原因是因为：MongoDB 5.0 版本基本的要求是所在服务器的 CPU 需要支持 AVX指令集。

仔细查找官方文档，可以看到安装MongoDB 5.0 版本确实需要依赖支持 AVX 指令集的 CPU：

目前支持 AVX 指令集的 CPU 型号可以参考链接：

https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Vector_Extensions#CPUs_with_AVX

检查下我自己服务器的 CPU , 确实不支持 AVX （注意：若支持AVX指令集，flags字段会有打印 'avx' 字符串）：

[root@10-186-61-38 ~]# cat /proc/cpuinfo
processor   : 0
vendor_id   : GenuineIntel
cpu family  : 6
model       : 13
model name  : QEMU Virtual CPU version 2.5+
······
flags       : fpu de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 syscall nx lm rep_good nopl xtopology eagerfpu pni cx16 x2apic hypervisor lahf_lm
······

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支持 AVX 的 CPU 测试

找台 CPU 支持 AVX 指令集的服务器进行测试。

MongoDB 5.0 新版本命令正常执行。

AVX 指令集

• 由英特尔在2008年3月提出，并在2011年第一季度发布的 Sandy Bridge 系列处理器中首次支持。AMD 在随后的2011年第三季度发布的 Bulldozer 系列处理器中开始支持 AVX 。所以较老的 CPU 架构中可能并不支持 AVX 指令集。AVX 是 X86 指令集的 SSE 延伸架构，如 IA16 至 IA32 般的把寄存器 XMM 128bit 提升至 YMM 256bit ，所以从理论上看 CPU 的运算性能将提升2倍。

https://engineering.mongodb.com/post/getting-storage-engines-ready-for-fast-storage-devices

结论

grep avx /proc/cpuinfo

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参考文档：

https://www.mongodb.com/community/forums/t/mongodb-5-0-cpu-intel-g4650-compatibility/116610

https://docs.mongodb.com/manual/administration/production-notes/