526互联

幽灵和熔断+LR/SC的实现和使用+Consistent和Coherent+memory 属性 Device-nGnRnE+IP-XACT+vcs token is "until"+vcs编译解决 module名重复的冲突问题+Webhook

发布时间 2023-12-24 15:13:51作者: 大浪淘沙、

幽灵和熔断

幽灵和熔断是基于瞬态指令流的缓存侧信道攻击。在瞬态指令流中被执行的内存加载指令如果将一个数据带入了缓存，则即使流水线回滚期间处理器丢弃了该指令返回的访存结果，已经被修改的缓存状态却无法撤销。由此，攻击者可以通过监测缓存的变化来推断受害者程序的访存地址，如果该地址本身包含敏感信息，就会引发信息泄露。
幽灵利用的是分支预测机制。
熔断利用的是乱序执行机制。
解决的办法可以是软件插入fence，硬件修改cache等。
代码复现：
https://github.com/Eugnis/spectre-attack
参考：
https://www.wenhui.space/docs/08-ic-design/cpu/meltdown-and-spectre/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/583851306

LR/SC的实现和使用

  1. L3层不负责LR、SC指令的lock的monitor。LR、SC指令出现的lock bit一般存储在L1 cache中，每个核心都有。初始上电以后，当核心0和核心1同时发起LR访问，同时经过L3层，L3层进行仲裁，只能将数据存储在核心0或者核心1上，而另外一个核心虽然也拿到了数据，但影响到了第一个拿到数据的核心，从此两个核心中的L1 cache变成Shared Clean状态。但是只有第一个核心能获取到对该地址的lock位置写1。第二个core尝试作出的SC指令必定是失败的。后续无论第二个核心再执行多少条LR指令，都不会让第二个核心将第一个核心的lock位置变成1，因为第二个核心通过L3层观察到第一个core没有清除lock位置。
  2. LR、SC指令在多核之间，每个核心都有一个lock位置，因此其它核心拿到LR指令以后，不论LR和SC执行多少次，lock位置都不会为1，保证了独占性。
  3. LR和SC在单个核心上的使用会出现一致性问题，因为lock位置共享。对于单个核心的数据共享，不应该使用LR和SC，否则会存在一致性问题；而是手动设定软件的lock bit，拿到lock bit的线程可以执行。对于单个核心的软件lock，其实可以模拟cache的MESIbit，使得多个线程共享该bit，实现类似LR、SC的操作。

Consistent和Coherent

Consistent是由于多个Master对同一块内存区域的读写顺序造成的问题，只能由硬件提供相关的机制，由软件来保证。 而Coherent则是由于同一块内存区域可能有多份拷贝（主要是Cache）而造成的数据的不一致性，可以由硬件来保证。
参阅：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/21387258

memory 属性 Device-nGnRnE

如何划分shareable domain是和系统设计相关，我们假设一个系统的domain分配如下：
（1）所有的cpu core属于一个inner shareable domain
（2）所有的cpu core和dma controller属于一个outer shareable domain。（这个如果硬件不支持就没有）

在ARM architecture中，对一个normal memory location而言，是否是coherent是和它的页表中的shareability attribute的设定相关。
（1）non-shareable。根本不会再多个agent之间共享，不存在coherent的问题。
（2）inner-shareable。说明inner shareable domain中的所有的agent在对该内存进行数据访问的时候，硬件会保证coherent。
（3）outer-shareable。说明outer shareable domain中的所有的agent在对该内存进行数据访问的时候，硬件会保证coherent。

