Intel MPX - Intel MPX

Intel MPX (Xotirani himoya qilish kengaytmalari) kengaytmalar to'plamidir x86 ko'rsatmalar to'plami arxitekturasi. Bilan kompilyator, ish vaqti kutubxonasi va operatsion tizim qo'llab-quvvatlash, Intel MPX xavfsizlik oshirish uchun da'vo dasturiy ta'minot tekshirish orqali ko'rsatgichlar odatdagi kompilyatsiya vaqtidagi niyatlari tufayli ish vaqtida zararli ravishda foydalaniladi bufer toshib ketadi. Amalda, dizaynda uning foydali bo'lishi uchun juda ko'p kamchiliklar topilgan va qo'llab-quvvatlash eskirgan yoki aksariyat kompilyatorlar va operatsion tizimlardan olib tashlangan.

Kengaytmalar

Intel MPX yangi chegaralarni taqdim etadi registrlar va yangi ko'rsatmalar to'plami ushbu registrlarda ishlaydigan kengaytmalar. Bundan tashqari, chegara registrlariga mos kelmaydigan chegaralarni saqlaydigan yangi "bog'langan jadvallar" to'plami mavjud.[1][2][3][4][5]

MPX to'rtta yangi 128 bitli chegara registrlaridan foydalanadi, BND0 ga BND3, har birida buferning 64 bitli pastki chegarasi (LB) va yuqori chegarasi (UB) juftligi saqlanadi. Yuqori chegara saqlanadi bir-birini to'ldiruvchi shakl, bilan BNDMK (chegaralarni yaratish) va BNDCU (yuqori chegarani tekshiring) konversiyani amalga oshiring. Arxitektura ikkita konfiguratsiya registrini o'z ichiga oladi BNDCFGx (BNDCFGU foydalanuvchi maydonida va BNDCFGS yadro rejimida) va holat registri BNDSTATUS, istisno holatlarida xotira manzili va xato kodini taqdim etadi.[6][7]

Ikki darajali manzil tarjimasi chegaralarni xotirada saqlash uchun ishlatiladi. Yuqori qatlam dasturni ishga tushirishda yaratilgan chegaralar katalogidan (BD) iborat. Har bir BD yozuvi bo'sh yoki dinamik ravishda yaratilgan chegaralar jadvaliga (BT) ko'rsatgichni o'z ichiga oladi va u o'z navbatida ko'rsatgichlarning chiziqli manzillari bilan birga ko'rsatgich chegaralari to'plamini o'z ichiga oladi. Chegaralar yuki (BNDLDX) va do'kon (BNDSTX) ko'rsatmalar manzil tarjimasini shaffof ravishda bajaradi va tegishli BT yozuvida kirish chegaralarini.[6][7]

Qismi sifatida Intel MPX taqdim etildi Skylake mikroarxitektura.[8]

Intel Goldmont mikroarxitektura Intel MPX-ni ham qo'llab-quvvatlaydi.[8]

Dasturiy ta'minotni qo'llab-quvvatlash

  • GNU kompilyatori to'plami (GCC) 5.0 MPX-ni qo'llab-quvvatladi.[9] 2018-yilda, ushbu kengaytmalarni qo'llab-quvvatlash, xizmat ko'rsatish yuklari va tufayli kamaygan Intel ishlab chiquvchilar vaqti-vaqti bilan yamoqlarga yordam berishadi, natijada GCC 9.0-da qo'llab-quvvatlashni bekor qilish taklifi paydo bo'ldi.[10] GCC 9.1-da qo'llab-quvvatlash o'chirildi.[11]
  • Intel C ++ kompilyatori (icc) 15.0 Intel MPX-ni qo'llab-quvvatladi.[9]
  • Kernel Intel MPX uchun darajadagi dasturiy ta'minot birlashtirildi Linux yadrosi magistral liniyasi 2015 yil 8 fevralda chiqarilgan 3.19 yadrosi versiyasida.[12][13] 2018 yilda Tomas Gleyxner MPX-ni Linux yadrosi 4.18 dan qo'llab-quvvatlashni olib tashlashni taklif qildi.[14] Olib tashlash bilan tortishish so'rovi 2018 yil dekabr oyida 4.20 rivojlanish tsikli davomida e'lon qilingan,[15] ammo qabul qilinmadi. Ikkinchi urinish 2019 yilning iyulida qilingan.[16] MPX-ni qo'llab-quvvatlash 5.6 da olib tashlandi.[17]
  • 2.6 versiyasidan beri QEMU MPX-ni qo'llab-quvvatladi[18] va 4.0 versiyasida qo'llab-quvvatlashni pasaytirdi.[19]
  • Microsoft Visual Studio 2015 1-yangilanish MPX uchun eksperimental yordamni qo'shdi.[20]

