今天想要來看看 RISC-V Linux 核心有支援哪些核心功能(需要各個架構自行實作的核心功能)。

文件

• 原文文件：Feature status on riscv architecture
• 翻譯：

我的理解

上面提到這麼多的核心功能，就挑裡面我比較理解的，來看看有什麼功用吧！

1. core subsystem
   • cBPF、eBPF JIT：cBPF(classic Berkeley Packet Filter) 顧名思義是 Kernel 用來做封包過濾的模組，eBPF(extended BPF) 則是原本 BPF 的延伸，常用於 kernel profiling 觀察和除錯。
   • generic idle thread：系統處於閒置狀態時，kernel 會分配 idle task 給各個 thread 來執行，而 idle thread 的實作，是 architecture-specific 的。 (想想也是有道理，不同的 architecture 會有不同的 PM，所以在 idle 時，想要做什麼來達到更好的能效，由各個架構來做定義也滿合理的)
   • jump label：可以在動態時期，把一些確定不會變動的分支(例如： if(!CONFIG_XXX) 這種分支)消除掉，調整為不需要分支的結構，來提升效能。
   • thread-info-in-task：感覺跟 thread_info 的大小有關，但還沒有看得很懂 (stack overflow)
   • tracehook
2. debug subsystem
   • gcov-profile-all、kcov：GCOV 是 GCC toolchain 中程式碼覆蓋率的測試工具，KCOV 則是透過 sysfs 來將核心程式碼覆蓋率資訊，傳遞給使用者使用。
   • stackprotector：需要編譯器支援，會在 stack 上加入 canary 來做 stack overflow 的偵測
   • KASAN、kmemleak：KASAN 是一個 Kernel 用來動態檢查是否有越界存取記憶體行為的檢查模組，kmemleak 則是檢查是否有 memleak 的現象 (有 kmalloc 但沒有 kfree 等等)
   • debug-vm-pgtable
   • kprobes、kprobes-on-ftrace、kretprobes、optprobes、uprobes：probe 機制大多數都是在 function 開頭，插入某些 init、enable 的程式碼，並在 return 的時候，fini、disable 所以可以記錄是否有執行某些 function，甚至是可以記錄執行時間等等，是 ftrace 等等 tracing 機制的基礎設施。
   • user-ret-profiler
3. locking subsystem
   • lockdep：可以動態的檢測 locking 的正確性，是否有不預期的 dead lock
   • queued-rwlocks、queued-spinlocks：為了解決原本 rwlock、spinlock 的公平性問題，而設計出來的 lock 機制。
   • cmpxchg-local
4. perf subsystem (performance)
   • kprobes-event
   • perf-regs
   • perf-stackdump
5. sched subsystem (scheduler)
   • membarrier-sync-core
   • numa-balancing
6. time subsystem
   • arch-tick-broadcast
   • clockevents
   • context-tracking
   • irq-time-acct
   • virt-cpuacct
7. vm subsystem (virtual memory)
   • batch-unmap-tlb-flush
   • ELF-ASLR
   • huge-vmap
   • ioremap_prot
   • PG_uncached
   • pte_special
   • THP
8. MISC
   • seccomp-filter
   • dma-contiguous

這邊整理了一些 feature 的簡介，有些是目前超出我的理解範圍、有些則是時間上來不及，所以先空著，希望有機會再回來檢視補齊囉！

後記

• 有些東西真的太難翻譯啦！XD

  • arch supports live patched user probes 感覺英文還比翻成中文之後好懂 XD
  • 有些不好翻譯的語句，就也不硬翻成中文了

• 還有打開 ${linux}/Documentation/riscv/features.rst 發現只有以下兩行，看來這個 feature 應該是透過某種方式被自動產生出來，看來這篇翻譯的 patch 並不是直接翻譯就可以完成的。

  .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
  
  .. kernel-feat:: $srctree/Documentation/features riscv
  

  • 檢視了文件內所提到的路徑 $srctree/Documentation/features，發現有一個 list-arch.sh，猜測是在文件"編譯"的過程中，會去執行這個腳本，而這個腳本就會去遍歷 feature 資料夾中所有描述 feature 的檔案，來確認哪些架構支援哪些功能，最後在 render 出這一個表格。

• linux-doc 的 maintainer 終於回信了，他指出我並沒有在適當的 index 檔案內，加入新增的翻譯檔案，希望修正這些，並且提醒每次再送 patch 之前，要先 build 過，確認 make 的過程是可以正確結束的，再送 patch；的確是一個當頭棒喝啊！前幾天再送 patch 的時候，都只有跑過 checkpatch.pl，並沒有實際把整個文件相關的檔案都 build 過、檢驗過，確實不可取！

• Kernel 的功能非常的多樣，有的用在除錯、有的用在效能分析，而各個項目相關的技術也是多如牛毛，所以想要成為一個 kernel 程式碼的貢獻者，說難嗎？其實機會非常的多，看看這個表格 status 還是標示 TODO 的部分；但說簡單嗎？核心程式碼的檢驗非常的嚴格，但的的確卻不失為一個自我挑戰的好機會！

• 這篇結束後，RISC-V 相關的文件就只剩下 PMU 了！在蒐集相關資料的過程中，發現在 RISC-V Task Group 有大量的討論，而相關的 Spec 也在今年有了個樣子，感覺對我來說會是個不那麼好懂的文件，可能會需要多點時間爬梳，所以接下來可能會留個幾天，來仔細地看看這份文件，那麼我要先來去修前幾天的 patch 囉！

感謝各位觀看，我們明天再來一起挑戰 PMU！