对于device type，其总是non cacheable的，而且是outer shareable，因此它的attribute不多，主要有下面几种附加的特性：
（1）Gathering 或者non Gathering (G or nG)。这个特性表示对多个memory的访问是否可以合并，如果是nG，表示处理器必须严格按照代码中内存访问来进行，不能把两次访问合并成一次。例如：代码中有2次对同样的一个地址的读访问，那么处理器必须严格进行两次read transaction。
（2）Re-ordering (R or nR)。这个特性用来表示是否允许处理器对内存访问指令进行重排。nR表示必须严格执行program order。
（3）Early Write Acknowledgement (E or nE)。PE（Processor Element/Engine）访问memory是有问有答的（更专业的术语叫做transaction），对于write而言，PE需要write ack操作以便确定完成一个write transaction。为了加快写的速度，系统的中间环节可能会设定一些write buffer。nE表示写操作的ack必须来自最终的目的地而不是中间的write buffer。
https://blog.csdn.net/shenhuxi_yu/article/details/90617675
http://www.wowotech.net/kernel_synchronization/Why-Memory-Barriers.html

DMA和CPU访问一致性的方法

使用描述符。

描述符是的本质就是4个32位的内存，描述符的Status表示该描述符的状态和控制信息。因为描述符是DMA和CPU二者之间的共享内存，既然是共享资源，就需要进行保护，当DMA在使用的时候，CPU就不能使用，当CPU在使用的时候，DMA就不能使用。这个使用权的控制，就通过TDES0寄存器中的OWN位体现出来，对应到发送描述符结构体就是Status变量的最高位。
image
当OWN位为0的时候，表示CPU可以将要发送的数据拷贝到描述符中，拷贝完成以后，CPU手动将描述符的OWN位设置为1，以此来告诉DMA控制器，CPU已经拷贝完数据了，DMA可以从描述符中取出数据进行发送了。这时候DMA就会取出描述符中的数据，将数据发送出去，DMA在操作完描述符以后，自动将OWN位设置为0，告诉CPU，DMA已经发送完数据，CPU可以拷贝下一帧数据到描述符上了。
https://blog.csdn.net/qq_22902757/article/details/104275441

IP-XACT

xml格式的IP生成后的规格表，比如ralgen软件可以利用这个xml或者ralf，生成寄存器模型
https://www.ip-soc.com/jishu/213.html

IP-XACT首先由SPIRIT Consortium发布的标准，其唯一目标是在设计社区内促进IP的可重用性。它使IP提供商能够为组件和设计提供可读和可机器处理的IP的单一描述，并与其他所需的数据一起分享给IP用户。IP-XACT还描述了系统设计和IP之间的互连以及其他细节，如地址映射、接口等。提供了一个通用的设计表示，可供IP供应商、设计集成商和EDA工具提供商在其流程内进行交换。

vcs token is "until"

vcs的一些sva使用拓展的形式，因此需要额外的编译命令：

-assert svaext

vcs编译解决 module名重复的冲突问题

https://blog.csdn.net/cy413026/article/details/102738194
在工作目录下，顶层是top.v，下面两个文件夹guest0和guest1，每个文件夹是相同名字的module，为不同的add.v。在顶层集成的时候，如果是要编译成以下的形式，需要借助lib_map。其中的g0用guest0下的，g1用guest1下的内容。
image
编译的时候，使用的filelist.f，不能将两个add模块编译成库（cell，否则检测到重复后只会编译某个而不是报错），而是要让它们编译成module。
需要编写lib_map，lib_map格式如下，可以使用相对路径，但是语句要增补分号。
image
两步法编译选项需要增补的命令，指定lib_map文件。三步法没有尝试，两步法可用。
image

Webhook

和Jenkins、CI、CD等可以联动。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/580322982

  1. 企业微信群机器人提供一个Webhook地址，通过这个地址，就可以自动触发企业微信群机器人发出对应的消息。
  2. 腾讯兔小巢提供一个Webhook地址，对应的Webhook地址就可以把消息和企业微信群机器人打通，发送对应的用户反馈消息。
  3. 腾讯云Hiflow场景连接器提供Webhook地址，可以通过这个这个地址连接企业自己的系统/数据库/手机快捷指令等应用，并向后连接腾讯文档/企业微信机器人等300+应用。