Intel MPX-ni tahlil qilish

Tadqiqotda MPX tizim stekining o'zaro faoliyat qatlamlari detektsiyasi va uchta taniqli dasturiy ta'minotga asoslangan xotira xavfsizligi tizimlari (AddressSanitizer, SAFECode, SoftBound) bilan taqqoslash o'rganildi va quyidagi xulosalar keltirilgan.[7]

  • Intel MPX - bu maxsus ishlab chiqilgan uskuna yordamidagi yondashuv bo'lsa ham, dasturiy ta'minotga asoslangan yondashuvlardan tezroq emas. Yangi Intel MPX ko'rsatmalari eng yomon holatda 4 × sekinlashuvga olib kelishi mumkin, ammo kompilyator optimallashtirishlari uni amortizatsiya qiladi va ish vaqtining o'rtacha xarajatlarini o'rtacha ~ 50% ga olib keladi.
  • Boshqa echimlardan farqli o'laroq, Intel MPX vaqtinchalik xotira xavfsizligi xatolaridan himoya qilmaydi.
  • Intel MPX ko'p ishlov berishni o'z-o'zidan qo'llab-quvvatlamaydi, bu esa eski tishli dasturlarda xavfli ma'lumotlar poygalariga olib kelishi mumkin va agar kompilyatorlar chegaralarni aniq sinxronlashtirmasa.
  • Ruxsat etilgan xotira maketidagi cheklovlar tufayli Intel MPX bir nechta keng tarqalgan C / C ++ dasturlash iboralarini qo'llab-quvvatlamaydi.
  • Intel MPX ba'zi boshqa ISA kengaytmalariga zid keladi, natijada ishlash va xavfsizlik muammolari yuzaga keladi. Aniqrog'i, ushbu muammolar Intel MPX bilan birgalikda ishlatilganda paydo bo'ladi Intel TSX va Intel SGX.
  • Va nihoyat, MPX ko'rsatmalarida MPX-ning qo'llab-quvvatlanmagan Intel protsessorining oldingi avlodlarida ham (masalan, Haswell) muhim ishlash jazosi (15 +%) mavjud.

Bundan tashqari, ko'rib chiqilgan MPX ishlab chiqarishga tayyor emas edi va Sanitizer manzili yaxshiroq variant edi.[7] Kostya Serebryany tomonidan Google-da sharh, AddressSanitizer dasturchisi,[21] shunga o'xshash topilmalarga ega edi.[22]

