发布时间

2023-08-27

4.25. 6.5

4.25.1. 大特性

4.25.1.1. Mount Beneath

这个特性我喜欢：它可以让你在一个Mount Point上叠加一个Mount Point，下面是补丁中举的一个使用例子：:

> mount -t ext4 /dev/sda /mnt
  |
  └─/mnt    /dev/sda    ext4

> mount --beneath -t xfs /dev/sdb /mnt
  |
  └─/mnt    /dev/sdb    xfs
    └─/mnt  /dev/sda    ext4

> umount /mnt
  |
  └─/mnt    /dev/sdb    xfs

简单总结就是你可以在已有的Mount下面（Beneath）换一个Mount，然后把顶上的Mount Unmount掉。这可以很灵活换掉正在使用的某个Mount而不怎么影响使用。不过预计还是有不少小问题的：如果你已经打开了顶上这层的文件，它同样是umount不掉的，得有个办法把这些依赖都解掉。

分析这个问题让我才注意到原来现在的mount也已经可以做mount --move olddir newdir的。但被移动的mount不能是shared的。要理解这个shared呢，又涉及一个所谓propagation的概念，它决定了mount的信息是否在多个mount point之间共享的问题，从而需要使用peer group。这个又进了一个专门的领域了，我现在不用就不进去分析了。我用虚拟机创建了几个虚拟硬盘试着移动了一下，基本上都失败了。用：:

findmnt -o TARGET,PROPAGATION

看到的mount都是shared的，用mount --make-private以后也move不动。

特性通过move_mount()系统调用增加新的flag MOVE_MOUNT_BENEATH实现。mount本来就支持mount的叠加（称为tucked），新的功能复用相同的概念空间。

4.25.1.2. 用户态读文件Cache状态

这个没啥可看的，知道接口就行了：

struct cachestat {
    __u64 nr_cache;
    __u64 nr_dirty;
    __u64 nr_writeback;
    __u64 nr_evicted;
    __u64 nr_recently_evicted;
};

int cachestat(unsigned int fd, off_t offset, size_t len,
              size_t cstat_size, struct cachestat *cstat);

总觉得这个东西不应该开给应用程序的，一旦用了这种功能，基本上cache的算法特征就和程序的功能绑定了。不过OS技术这么多年也没有什么进步，一点性能收益大家都要去抢的，这愤世嫉俗也没用。

4.25.1.3. 支持unaccepted内存

现在的安全虚拟机技术，比如Intel的TDX1或者AMD的SEV-SNP2，对内存的能力有要求，这个补丁支持虚拟机对内存的使用提要求。

1

Trust Domain eXtension

2

Secure Encrypted Virtuliazation and Secure Nested Paging

这个功能需要安全BIOS配合（UEFI2.9开始支持），让安全VM对内存提要求。具体要求没有看协议不知道细节，我猜是硬件可以根据BIOS设置的参数对不同VM使用不同的内存范围。从补丁看，这个范围是靠bitmap定义的，每个bit的大小大于一个Pagei，比如2MB。特性的名字叫unaccepted内存，所以这个bitmap可能指定的是不接受的部分。

UEFI提供两个helper：

  • accept_memory()

  • range_contains_unaccepted_memory()

补丁主要来自Intel。

4.25.2. RTLA继续升级

这个版本并不是引入了这个特性，只是我第一次注意有这个特性，所以我看一下有些啥东西。

RTLA，Real Time Linux Analyse，是一个类似perf那样直接放到内核源代码中的用户态工具。命令的名字就叫rtla。风格也和perf很像。rtla只是基础命令，后面带不同子命令调用不同功能。现在就两个功能：

  • osnoise：这个在6.2里面跟踪过了，这个跟踪OS噪声。

  • timerlat：这个跟踪IRQ和线程的timer时延。

两个功能做是基于Tracer做的，所以基本上可以认为是trace基础功能上封装的针对实时性分析的工具。

4.25.3. 基于范围的资源管理

这有点像个Rust或者C++一类的语言特性，允许变量离开定义范围以后自动释放资源。

它依赖gcc和llvm的一个语言扩展，你可以这样定义类型：

cleanup_func(&my_var) {
  free_my_var(my_var);
}
type my_var __attribute__((__cleanup__(cleanup_func)));

