Mirrors_BOOKS/LDD-LinuxDeviceDrivers
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description: ASM_PACKING

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Cheng Jian
2021-11-20 21:31:57 +08:00
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4 changed files with 47 additions and 15 deletions
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study/kernel/00-DESCRIPTION/ARCH.md
+28 -3
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@@ -104,6 +104,8 @@ Intel Architecture Day 2021, 官宣了自己的服务于终端和桌面场景的
| 2021/04/05 | Kan Liang <kan.liang@linux.intel.com> | [Add Alder Lake support for perf (kernel)](https://lkml.org/lkml/2021/4/5/775) | perf 支持 Hybrid CPU(内核态). | v1 ☑ 5.13-rc1 | [LKML V5 00/25](https://lkml.org/lkml/2021/4/5/775), [LKML V3 00/25](https://lkml.org/lkml/2021/3/26/964) |
| 2021/04/23 | Kan Liang <kan.liang@linux.intel.com> | [perf tool: AlderLake hybrid support series 1](https://lkml.org/lkml/2021/4/23/52) | perf 支持 Hybrid CPU(内核态). | v1 ☑ 5.13-rc1 | [LKML v5 00/26](https://lkml.org/lkml/2021/4/23/52) |
| 2021/05/27 | Kan Liang <kan.liang@linux.intel.com> | [perf: Support perf-mem/perf-c2c for AlderLake](https://lkml.org/lkml/2021/4/5/775) | perf 支持 Hybrid CPU(内核态). | v2 ☑ 5.14-rc1 | [LKML v1 0/8](https://lkml.org/lkml/2021/4/5/775), [LKML v2 0/8](https://lkml.org/lkml/2021/5/27/191) |
| 2021/11/19 | Srinivas Pandruvada <srinivas.pandruvada@linux.intel.com> | [cpufreq: intel_pstate: ITMT support for overclocked system
](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Linux-Patch-ITMT-OC-ADL) | Intel ITMT (Intel Turbo Boost Max Technology) 感知混合架构, Alder Lake CPU 上 P-Core/E-core 优先级应该有不同的值(P-core 0x40, P-core HT sibling 0x10, E-core 0x26). | v1 ☐ | [Patchwork](https://patchwork.kernel.org/project/linux-pm/patch/20211119051801.1432724-1-srinivas.pandruvada@linux.intel.com) |
性能评测
@@ -147,7 +149,7 @@ Intel Alder Lake CPU 支持 AVX 512
2013 年, Intel 推出 SGX(software guard extensions) 指令集扩展, 能创造出一个可信执行环境来保护代码和数据, 即使 root 权限也无法访问. 这样应用程序可以使用它来隔离代码和数据的特定可信区域, 防止底层OS被 compromise 以后对自己的攻击,
同时在软件的管理上也可以不用信任云供应商. 比较符合当前要解决的云计算安全问题，比如给安全敏感服务存放密钥等。
同时在软件的管理上也可以不用信任云供应商. 比较符合当前要解决的云计算安全问题, 比如给安全敏感服务存放密钥等.
SGX 旨在以硬件安全为强制性保障, 不依赖于固件和软件的安全状态, 提供用户空间的可信执行环境, 通过一组新的指令集扩展与访问控制机制, 实现不同程序间的隔离运行, 保障用户关键代码和数据的机密性与完整性不受恶意软件的破坏.
@@ -316,7 +318,31 @@ TLB entry shootdown 常常或多或少的带来一些性能问题.
| 2021/08/30 | Anup Patel <anup.patel@wdc.com> | [Linux RISC-V ACLINT Support](https://patchwork.kernel.org/project/linux-riscv/cover/20210830041729.237252-1-anup.patel@wdc.com) | RISC-V高级核心本地中断(Advacned Core Local Interruptor-ACLINT) 支持 | v3 ☐ | [Patchwork RFC,v3,00/11](https://patchwork.kernel.org/project/linux-riscv/cover/20210610052221.39958-1-anup.patel@wdc.com) |
# 4 benchmark
# 4 CPU 漏洞
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## 4.1 Straight Line Speculation
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Google 的 SafeSide 小组发现 ARM CPU 存在新的投机执行漏洞, 可导致侧信道攻击. 研究人员在 Armv8-A(Cortex-A) CPU 体系结构中发现了一个名为直线推测( Straight-Line Speculation , SLS) 的新漏洞, 被追踪为 [CVE-2020-13844](https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2020-13844). 该漏洞可导致攻击者对 ARM 架构处理器进行侧边信道攻击(SCA).
