ARM MTE와 Linux fault 처리 소스 분석

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

MTE는 포인터와 메모리의 태그를 비교하지만 검사 방식은 task가 요청한 정책과 CPU의 선호 설정에 따라 달라집니다. v6.18.37의 mte_update_sctlr_user는 그 선택을 SCTLR의 사용자 설정값으로 계산합니다. 이 함수가 실제 SCTLR 하드웨어 쓰기까지 끝낸다고 읽지 않는 것이 핵심입니다.

읽을 범위: v6.18.37 · arch/arm64/kernel/mte.c · mte_update_sctlr_user 203–238행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

태그 비교

주소의 논리 태그와 메모리 granule의 할당 태그를 비교합니다. 일반적인 주소 범위 검사와 동일하지 않습니다.

동기와 비동기 보고

검사 실패를 즉시 예외로 알리는지, 누적 상태로 나중에 알리는지에 차이가 있습니다.

task별 정책

프로그램이 요청한 허용 mode와 CPU의 선호 mode를 조합합니다. 다른 CPU로 이동하면 판단에 사용하는 CPU 정보도 중요합니다.

처음 읽을 때

요청한 검사 mode와 실제 선택된 mode를 두 칸으로 나누어 설명하십시오.

더 깊이 살펴볼 때

선점 금지 요구, ASYMM·ASYNC·SYNC 우선순위와 최종 SCTLR 쓰기의 호출자 책임을 확인하십시오.

그림으로 보는 변화

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1. 요청과 선호 읽기

task 정책과 현재 CPU의 선호값을 읽습니다.

화살표는 정책 입력의 결합입니다.

2. 하드웨어 필드 계산

기존 TCF0·TCSO0를 지우고 선택한 mode를 인코딩합니다.

비트 계산이며 아직 하드웨어 레지스터 쓰기가 아닙니다.

3. task 상태에 보관

sctlr_user에 결과를 기록합니다.

실제 CPU 반영은 같은 선점 금지 구간의 호출자 작업으로 이어집니다.

mte_update_sctlr_user를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.18.37 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

static void mte_update_sctlr_user(struct task_struct *task)
{
	/*
	 * This must be called with preemption disabled and can only be called
	 * on the current or next task since the CPU must match where the thread
	 * is going to run. The caller is responsible for calling
	 * update_sctlr_el1() later in the same preemption disabled block.
	 */
	unsigned long sctlr = task->thread.sctlr_user;
	unsigned long mte_ctrl = task->thread.mte_ctrl;
	unsigned long pref, resolved_mte_tcf;

	pref = __this_cpu_read(mte_tcf_preferred);
	/*
	 * If there is no overlap between the system preferred and
	 * program requested values go with what was requested.
	 */
	resolved_mte_tcf = (mte_ctrl & pref) ? pref : mte_ctrl;
	sctlr &= ~(SCTLR_EL1_TCF0_MASK | SCTLR_EL1_TCSO0_MASK);
	/*
	 * Pick an actual setting. The order in which we check for
	 * set bits and map into register values determines our
	 * default order.
	 */
	if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_ASYMM)
		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, ASYMM);
	else if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_ASYNC)
		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, ASYNC);
	else if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_SYNC)
		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, SYNC);

	if (mte_ctrl & MTE_CTRL_STORE_ONLY)
		sctlr |= SYS_FIELD_PREP(SCTLR_EL1, TCSO0, 1);

	task->thread.sctlr_user = sctlr;
}

static void mte_update_sctlr_user(struct task_struct *task)

	unsigned long sctlr = task->thread.sctlr_user;

	unsigned long mte_ctrl = task->thread.mte_ctrl;

	unsigned long pref, resolved_mte_tcf;

	pref = __this_cpu_read(mte_tcf_preferred);

	resolved_mte_tcf = (mte_ctrl & pref) ? pref : mte_ctrl;

	sctlr &= ~(SCTLR_EL1_TCF0_MASK | SCTLR_EL1_TCSO0_MASK);

	if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_ASYMM)

		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, ASYMM);

	else if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_ASYNC)

		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, ASYNC);

	else if (resolved_mte_tcf & MTE_CTRL_TCF_SYNC)

		sctlr |= SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF0, SYNC);

	if (mte_ctrl & MTE_CTRL_STORE_ONLY)

		sctlr |= SYS_FIELD_PREP(SCTLR_EL1, TCSO0, 1);

	task->thread.sctlr_user = sctlr;

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출처와 읽은 범위

Linux stable v6.18.37 · arch/arm64/kernel/mte.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고