就是你指定一个类型的释放函数，当这个类型的实例离开范围的时候，实例的指针会传给你的施放函数，你用你的方法清除它就可以了。

用法看例子：

// 释放函数
static inline void snd_card_unref(struct snd_card *card)
{
      put_device(&card->card_dev);
}

// 绑定类型
DEFINE_FREE(snd_card_unref, struct snd_card *, if (_T) snd_card_unref(_T))

static int snd_ctl_led_set_id(int card_number, struct snd_ctl_elem_id *id,
                            unsigned int group, bool set)
{
      struct snd_card *card __free(snd_card_unref) = NULL; // 定义类型
      ...

      card = snd_card_ref(card_number);                    // 分配
      ...
      if (!kctl)
              return -ENOENT;                              // 这里会自动释放
      ...
      return 0;                                            // 这里也会自动释放
                                                           // 如果要返回card本身，用return_ptr(card)
}

这是基础方法，高级用法是封装成类：:

* DEFINE_CLASS(name, type, exit, init, init_args...):
*      helper to define the destructor and constructor for a type.
*      @exit is an expression using '_T' -- similar to FREE above.
*      @init is an expression in @init_args resulting in @type
*
* EXTEND_CLASS(name, ext, init, init_args...):
*      extends class @name to @name@ext with the new constructor
*
* CLASS(name, var)(args...):
*      declare the variable @var as an instance of the named class

更高级的封装是基础上的自动锁：:

* DEFINE_GUARD(name, type, lock, unlock):
*      trivial wrapper around DEFINE_CLASS() above specifically
*      for locks.
*
* DEFINE_GUARD_COND(name, ext, condlock)
*      wrapper around EXTEND_CLASS above to add conditional lock
*      variants to a base class, eg. mutex_trylock() or
*      mutex_lock_interruptible().
*
* guard(name):
*      an anonymous instance of the (guard) class, not recommended for
*      conditional locks.
*
* scoped_guard (name, args...) { }:
*      similar to CLASS(name, scope)(args), except the variable (with the
*      explicit name 'scope') is declard in a for-loop such that its scope is
*      bound to the next (compound) statement.
*
*      for conditional locks the loop body is skipped when the lock is not
*      acquired.
*
* scoped_cond_guard (name, fail, args...) { }:
*      similar to scoped_guard(), except it does fail when the lock
*      acquire fails.

4.25.4. 其他有趣的东西

  1. 默认开启memfd_secret(2)支持，这个系统调用可以创建一个安全内存文件，其内容只有本进程能看到，其他进程（包括root）都无法访问。代码实现在mm/secretmem.c中。我以为它是基于加密内存的，但从代码上看仅仅就是权限管理上的。

  2. 启动USB4.0支持，Intel的工作，大部分代码在drivers/thunderbolt里面。

  3. 启动MIDI2.0支持

  4. nolibc又合入了很多测试用例，最近是它的密集开发期。

  5. rust升级到1.68.2

  6. ARM8.8提供了一个在用户态拷贝内存的指令（需要开启内核特性），指令是这样的：:

    static void mops_sigill(void)
{
          char dst[1], src[1];
          register char *dstp asm ("x0") = dst;
          register char *srcp asm ("x1") = src;
          register long size asm ("x2") = 1;

          /* CPYP [x0]!, [x1]!, x2! */
          asm volatile(".inst 0x1d010440"
                       : "+r" (dstp), "+r" (srcp), "+r" (size)
                       :
                       : "cc", "memory");
}

  7. Intel修复了GDS（Gather Data Sampling）安全漏洞，这个问题是向量指令在做reduce的时候如果遇到异常，会把reduce的数据送到目标寄存器上造成泄漏。我没有看细节。我只是大致定性一下这是什么类型的错误。详细可以看：Documentation/admin-guide/hw-vuln/gather_data_sampling.rst。这个东西不是直接修复，因为修复的方法仅仅是允许你通过sysfs关掉它。

4.25.5. 华为和海思的提交

  1. Jonathan Cameron提交了一组CXL3.0的PMU补丁，包括修改PMU对象（加了一个parent的属性），以便建立设备树的时候可以可以连上pmu的父设备。

  2. 鲲鹏加了uncore的PMU事件

  3. Hi3798加了一个USB2.0的驱动（用的gmail的账户）