让目标处理器通过预先访问数据来提升性能, 然后再扔掉所有使用过的计算分支(computational branches), 而 SLS 则通过类似的侧道攻击就能让黑客从处理器直接获得(窃取)重要数据.
SLS 被认为是 Spectre 漏洞的变体, 但二者的攻击范围略有不同, SLS 漏洞仅影响 Arm Armv-A 处理器, 而 Spectre 漏洞影响所有主要芯片制造商的 CPU. 到目前为止, 该漏洞还没有在野利用.
[Arm CPUs Hit By Straight Line Speculation Vulnerability, LLVM Adds Initial Mitigation](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Arm-Straight-Line-Speculation)
很快在 [GCC](https://gcc.gnu.org/pipermail/gcc-patches/2020-June/547520.html) 和 [LLVM](https://reviews.llvm.org/rG9c895aea118a2f50ca8413372363c3ff6ecc21bf) 编译器中推出了针对 SLS 的保障措施, 通过在易受 SLS 影响的指令周围插入投机障碍(SB)指令或其他 DSB + ISB 指令来减少直线预测.
[LLVM Adds Additional Protections For Arm's SLS Speculation Vulnerability Mitigation](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Arm-SLS-More-In-LLVM)
11 月 17 日, 将 x86/x86_64 的 SLS 缓解选项 -mharden-SLS 合并到 GCC 12 Git 上，预计不久将推出内核补丁，将 -mharden-SLS 缓解选项作为对 x86 cpu 最新的安全保护. 这个选项包括 none、all、return 或 indirect-branch 四个值, x86/x86_64 架构上的原理是通过在函数返回和间接分支之后添加 INT3 断点指令, 来减少函数返回和间接分支的直线推测(SLS). 参见 [Linux + GCC/Clang Patches Coming For Straight-Line Speculation Mitigation On x86/x86_64](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Straight-Line-Speculation-x86).
| 时间 | 作者 | 特性 | 描述 | 是否合入主线 | 链接 |
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| 2021/06/10 | Anup Patel <anup.patel@wdc.com> | [ARM: Implement Clang's SLS mitigation](https://patchwork.kernel.org/project/linux-security-module/patch/20210212051500.943179-1-jiancai@google.com) | RISC-V高级核心本地中断(Advacned Core Local Interruptor-ACLINT) 支持 | v8 ☐ | [2021/06/10Patchwork v7,0/8](https://patchwork.kernel.org/project/linux-riscv/cover/20210830041729.237252-1-anup.patel@wdc.com)<br>*-*-*-*-*-*-*-*<br>[LWN v8, 0/8](https://lwn.net/Articles/872513) |
# 5 benchmark
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@@ -329,7 +355,6 @@ TLB entry shootdown 常常或多或少的带来一些性能问题.
[Linux Benchmark Suite Homepage](http://lbs.sourceforge.net)
相关的文章介绍: [47].
study/kernel/00-DESCRIPTION/DEBUGGING.md
+1 -11
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@@ -391,7 +391,6 @@ facebook 在 LPC-2021 公布了其[最新基于 BOLT 优化 Linux 内核的进
BOLT 代码在 [github 开源](https://github.com/facebookincubator/BOLT).
## 13.2 Shrinking the kernel
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@@ -444,6 +443,7 @@ task_struct 是一种在利用漏洞时特别敏感且经常被滥用的结构,
| 2017/11/09 | Sandipan Das <sandipan@linux.vnet.ibm.com> | [compiler, clang: handle randomizable anonymous structs](https://lists.archive.carbon60.com/linux/kernel/2848189) | 为 clang 支持处理 randomized_struct_fields_start 和 randomized_struct_fields_end 标记 | v1 ☑ 4.15-rc1 | [CGIT](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=4ca59b14e588f873795a11cdc77a25c686a29d2) |
# 14 FTRACE
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@@ -480,16 +480,6 @@ task_struct 是一种在利用漏洞时特别敏感且经常被滥用的结构,
| 2021/08/10 | Masami Hiramatsu <mhiramat@kernel.org> | [tracing/boot: Add histogram syntax support in boot-time tracing](https://patchwork.kernel.org/project/linux-trace-devel/patch/162936876189.187130.17558311387542061930.stgit@devnote2) | 为 boot-time tracing 添加 Histogram 选项, 目前, 引导时跟踪仅支持设置触发器动作的每事件动作. 对于像 traceon, traceoff, snapshot 等动作来说, 这足够了. 然而, 对于 hist 触发器操作来说, 这并不好, 因为它通常太长了, 无法将其写入单个字符串, 特别是如果它有 onmatch 操作时. | v1 ☑ 5.15-rc1 | [Patchwork](https://lore.kernel.org/all/162856122550.203126.17607127017097781682.stgit@devnote2) |
# 15 与性能有关系的补丁
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关注与那些引起了一些场景, benchmark 发现的引起性能劣化和优化的补丁
| 时间 | 作者 | 特性 | 描述 | 是否合入主线 | 链接 |
