# Day 4 Feature status on riscv architecture

今天想要来看看 RISC-V Linux 核心有支援哪些核心功能(需要各个架构自行实作的核心功能)。

文件

原文文件：Feature status on riscv architecture
翻译：

子系统	特点	Kconfig	状态	简介
core	cBPF-JIT	HAVE_CBPF_JIT	TODO	支援 cBPF JIT 的优化
core	eBPF-JIT	HAVE_EBPF_JIT	ok	支援 eBPF JIT 的优化
core	generic-idle-thread	GENERIC_SMP_IDLE_THREAD	ok	利用通用 SMP 闲置执行绪的基础设施
core	jump-labels	HAVE_ARCH_JUMP_LABEL	ok	支援动态调整，高效率的分支
core	thread-info-in-task	THREAD_INFO_IN_TASK	ok	利用核心基础设施把 thread_info 置入 task_struct 内
core	tracehook	HAVE_ARCH_TRACEHOOK	ok	支援处理 tracehook (ptrace) 暂存器的应用程序介面
debug	debug-vm-pgtable	ARCH_HAS_DEBUG_VM_PGTABLE	ok	支援针对是否符合
debug	gcov-profile-all	ARCH_HAS_GCOV_PROFILE_ALL	ok	支援整体核心 GCOV 程序码覆盖率的剖析
debug	KASAN	HAVE_ARCH_KASAN	ok	支援 KASAN 动态的记忆体检查
debug	kcov	ARCH_HAS_KCOV	ok	支援 kcov 基於程序码覆盖率所做的随机测试
debug	kgdb	HAVE_ARCH_KGDB	ok	支援 kGDB 核心除错器
debug	kmemleak	HAVE_DEBUG_KMEMLEAK	ok	支援核心记忆体漏失侦测器
debug	kprobes	HAVE_KPROBES	ok	arch supports live patched kernel probe
debug	kprobes-on-ftrace	HAVE_KPROBES_ON_FTRACE	ok	arch supports combined kprobes and ftrace live patching
debug	kretprobes	HAVE_KRETPROBES	ok	arch supports kernel function-return probes
debug	optprobes	HAVE_OPTPROBES	TODO	arch supports live patched optprobes
debug	stackprotector	HAVE_STACKPROTECTOR	ok	支援编译器辅助的 stack overflow 保护机制
debug	uprobes	ARCH_SUPPORTS_UPROBES	ok	arch supports live patched user probes
debug	user-ret-profiler	HAVE_USER_RETURN_NOTIFIER	TODO	arch supports user-space return from system call profiler
io	dma-contiguous	HAVE_DMA_CONTIGUOUS	ok	支援 DMA 的连续记忆体配置器
locking	cmpxchg-local	HAVE_CMPXCHG_LOCAL	TODO	支援 this_cpu_cmpxchg() API
locking	lockdep	LOCKDEP_SUPPORT	ok	支援动态 locking 正确性除错的基础设施
locking	queued-rwlocks	ARCH_USE_QUEUED_RWLOCKS	TODO	arch supports queued rwlocks
locking	queued-spinlocks	ARCH_USE_QUEUED_SPINLOCKS	TODO	arch supports queued spinlocks
perf	kprobes-event	HAVE_REGS_AND_STACK_ACCESS_API	ok	arch supports kprobes with perf events
perf	perf-regs	HAVE_PERF_REGS	ok	支援 perf 事件暂存器的存取
perf	perf-stackdump	HAVE_PERF_USER_STACK_DUMP	ok	arch supports perf events stack dumps
sched	membarrier-sync-core	ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE	TODO	arch supports core serializing membarrier
sched	numa-balancing	ARCH_SUPPORTS_NUMA_BALANCING	ok	arch supports NUMA balancing
seccomp	seccomp-filter	HAVE_ARCH_SECCOMP_FILTER	ok	arch supports seccomp filters
time	arch-tick-broadcast	ARCH_HAS_TICK_BROADCAST	ok	提供 tick_broadcast()
time	clockevents	!LEGACY_TIMER_TICK	ok	支援通用的时脉事件
time	context-tracking	HAVE_CONTEXT_TRACKING	ok	arch supports context tracking for NO_HZ_FULL
time	irq-time-acct	HAVE_IRQ_TIME_ACCOUNTING	ok	支援精准 IRQ 时间的稽核
time	virt-cpuacct	HAVE_VIRT_CPU_ACCOUNTING	TODO	支援精准虚拟 CPU 时间的稽核
vm	batch-unmap-tlb-flush	ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH	TODO	支援 "将 TLB flush 延至多个分页被取消映射时执行"
vm	ELF-ASLR	ARCH_HAS_ELF_RANDOMIZE	ok	"arch randomizes the stack，heap and binary images of ELF binaries"
vm	huge-vmap	HAVE_ARCH_HUGE_VMAP	TODO	支援 arch_vmap_pud_supported() 和 arch_vmap_pmd_supported() 虚拟记忆体 APIs
vm	ioremap_prot	HAVE_IOREMAP_PROT	TODO	支援 ioremap_prot()
vm	PG_uncached	ARCH_USES_PG_UNCACHED	TODO	支援 PG_uncached 分页旗标
vm	pte_special	ARCH_HAS_PTE_SPECIAL	ok	支援 pte_special()/pte_mkspecial() 虚拟记忆体 APIs
vm	THP	HAVE_ARCH_TRANSPARENT_HUGEPAGE	ok	支援巨大分页

