diff --git a/study/kernel/00-DESCRIPTION/ARCH.md b/study/kernel/00-DESCRIPTION/ARCH.md index b63c80a..385aa48 100644 --- a/study/kernel/00-DESCRIPTION/ARCH.md +++ b/study/kernel/00-DESCRIPTION/ARCH.md @@ -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 | [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 | [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 | [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 | [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 | [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 +------- + +## 4.1 Straight Line Speculation +------- + +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 | +|:----:|:----:|:---:|:----:|:---------:|:----:| +| 2021/06/10 | Anup Patel | [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)
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[LWN v8, 0/8](https://lwn.net/Articles/872513) | + +# 5 benchmark ------- @@ -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]. diff --git a/study/kernel/00-DESCRIPTION/DEBUGGING.md b/study/kernel/00-DESCRIPTION/DEBUGGING.md index 864e293..0b83f7b 100644 --- a/study/kernel/00-DESCRIPTION/DEBUGGING.md +++ b/study/kernel/00-DESCRIPTION/DEBUGGING.md @@ -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 ------- @@ -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 | [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 ------- @@ -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 | [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 -------- - -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 | -|:----:|:----:|:---:|:----:|:---------:|:----:| -| 2021/06/01 | Shaokun Zhang | [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)
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[2021/06/01 Patchwork RESEND](https://patchwork.kernel.org/project/linux-fsdevel/patch%20/1622513557-46189-1-git-send-email-zhangshaokun@hisilicon.com) | - diff --git a/study/kernel/00-DESCRIPTION/PERFORMANCE.md b/study/kernel/00-DESCRIPTION/PERFORMANCE.md index 10b3f8f..39d2c0d 100644 --- a/study/kernel/00-DESCRIPTION/PERFORMANCE.md +++ b/study/kernel/00-DESCRIPTION/PERFORMANCE.md @@ -73,6 +73,16 @@ blogexcerpt: 虚拟化 & KVM 子系统 | 2021/06/01 | Shaokun Zhang | [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)
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[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 +------- + +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 | +|:----:|:----:|:---:|:----:|:---------:|:----:| +| 2021/08/03 | Peter Oskolkov | [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) | + +
* 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. diff --git a/study/kernel/00-DESCRIPTION/SCHEDULER.md b/study/kernel/00-DESCRIPTION/SCHEDULER.md index 37610b1..de1a9ff 100644 --- a/study/kernel/00-DESCRIPTION/SCHEDULER.md +++ b/study/kernel/00-DESCRIPTION/SCHEDULER.md @@ -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 | [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)
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[LPC 2021](https://linuxplumbersconf.org/event/11/contributions/954)
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[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 ------- +| 时间 | 作者 | 特性 | 描述 | 是否合入主线 | 链接 | +|:----:|:----:|:---:|:----:|:---------:|:----:| +| 2010/6/8 | Michael Neuling | [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.
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.
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 | [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 | [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 | [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.
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.
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.
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)
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[PatchWork v2](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1413015)
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[PatchWork v3 0/6](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1428441)
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[PatchWork v4,0/6](https://lore.kernel.org/patchwork/cover/1474500)
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[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 -------