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| 2021/06/01 | Shaokun Zhang <zhangshaokun@hisilicon.com> | [fs: Optimized file struct to improve performance](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch%20/1622513557-46189-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com) | 通过调整 struct file 中各字段的布局来提升性能. 在系统调用过程中, 经常使用 struct file 结构体中 `f_count`和 `f_mod` 两个[字段](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch/1592987548-8653-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com), 如果我们将它们放在一起, 将能有效地共享同一 cache line, 这对性能非常有用. intel 0-day CI 工程发现该补丁可以提升 UnixBench System Call Overhead 子项的性能, 参见 [aec499039e: unixbench.score 19.2% improvement](https://lkml.org/lkml/2021/4/20/28). | v1 ☐ | [2021/04/09 Patchwork RESEND](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch/1617940057-52843-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[2021/06/01 Patchwork RESEND](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch%20/1622513557-46189-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com) |
study/kernel/00-DESCRIPTION/PERFORMANCE.md
+10
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@@ -73,6 +73,16 @@ blogexcerpt: 虚拟化 & KVM 子系统
| 2021/06/01 | Shaokun Zhang <zhangshaokun@hisilicon.com> | [tcp: optimizations for linux-5.17e](https://patchwork.kernel.org/project/netdevbpf/cover/20211115190249.3936899-1-eric.dumazet@gmail.com/) | 参见报道 [Linux 5.17 To Boast A Big TCP Performance Optimization](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net-next.git/commit/?id=f35f821935d8df76f9c92e2431a225bdff938169) | v1 ☐ | [2021/04/09 Patchwork RESEND](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch/1617940057-52843-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[2021/06/01 Patchwork RESEND](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch%20/1622513557-46189-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com) |
# 3 IO
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https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Linux-5.17-Will-Continue-IO
| 时间 | 作者 | 特性 | 描述 | 是否合入主线 | 链接 |
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| 2021/08/03 | Peter Oskolkov <posk@google.com> | [thread_info: use helpers to snapshot thread flags](https://lwn.net/Articles/722293) | 参见报道 [Linux 5.17 To Continue With I/O Optimizations, 5~6% Improvement Pending For NVMe](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Linux-5.17-Will-Continue-IO) | v1 ☐ | [PatchWork v4,00/10](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1471548) |
<br>
* 本作品/博文 ( [AderStep-紫夜阑珊-青伶巷草 Copyright ©2013-2017](http://blog.csdn.net/gatieme) ), 由 [成坚(gatieme)](http://blog.csdn.net/gatieme) 创作.
study/kernel/00-DESCRIPTION/SCHEDULER.md
+8 -1
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@@ -1588,10 +1588,17 @@ Roman Gushchin 在邮件列表发起了 BPF 对调度器的潜在应用的讨论
| 2021/09/15 | Roman Gushchin <guro@fb.com> | [Scheduler BPF](https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Linux-BPF-Scheduler) | NA | RFC ☐ | [PatchWork rfc,0/6](https://patchwork.kernel.org/project/netdevbpf/cover/20210916162451.709260-1-guro@fb.com)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[LPC 2021](https://linuxplumbersconf.org/event/11/contributions/954)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[LKML](https://lkml.org/lkml/2021/9/16/1049), [LWN](https://lwn.net/Articles/869433), [LWN](https://lwn.net/Articles/873244) |
## 9.3 安全相关
## 9.3 ASYM_PACKING
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| 时间 | 作者 | 特性 | 描述 | 是否合入主线 | 链接 |
