Подборка докладов по ядру Linux с Open Source Summit Europe 2018

На прошлой неделе в Эдинбурге (Шотландия) прошел европейский Open Source Summit 2018. Представляю вашему вниманию подборку интересных докладов по ядру Linux, на которых мне удалось поприсутствовать.

1. Из ключевых выступлений (keynotes) хочется выделить «The Kernel Report» Джонатана Корбета (Jonathan Corbet). Он обозначил основные тенденции развития ядра Linux за последнее время. Отдельно он остановился на устранении нашумевших уязвимостей Spectre и Meltdown. Мне показались интересными его размышления о том, как eBPF размывает границы между пользовательским и ядерным пространством.

2. Специалисты из OTH Regensburg и Siemens развили тему Spectre and Meltdown применительно к задачам реального времени (real-time). Они рассказали о том, как устранение данных уязвимостей повлияло на производительность ядра Linux с Preempt-RT патчем и на быстродействие гипервизора Jailhouse.

3. Кристоф Ламетер (Christoph Lameter) выступил с отличным введением в управление памяти ядра Linux. Он рассказал об организации физической и виртуальной памяти процесса, о том, как детально отследить их состояние из пользовательского пространства. Короче говоря, отлично разложил все по полочкам. А как еще может выступить мэйнтейнер ядерного аллокатора? Слайды:

4. Позвольте также рассказать о моем докладе об уроках участия в Kernel Self Protection Project. Целью доклада было вовлечь больше энтузиастов в безопасность ядра Linux и поделиться моим опытом разработки средств защиты ядра. Я рассказал о расстановке сил в security-сообществе и карте средств самозащиты ядра. Затем — о блокировке двойного освобождения памяти в ядре Linux и работах по внедрению PAX_MEMORY_STACKLEAK в ванильное ядро. После доклада последовало полезное общение и обмен идеями. Слайды:

5. Даррен Харт (Darren Hart) рассказал о наведении порядка в Kconfig ядра Linux с помощью фрагментов конфигурации. Ядро имеет более 10000 различных опций, они сложным образом зависят друг от друга, поэтому очень неудобно отслеживать изменения конфигурации ядра с помощью системы контроля версий. Для того, чтобы облегчить задачу управления конфигурациями, из проекта Yocto в ванильное ядро был привнесен скрипт merge_config.sh, который позволяет работать с фрагментами конфигурации. Даррен рассказал, как этим пользоваться.

6. Уилл Дикон (Will Deacon) сделал отличный и сложный доклад о примитивах ядра Linux, устанавливающих порядок I/O и DMA-операций. Он начал с описания формальной модели памяти ядра, сделал обзор обычных барьеров памяти (memory barriers), а затем перешел к семантике I/O-барьеров. Его отличная манера выступления держала фокус аудитории до самого конца.

7. Лукас Булвахн (Lukas Bulwahn) из BMW здорово рассказал об исследовательском проекте SIL2LinuxMP, в котором я тоже принял участие в этом году. Данный проект исследует возможность применения Linux в системах с повышенными требованиями к надежности (safety-critical systems). В первую очередь, Лукас объяснил понятие надежности с инженерной точки зрения, затем рассказал о технических и организационных аспектах проекта SIL2LinuxMP, в котором участвуют ряд крупных производственных компаний, люди из академических кругов и независимые эксперты.

8. Мэтью Гаррет (Matthew Garrett), который с недавнего времени работает в Google, рассказал о серии патчей под названием Kernel Lockdown. Идея очень хорошая — необходимо иметь возможность защитить ядро от суперпользователя, например, чтобы он не мог поставить руткит. Так уже давно делает ядро Windows. Оказывается, и все крупные дистрибутивы Linux уже поставляются с Kernel Lockdown. Однако данная серия патчей все еще не в ванильном ядре, и Мэтью также пояснил политическую подоплеку этого факта.

9. На KVM форуме я посетил отличное выступление о модели безопасности QEMU. Стефан Хайноцзи (Stefan Hajnoczi) описал архитектуру виртуализации на основе QEMU/KVM, периметр атаки для ее компонентов и способы его уменьшить. Слайды:

10. Грег Кроах-Хартман (Greg Kroah-Hartman) сделал задорное выступление о том, как сообщество ядра Linux устраняло Meltdown и Spectre различных вариантов, как вел себя Intel, какие уроки были извлечены из всей этой истории, и чего нам ожидать в будущем. По некоторым причинам в публичном доступе нет ни слайдов, ни видеозаписи, но я просто обязан упомянуть его выступление.

11. Также хочу рассказать о докладе Кнута Оманга (Knut Omang) о системе unit-тестов для ядра Linux. Мне очень понравилось его выступление и сама эта работа. Докладчик работает в Oracle и ему, к большому сожалению, досталась задача поддерживать некоторый драйвер ядра Linux размером в 20000 строк. Драйвер этот весьма плохого качества и для ванильного ядра не годится. Однако Oracle его поставляет, и поддерживать этот код нужно. Но Кнут не отчаялся, он решил планомерно исправить ситуацию с помощью test-driven development и unit-тестов. Докладчик рассказал о системе Kernel Test Framework, которую он для этого разрабатывает.

12. И наконец расскажу про ежегодный отчет Кейса Кука (Kees Cook) о статусе проекта Kernel Self-Protection Project (KSPP). Идея проекта состоит в том, что безопасность операционной системы — это больше, чем просто исправление ошибок в коде и разделение доступа к ресурсам. Операционная система должна отрабатывать безопасно в случае ошибки или попытки атаки. Поэтому KSPP ставит своей задачей устранение в ванильном ядре Linux целых классов уязвимостей и методов их эксплуатации. Кейс Кук — лидер данного проекта и также мэйнтейнер ряда ядерных подсистем. В своем выступлении он дал обзор результатов KSPP с версии ядра 4.14 по 4.20. Слайды:

Приятного просмотра!