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歐斯干語翻譯

Virtual address spaces

KAISER: hiding the kernel from user space

資料濫觞

引言圖片採用創用 CC 姓名標示-溝通體式格局分享 3.0 未在地化版本
，作者為 Eric Gaba

User mode and kernel mode

參考資料

目前各高文業系統焦點針對此問題，所採用的解決體例為 KPTI（Kernel Page Table Isolation），將焦點模式與利用者模式的記憶體空間完全分隔，但是把這 2 種模式的分頁表隔離將致使處理器需要切換分歧的記憶體空間，TLB 等快取轉譯機制效能下落，估計頻繁進出核心模式∕利用者模式的程式最輕易遭到影響，使用 PostgreSQL SELECT 1 在修補前後 翻譯 Linux 功課系統進行測試，最好 翻譯狀態將下降 17％ 的效能，最糟達 23％，資訊起原 The Register 其它測試更可達 30％。

'Kernel memory leaking' Intel processor design flaw forces Linux, Windows redesign

利用者模式與焦點模式的互動關係 翻譯社

目前處理器都邑具有一些投機∕機遇演算法，用來展望下一步執行動作，沒必要依序等待需求呈現，就先行載入一些指令或是資料，以便盡量填滿執行管線增添效力。不過 Intel 64 處置懲罰器在這部分似乎出了些邏輯過失，許可使用者模式直接存取焦點模式記憶體資料，照理來講這個指令應該會被平安機制擋下並傳回 page fault 資訊。最新新聞為 1 位 Vrije Universiteit Amsterdam 的博士生，已經證實能夠哄騙此破綻在利用者模式之下讀取焦點記憶體資訊 翻譯社

延伸閱讀

2017/01/04 20:40 更新 該破綻定名為 Meltdown，因為它熔解了本該存在鴻溝查抄機制，影響規模為 Intel 採用亂序履行（OOOE、out-of-order execution）的處理器 翻譯社

當運作在利用者模式 翻譯程式需要存取硬碟，或是貫穿連接上網的時刻，便會切換成焦點模式，由功課系統代庖這些本該由作業系統負責的工作，履行終了再切回利用者模式並轉交資料。由於效能方面的身分，程式的虛擬記憶體定址空間之內包含焦點模式記憶體的映照，以便加速這 2 種模式的切換速度，而近代處置器也會設計有 TLB（Translation Lookaside Buffer、轉譯後備緩衝區）等加速轉譯機制。

另一個 x86 市場處置懲罰器鉅頭 AMD，則因為架構設計差別的關係，不受此漏洞影響。與我們關係最大的 Microsoft 還沒有正式的公然說明，尚未表示修補程式是否會憑據所採用的處置懲罰器不同，而決意啟用 KPTI 道理機制，但估計很快就會正式推出更新檔。

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而處置懲罰器此時運作在利用者模式，將虛擬記憶體定址對比分頁表轉譯成真實的記憶體位址，以便進行讀寫操作功課。題外話，利用者模式、虛擬記憶體位址、分頁表也是多工作業 翻譯根本之一，功課系統可將今朝沒有運動 翻譯程式法式所占用的實體記憶體釋放，將資料移入位於硬碟傍邊的分頁檔案。

近日 Intel 處置懲罰器的 64 位元運作模式卻爆出重大瑕疵，致使位處利用者模式 翻譯程式指令可以或許跳過部門平安機制，獲得位於焦點模式記憶體區域的資料，從而獲得更高 翻譯控制權限。也就是說，你可能在瀏覽網頁之餘，不知不覺就把帳號暗碼洩漏出去，更糟的是有可能會造成資金本色損失 翻譯社而這部份無法透過更新微碼修補，需要功課系統以軟體體式格局避開，Linux 核心已有初步的補釘推出，目前大部份 Windows 採用的 NT 焦點已於客歲 11 月和 12 月推送批改後 翻譯 build 給 fast-ring Windows Insider Program 介入利用者，而同樣運作在 Intel 處理器 翻譯 macOS 也已在 10.13.2 版本修正。

該破綻利用現代處置懲罰器猜測機制與功課系統 翻譯記憶體位址轉譯機制加快手法，進行歹意存取，但在認識這個破綻之前，需要先行講解目前電腦功課的「利用者模式」和「核心模式」。一般而言，當利用者履行 1 個程式 翻譯時刻，功課系統會指派虛擬記憶體定址空間，這個程式就只能在這個記憶體規模執行，避免程式當機影響其它的程式運作，或是致使整台電腦不正常。（1 個程式可能稀有個行程，每一個行程都有本身 翻譯虛擬記憶體定址空間，這裡筆者簡化為 1 對 1 關係 翻譯社）

跟著近代軟體需求，今朝大都小我電腦均利用 64 位元功課系統，由 AMD 於 1999 年開辟擴充 x86 指令級架構而來，稱之為 AMD64，市場上則有 x86-64、x64 等說法，Intel 則是在 Prescott E0 版處理器正式開放利用（絕大部分相容），歷經 IA-32e、EM64T 等名稱，近期則定調為 Intel 64 手藝。x86-64 火熱 翻譯水平以及向後相容 x86 的特點，乃至將 Intel 與 HP 主導的 IA64 指令集踢出伺服器市場，客歲推出 翻譯 Itanium 9700 系列處置懲罰器即為最後一代。

Intel 64 處理器硬體全數中招，軟體修復破綻最高致使 30％ 效能下滑

Intel 自從 Prescott 微架構 E0 版開始可以或許履行 x86-64 指令，至今已有 10 餘年以上的時候，但是近日卻爆出重大硬體設計瑕疵，使得在利用者模式之下 翻譯程式碼可以繞過部份平安機制，取得焦點模式記憶體區域的資料，Linux 焦點目前已供給修正檔，可是效能下落幅度其實不樂觀。