我的理解

上面提到这麽多的核心功能，就挑里面我比较理解的，来看看有什麽功用吧！

core subsystem
- cBPF、eBPF JIT：cBPF(classic Berkeley Packet Filter) 顾名思义是 Kernel 用来做封包过滤的模组，eBPF(extended BPF) 则是原本 BPF 的延伸，常用於 kernel profiling 观察和除错。
- generic idle thread：系统处於闲置状态时，kernel 会分配 idle task 给各个 thread 来执行，而 idle thread 的实作，是 architecture-specific 的。 (想想也是有道理，不同的 architecture 会有不同的 PM，所以在 idle 时，想要做什麽来达到更好的能效，由各个架构来做定义也满合理的)
- jump label：可以在动态时期，把一些确定不会变动的分支(例如： if(!CONFIG_XXX) 这种分支)消除掉，调整为不需要分支的结构，来提升效能。
- thread-info-in-task：感觉跟 thread_info 的大小有关，但还没有看得很懂 (stack overflow)
- tracehook
debug subsystem
- gcov-profile-all、kcov：GCOV 是 GCC toolchain 中程序码覆盖率的测试工具，KCOV 则是透过 sysfs 来将核心程序码覆盖率资讯，传递给使用者使用。
- stackprotector：需要编译器支援，会在 stack 上加入 canary 来做 stack overflow 的侦测
- KASAN、kmemleak：KASAN 是一个 Kernel 用来动态检查是否有越界存取记忆体行为的检查模组，kmemleak 则是检查是否有 memleak 的现象 (有 kmalloc 但没有 kfree 等等)
- debug-vm-pgtable
- kprobes、kprobes-on-ftrace、kretprobes、optprobes、uprobes：probe 机制大多数都是在 function 开头，插入某些 init、enable 的程序码，并在 return 的时候，fini、disable 所以可以记录是否有执行某些 function，甚至是可以记录执行时间等等，是 ftrace 等等 tracing 机制的基础设施。
- user-ret-profiler
locking subsystem
- lockdep：可以动态的检测 locking 的正确性，是否有不预期的 dead lock
- queued-rwlocks、queued-spinlocks：为了解决原本 rwlock、spinlock 的公平性问题，而设计出来的 lock 机制。
- cmpxchg-local
perf subsystem (performance)
- kprobes-event
- perf-regs
- perf-stackdump
sched subsystem (scheduler)
- membarrier-sync-core
- numa-balancing
time subsystem
- arch-tick-broadcast
- clockevents
- context-tracking
- irq-time-acct
- virt-cpuacct
vm subsystem (virtual memory)
- batch-unmap-tlb-flush
- ELF-ASLR
- huge-vmap
- ioremap_prot
- PG_uncached
- pte_special
- THP
MISC
- seccomp-filter
- dma-contiguous

这边整理了一些 feature 的简介，有些是目前超出我的理解范围、有些则是时间上来不及，所以先空着，希望有机会再回来检视补齐罗！

後记

有些东西真的太难翻译啦！XD
- arch supports live patched user probes 感觉英文还比翻成中文之後好懂 XD
- 有些不好翻译的语句，就也不硬翻成中文了
还有打开 ${linux}/Documentation/riscv/features.rst 发现只有以下两行，看来这个 feature 应该是透过某种方式被自动产生出来，看来这篇翻译的 patch 并不是直接翻译就可以完成的。
```
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

.. kernel-feat:: $srctree/Documentation/features riscv
```
- 检视了文件内所提到的路径 $srctree/Documentation/features，发现有一个 list-arch.sh，猜测是在文件"编译"的过程中，会去执行这个脚本，而这个脚本就会去遍历 feature 资料夹中所有描述 feature 的档案，来确认哪些架构支援哪些功能，最後在 render 出这一个表格。
linux-doc 的 maintainer 终於回信了，他指出我并没有在适当的 index 档案内，加入新增的翻译档案，希望修正这些，并且提醒每次再送 patch 之前，要先 build 过，确认 make 的过程是可以正确结束的，再送 patch；的确是一个当头棒喝啊！前几天再送 patch 的时候，都只有跑过 checkpatch.pl，并没有实际把整个文件相关的档案都 build 过、检验过，确实不可取！
Kernel 的功能非常的多样，有的用在除错、有的用在效能分析，而各个项目相关的技术也是多如牛毛，所以想要成为一个 kernel 程序码的贡献者，说难吗？其实机会非常的多，看看这个表格 status 还是标示 TODO 的部分；但说简单吗？核心程序码的检验非常的严格，但的的确却不失为一个自我挑战的好机会！
这篇结束後，RISC-V 相关的文件就只剩下 PMU 了！在蒐集相关资料的过程中，发现在 RISC-V Task Group 有大量的讨论，而相关的 Spec 也在今年有了个样子，感觉对我来说会是个不那麽好懂的文件，可能会需要多点时间爬梳，所以接下来可能会留个几天，来仔细地看看这份文件，那麽我要先来去修前几天的 patch 罗！