Linux 5.12 südamikku on vastu võetud KFence alamsüsteem, mis tuvastab mälu kasutuse vigu.

Arenduses oleva Linuxi 5.12 südamiku koosseisu on integreeritud KFence (Kernel Electric Fence) mehhanismi teostus, mis kontrollib mälu kasutust, tuvastades puhverpiiride ületamisi, mälu juurde pääsemist pärast vabanemist ning muid sarnase klassi vigu.

Sarnane funktsionaalsus oli juba olemas südamikus KASAN (kernel address sanitizer, mis kasutab Address Sanitizeri kaasaegsetes gcc ja clang) koostamisvalikuna — kuid seda positsioneeriti peamiselt silumise rakendamiseks. KFence alamsüsteem erineb KASAN-ist suure töökiirusena, mis võimaldab seda kasutada isegi töösüsteemides.

Töösüsteemides rakendamine annab võimaluse tuvastada mälu töövead, mis ei ilmne testkäivitustes ja tulevad esile vaid töökoormuste ajal või pikaajalise töö (suure üleminekuaja) korral. Lisaks võimaldab KFence'i rakendamine töösüsteemides oluliselt suurendada masinate arvu, mis on kaasatud südamiku mälu töö kontrollimisse.

KFence saavutab minimaalset koormusest sõltumatut ülekande kulu, kasutades kaitse lehti (guard pages) mäluhalduse määratud intervallide järgi. Pärast kaitse intervalli lõppemist lisab KFence oma tavapärase mäluhaldussüsteemi (SLAB või SLUB allocator) kaudu järgmise kaitse lehe KFence objektide basest ja alustab uut ajaloos järgneva ajakonto. Iga KFence objekt paigutatakse eraldi mähelehe peale ning mähelehed vasak- ja parempoolses ääres moodustavad kaitse lehed, mille suurust valitakse juhuslikult.

Seega eraldatakse objektide lehtedest kaitselehed, mis on seadistatud genereerima „page fault” igasuguste päringute korral. Üksikasjalike kirjutamisoperatsioonide tuvastamiseks objekti lehtede piire ületavate redigeerimiste jaoks kasutatakse nii nimetatud punaseid tsoone, mis põhinevad mallidel ja hõivavad mälu, mis ei ole objektide poolt kasutuses ning jääb lehe suuruse ühtlustamisel. —+————+————+————+————+————+— | xxxxxxxxx | O : | xxxxxxxxx | : O | xxxxxxxxx | | xxxxxxxxx | B : | xxxxxxxxx | : B | xxxxxxxxx | | x GUARD x | J : RED- | x GUARD x | RED- : J | x GUARD x | | xxxxxxxxx | E : ZONE | xxxxxxxxx | ZONE : E | xxxxxxxxx | | xxxxxxxxx | C : | xxxxxxxxx | : C | xxxxxxxxx | | xxxxxxxxx | T : | xxxxxxxxx | : T | xxxxxxxxx | —+————+————+————+————+————+—

Kui proovite pöörduda mälu piirest välja, mõjutab operatsioon kaitselehte, mis toob kaasa „page fault” genereerimise, mille KFence tabab ja logib tuvastatud probleemi andmed. Vaikimisi KFence ei blokeeri viga ja vaid annab logisse hoiatuse, kuid on ette nähtud seade „panic_on_warn”, mis võimaldab vigade tuvastamise korral viia tuuma kriitilisse seisu (panic).

Allikas: opennet.ru