Erish

Boshqa tadqiqot [23] ko'lamini o'rganish Spektr va Erish xavfsizlik zaifliklari, Meltdown-dan Intel MPX-ni chetlab o'tish uchun, Bound Range Exceeded (#BR) apparat istisnosidan foydalanishi mumkinligini aniqladi. O'zlarining nashrlariga ko'ra, tadqiqotchilar FlX + Reload maxfiy kanali orqali MPX tizimi tomonidan himoyalangan massivda chegaradan tashqaridagi kirish huquqidan ma'lumot olishlari mumkin edi. Ularning kontseptsiyasi isboti jamoatchilikka oshkor qilinmagan.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Intel ISA kengaytmalari". Intel. Olingan 2013-11-04.
  2. ^ "Intel xotirasini himoya qilish kengaytmalariga kirish". Intel. 2013-07-16. Olingan 2013-09-10.
  3. ^ "Intel xotirasini himoya qilish kengaytmalarini (MPX) muhokama qilish va AddressSanitizer bilan taqqoslash". code.google.com. Olingan 2013-11-04.
  4. ^ "GCC kompilyatorida Intel® Memory Protection Extensions (Intel® MPX)". gcc.gnu.org. Olingan 2013-11-04.
  5. ^ "Intel MPX tushuntirildi: xotirada chegaralarni saqlash". intel-mpx.github.io. Olingan 2017-02-06.
  6. ^ a b "Intel Arxitektura qo'llanmasi kengaytmalarni dasturlash bo'yicha ma'lumotnomasi" (PDF). Intel. 2013 yil dekabr. Olingan 2014-01-17.
  7. ^ a b v d Oleksenko, Oleksii; Kuvayskiy, Dmitriy; Bhatotiya, Pramod; Felber, Paskal; Fetser, Kristof (2017). "Intel MPX tushuntirdi: Intel MPX va dasturiy ta'minotga asoslangan chegaralarni tekshirish yondashuvlarini empirik o'rganish". arXiv:1702.00719 [cs.CR ].
  8. ^ a b "Intel Software Development Emulator". Intel. 2012-06-15. Olingan 2013-11-04.
  9. ^ a b "Intel MPX dizayni". Intel.
  10. ^ "GCC 9 Intel MPX-ni qo'llab-quvvatlashni olib tashlash uchun o'rnatildi". Froniks. Olingan 2018-04-27.
  11. ^ "GCC 9 - Phoronix-dan Intel MPX-ni qo'llab-quvvatlash o'chirildi". www.phoronix.com.
  12. ^ "Linux yadrosi 3.19, 1.2-bo'lim. Intel xotirasini himoya qilish kengaytmalarini qo'llab-quvvatlash". kernelnewbies.org. 2015 yil 9-fevral. Olingan 9-fevral, 2015.
  13. ^ Jonathan Corbet (2014 yil 29-yanvar). "Linuxda Intel MPX-ni qo'llab-quvvatlash". LWN.net. Olingan 9-fevral, 2015.
  14. ^ "Linux yadrosi xotirani himoya qilish uchun kengaytmalarni qo'llab-quvvatlashi mumkin". Froniks.
  15. ^ "[GIT PULL] x86: Intel MPX-ni olib tashlash".
  16. ^ "[PATCH 0/3] [RFC] x86: MPXni olib tashlash jarayonini boshlang".
  17. ^ "Intel MPX-ni qo'llab-quvvatlash Linux 5.6 bilan o'lgan - Phoronix". www.phoronix.com.
  18. ^ "ChangeLog / 2.6".
  19. ^ "QEMU 4 Arm muxlislari, RISC-V inqilobchilari, POWER vatanparvarlari uchun o'yinchoqlar bilan keladi ... siz bu g'oyani tushunasiz".
  20. ^ "Visual Studio 2015 1-yangilanishi: yangi eksperimental xususiyat - MPX". Microsoft. 2016-01-20.
  21. ^ "Konstantin Serebryany - Google-da tadqiqotlar". research.google.com.
  22. ^ "Intel xotirasini himoya qilish kengaytmalarini (MPX) muhokama qilish va AddressSanitizer bilan taqqoslash". Olingan 2013-11-04.
  23. ^ Oleksenko, Oleksii; Kuvayskiy, Dmitriy; Bhatotiya, Pramod; Felber, Paskal; Fetser, Kristof (2018). "Vaqtinchalik hujumlar va mudofaalarni tizimli baholash". arXiv:1811.05441 [cs.CR ].

Tashqi havolalar