better handling of very large memory maps
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Valutazione
- Difficoltà
- 5/5
- Tempo stimato
- Più di una settimana
- Idoneità per principianti
- 35/100
- Tipo di issue
- Bug
- Chiarezza
- Abbastanza chiara
- Stato di attività
- Ferma
- Stack tecnologico
- rust
- Ambito
- operating-systems, performance
Direzione di ricerca
Inizia con il codice indicato in src/main.rs e src/binary/level_4_entries.rs, quindi segui la logica di identity mapping del bootloader per le regioni della mappa di memoria del BIOS. Confronta i miglioramenti già verificati con le due proposte rimanenti: evitare i buchi ed escludere la regione riservata inutilizzabile agli indirizzi alti. Il lavoro è completato quando viene selezionata e implementata una strategia di mapping sicura, senza crash né lavoro non necessario all'avvio.
Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.
Descrizione
Currently, the bootloader has some issues handling BIOS memory maps that contain very high addresses, such as around the 1TB mark, and/or very large regions (in excess of 500 GB). Depending on the bootloader version and configuration, memory maps with high addresses or large regions may result in crashes or degrade boot performance significantly.
In particular, the following issues have been observed:
- v0.9.x of
bootloadercontains an assertion that may be triggered when the memory map contains an address too big for a single PML4 entry if themap_physical_memoryfeature flag is enabled: https://github.com/rust-osdev/bootloader/blob/42da77b47558478c5a948d27cac80767b484eacc/src/main.rs#L289-L291 (see also phil-opp/blog_os#1138) - v0.10.x of
bootloaderdoesn't contain that assertion, but does have offset selection code that assumes no region will require multiple PML4 entries: https://github.com/rust-osdev/bootloader/blob/ac46d0455b41c11e5d316348d068df1c495ce0af/src/binary/level_4_entries.rs#L172-L174 - v0.10.x of
bootloaderexhibits very long boot times when a memory map contains a reserved region at a ~1TB offset. This is because the bootloader will identity map all pages up to the highest reserved address in the memory map using 4K pages, and does this twice (once for the bootloader itself, and a second time when setting up physical memory mappings for the kernel). This results in a very slow boot process.
These issues are relevant because AMD systems with an IOMMU have a reserved hole close to the 1TB mark. In recent QEMU versions (>= v7.1.0), QEMU will report this region as reserved in its e380 BIOS memory map, resulting in assertion failures or boot performance degradation. I would assume this would cause issues when booting on real AMD hardware, as well.
Some changes that would improve how bootloader handles high addresses in the memory map (many of which were suggested by @phil-opp on Gitter):
- Change the automatic offset selection to support regions that need multiple entries in the level 4 page table (v0.9.x, v0.10.x, and probably v0.11.x)
- Don't identity map reserved regions at all when performing the initial identity mapping for the bootloader itself (v0.10.x and probably v0.11.x)
- The framebuffer would still need to be identity mapped so that the bootloader can write to it.
- Use 2MB rather than 4KB pages when identity mapping the kernel address space, which would improve performance (v0.10.x and v0.11.x)
- Consider not identity mapping holes in the memory map at all, only the reserved regions that would need to be mapped for the kernel. This way, we wouldn't map every page between the second-highest reserved region and the 1TB hole on AMD systems.
- Consider not identity mapping that specific reserved region, at all. It's an unusable hole, not a MMIO region or BIOS structure that the kernel would actually want to access...
- Lingua principale
- Rust
- Stelle
- 1.7k
- Fork
- 240
- Metriche di merge delle PR
- Nessuna PR unita negli ultimi 30g
Preparare l'ambiente
Non abbiamo ancora controllato i file di configurazione di questo progetto. Parti dal suo README e consulta la nostra guida al primo contributo per i passaggi generali.
Come iniziare
- Leggi tutta la issue e poi la guida ai contributi del progetto.
- Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
- Fai un fork del repository e lavora su un branch.
- Apri una pull request che faccia riferimento al numero della issue.
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