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| 2010/6/8 | Michael Neuling <mikey@neuling.org> | [sched: asymmetrical packing for POWER7 SMT4](https://lkml.org/lkml/2010/6/8/6) | POWER7 是 SMT4, 并且支持动态 SMT 模式切换, 为内核调度器带来了挑战.<br>1. 首先是[对 CPU power 和 capacity 的处理](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=9d5efe05eb0c904545a28b19c18b949f23334de0), 如果简单的认为每个 CPU power 为 total/4, 则值很小, 极容易被调度器认为 CPU capacity 为 0, 无法再容纳新的进程, 从而导致进程在核间来回跳跃.<br>2. POWER7 硬件动态 SMT 模式切换, 但是只有当更高编号的 CPU thread 处于空闲状态时, 它才能转移到 lower SMT 模式(比如从 SMT4 切换到 SMT2/SMT1). 在 lower SMT 模式下, 进程的性能会更好, 因为它们共享的核心资源更少. 为了解决 SMT4 上线程性能下降的问题, 倾向于将进程打包运行在编号小的 CPU 上. 通过 check_asym_packing() 来检查是否需要主动进行打包. 并增加了 [SD_ASYM_PACKING](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=532cb4c401e225b084c14d6bd6a2f8ee561de2f1) 标志, 从而可以以在任何调度域级别启用该特性. 当前[只在 SMT 域级别开启](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=76cbd8a8f8b0dddbff89a6708bd5bd13c0d21a00). | v1 ☑ 2.6.36-rc1 | [PatchWork 0/3](https://patchwork.ozlabs.org/project/linuxppc-dev/patch/20100608045702.2936CCC897@localhost.localdomain) |
| 2016/11/11 | Tim Chen <tim.c.chen@linux.intel.com> | [Support Intel Turbo Boost Max Technology 3.0](https://lore.kernel.org/all/cover.1479844244.git.tim.c.chen@linux.intel.com) | 支持 [Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 (ITMT)](http://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/turbo-boost/turbo-boost-max-technology.html) 技术, 通过 ITMT 技术硬件可以将 package 中的某些 CPU 提升到更高的 Turbo 频率, 调度器通过对非对称打包(ASYM_PACKING)功能进行扩展, 将关键任务等移动到 Turbo 的 CPU, 从而提升性能. | v8 ☑ 4.10-rc1 | [PatchWork v8,0/8](https://lore.kernel.org/all/cover.1479844244.git.tim.c.chen@linux.intel.com) |
| 2021/11/26 | Peter Oskolkov <posk@google.com> | [sched/x86: Change CONFIG_SCHED_ITMT to CONFIG_SCHED_MC_PRIO](https://lore.kernel.org/all/2b2ee29d93e3f162922d72d0165a1405864fbb23.1480444902.git.tim.c.chen@linux.intel.com) | 将 ITMT 的 CONFIG_SCHED_ITMT 更新为 CONFIG_SCHED_MC_PRIO, 这使得该配置在将来可以扩展到希望在调度器中类似地建立 CPU 核心优先级支持的其他体系结构. | v1 ☑ 4.10-rc1 | [PatchWork](https://lore.kernel.org/all/2b2ee29d93e3f162922d72d0165a1405864fbb23.1480444902.git.tim.c.chen@linux.intel.com) |
| 2021/09/10 | Ricardo Neri <ricardo.neri-calderon@linux.intel.com> | [sched/fair: Fix load balancing of SMT siblings with ASYM_PACKING](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1428441) | 在使用非对称封装(ASM_PACKING)时, 可能存在具有三个优先级的 CPU 拓扑, 其中只有物理核心的子集支持 SMT. 这种架构下 ASM_PACKING 和 SMT 以及 load_balance 都存在冲突.<br>这种拓扑的一个实例是 Intel Alder Lake. 在 Alder Lake 上, 应该通过首先选择 Core(酷睿) cpu, 然后选择 Atoms, 最后再选择 Core 的 SMT 兄弟 cpu 来分散工作. 然而, 当前负载均衡器的行为与使用 ASYM_PACKING 时描述的不一致. 负载平衡器将选择高优先级的 CPU (Intel Core) 而不是中优先级的 CPU (Intel Atom), 然后将负载溢出到低优先级的 SMT 同级 CPU. 这使得中等优先级的 Atoms cpu 空闲, 而低优先级的 cpu sibling 繁忙.<br>1. 首先改善了 SMT 中 sibling cpu 优先级的计算方式, 它将比单个 core 优先级更低.<br>2. 当决定目标 CPU 是否可以从最繁忙的 CPU 提取任务时, 还检查执行负载平衡的 CPU 和最繁忙的候选组的 SMT 同级 CPU 的空闲状态. | v5 ☑ 5.16-rc1 | [PatchWork v1](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1408312)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[PatchWork v2](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1413015)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[PatchWork v3 0/6](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1428441)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[PatchWork v4,0/6](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1474500)<br>*-*-*-*-*-*-*-* <br>[LKML v5,0/6](https://lkml.org/lkml/2021/9/10/913), [LORE v5,0/6](https://lore.kernel.org/all/20210911011819.12184-1-ricardo.neri-calderon@linux.intel.com) |
## 9.4 其他
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