O Linux 6.13 está para receber uma adição importante: o suporte para mascaramento de ponteiros em espaço de usuário na arquitetura RISC-V. Essa tecnologia, inspirada no Arm Memory Tagging Extension (MTE), introduz um nível extra de segurança na memória ao ignorar bits específicos do endereço efetivo em plataformas RISC-V. Com essa função, o sistema pode identificar acessos de memória indevidos em aplicativos, o que melhora a segurança em níveis elevados.
Estrutura técnica das extensões de mascaramento
Conforme detalhado por Samuel Holland, engenheiro da SiFive, o RISC-V define três extensões principais para mascaramento de ponteiros:
- Smmpm: configurável no modo M, com efeito nesse mesmo modo.
- Smnpm: configurado no modo M, atuando no próximo modo inferior (modo S ou U).
- Ssnpm: configurado no modo S, afetando o próximo modo inferior (VS, VU ou U).
Com essa série de alterações, o kernel do Linux poderá configurar Smnpm ou Ssnpm (dependendo do modo de privilégio em execução) para habilitar o mascaramento de ponteiros no espaço de usuário (modos VU ou U). A API PR_SET_TAGGED_ADDR_CTRL foi estendida do arm64 para viabilizar o mascaramento de ponteiros em RISC-V. Diferente do Top Byte Ignore do Arm, o mascaramento de ponteiros no espaço de usuário em RISC-V não é ativado por padrão. A largura de tag, ou PMLEN, é ajustável, permitindo que o espaço de usuário solicite uma largura específica para seus propósitos.
Notícias Relacionadas
Futuro incerto para o BcacheFS
Debates acalorados: a suspensão de Kent Overstreet e as reações da comunidade
A suspensão temporária de Kent Overstreet, criador do BcacheFS, provocou uma avalanche de reações na comunidade Linux. Com opiniões divididas, desenvolvedores e membros da comunidade discutem sobre o impacto de suas ações e as consequências para o futuro do projeto no kernel Linux. O desenvolvedor suspenso também comentou em seu blog como tudo aconteceu. Comentários […]
Kent Overstreet
Kent Overstreet comenta suspensão em seu blog
Kent Overstreet, desenvolvedor da inovadora sistema de arquivos BcacheFS, enfrenta um momento delicado em sua carreira como contribuidor do kernel Linux. Sua suspensão temporária pelo comitê de Código de Conduta (CoC) gerou controvérsias sobre a forma como conflitos são geridos dentro da comunidade e levantou questões sobre os processos culturais e técnicos que guiam o […]
ABI de endereços marcados e impacto no kernel
Essa atualização também traz um ABI de endereços marcados semelhante aos existentes para arm64 e x86. Como o kernel acessa a memória do usuário seguindo suas próprias configurações de mascaramento de ponteiros, ele deve “desmarcar” esses ponteiros antes de acessá-los. Para garantir a eficiência do untagged_addr_remote() e outras operações de acesso, é essencial que a largura de tag seja mantida constante em todas as threads de um processo.
Habilitação do mascaramento de ponteiros pelo usuário
Na documentação RISC-V, a habilitação do mascaramento de ponteiros é realizada através das operações prctl(), PR_SET_TAGGED_ADDR_CTRL e PR_GET_TAGGED_ADDR_CTRL, sendo inicialmente desativada. O usuário define o campo PR_PMLEN para especificar o número desejado de bits de máscara. Caso o kernel não possa atender à solicitação, o processo falha, retornando o valor de bits real disponível em PR_PMLEN por meio da PR_GET_TAGGED_ADDR_CTRL.
Inclusão no Linux 6.13
Esse novo recurso de mascaramento de ponteiros foi recentemente incorporado ao branch “for-next” do Git para RISC-V, sob coordenação de Palmer Dabbelt, e já conta com testes adicionais, como o suporte de ISA para o controle de ABI e testes de verificação de registradores para extensões Smnpm e Ssnpm. Essa funcionalidade agora aguarda a inclusão no ciclo de desenvolvimento do Linux 6.13, dependendo de revisões finais de Linus Torvalds e outros mantenedores.
Com essa melhoria, a segurança e integridade da memória de aplicativos em RISC-V são significativamente aprimoradas, oferecendo uma camada de proteção contra uso incorreto de memória em aplicações de usuário, crucial para a confiabilidade de sistemas modernos.
