В Linux подкрутили код ACPI, замедлявший работу систем AMD Zen 3

В Linux подкрутили код ACPI, замедлявший работу систем AMD Zen 3

В ядро Linux внесены исправления, призванные ограничить использование устаревшего приема — фиктивной операции ожидания, тормозящей CPU при его переводе в состояние сна. Современные системы AMD и Intel не нуждаются в такой помощи, более того, при определенных рабочих нагрузках трюк, в котором нет необходимости, может вызвать существенное снижение производительности.

В 2002 году в Linux была добавлена поддержка стандарта ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), согласно которому управление энергопотреблением осуществляется на уровне операционной системы. Спецификации предусматривают возможность перевода устройства в состояние сна разной степени, а также использование технологий мгновенной готовности (пробуждение по сигналу).

Однако некоторые чипсеты оказались неспособными быстро реагировать на сигнал STPCLK# (stop-clock, вызывает состояние функционирования C2, при котором питание процессора отключается, но регенерация ОЗУ продолжается; для возврата в рабочий режим требуется время). В связи с этим был придуман обходной маневр — имитация ожидания, при которой система просто считывает данные ввода-вывода, задерживая обработку инструкций.

Соответствующий код появился в Linux вместе с поддержкой ACPI и присутствует до сих пор. Современные процессоры Intel его не используют, так как давно засыпают с помощью инструкции MWAIT — ее использование обеспечивает более тонкое управление энергопотреблением неактивного состояния (их семь против трех по ACPI).

Чипсетам AMD фейковая операция ожидания тоже больше не требуется, однако для них альтернативы нет. В то же время трюк двадцатилетней давности при определенных условиях может оказаться губительным. Недавнее исследование показало, что он может сильно замедлить работу AMD Zen 3 при рабочих нагрузках Linux с быстрым переключением состояний занятости и простоя. Падение производительности особенно заметно на платформах Ryzen Threadripper и EPYC, которые используют многоядерные процессоры.

Во избежание таких потерь был предложен патч для Linux, который лимитирует использование потерявшего актуальность кода: он пускается в ход только на старых платформах (в случае с Intel это системы с микроархитектурой древнее Nehalem). Концепцию заплатки подхватил Линус Торвальдс; в итоге долгожданный фикс был добавлен в новую сборку ядра Linux (6.0), выпуск которой запланирован на 2 октября.

Anti-Malware Яндекс ДзенПодписывайтесь на канал "Anti-Malware" в Telegram, чтобы первыми узнавать о новостях и наших эксклюзивных материалах по информационной безопасности.

Новый способ перепрограммирования NES Tetris, не выходя из игры

Специалисты обнаружили новый метод перепрограммирования NES Tetris, который может помочь любителям набирать очки избежать сбоев в игре.

Ранее в этом году стало известно, что один из игроков классического «Тетриса» впервые нажал на «kill screen» игры, активировав «аварийный режим» после невероятного 40-минутного прохождения 1 511 строк.

«Экран убийства» — это уровень в компьютерной игре, который удерживает игрока от продолжения игры из-за ошибки в реализации. Вместо того, чтобы завершаться нормально, игра заикается, сбрасывается или вызывает другие ошибки, препятствующие ей.

Некоторые игроки используют этот «экран убийства» и ряд сложных манипуляций с памятью, чтобы закодировать новое поведение в версиях NES Tetris, работающих на немодифицированном оборудовании и картриджах.

Ещё с 2021 года было известно о базовом методе внедрения внешнего кода в NES Tetris, когда игроки исследовали декомпилированный код игры.

Совсем недавно Displaced Gamers выложили видео, где подробно рассказывается, как перепрограммировать «Тетрис», играя в него, с помощью кодирования в таблице высоких результатов.

 

Сбой в NES Tetris происходит, когда обработчик очков в игре слишком долго подсчитывает баллы между кадрами, что может произойти после 155-го уровня. При данной задержке часть управляющего кода прерывается процедурой записи нового кадра, что заставляет его переходить в непредусмотренную часть оперативной памяти игры в поисках следующей инструкции.

Зачастую именно это неожиданное прерывание является причиной перескакивания кода в самую глубь оперативной памяти, где «мусорные» данные считываются как код, что приводит к ошибке в игре.

Именно этим «прыжком» игроки научились управлять с помощью того, как Tetris обрабатывает потенциальные вводы при запуске на японской версии консоли Famicom.

Японская Famicom оснащается двумя контроллерами, подключаемыми к устройству, в отличие от американской Nintendo Entertainment System (NES). Через порт расширения на передней панели системы игроки могут подключить контроллеры сторонних производителей.

Код игры Tetris считывает входные данные с этого «дополнительного» порта контроллера, к которому можно подключить два дополнительных стандартных контроллера NES с помощью адаптера.

Оказывается, что область оперативной памяти, которую Tetris использует для обработки дополнительного входа контроллера, также применяется для расположения в памяти той процедуры перехода кода, описанной ранее.

Таким образом, когда эта процедура перехода будет прервана в результате сбоя, в этой оперативной памяти будут храниться данные, представляющие кнопки, нажимаемые на контроллерах. Это дает игрокам потенциальный способ контролировать, куда именно отправится игровой код после сбоя.

Интересно, что код перехода отправляется в область оперативной памяти, в которой хранятся имена и оценки для списка высоких результатов игры, что предоставляет еще большую поверхность оперативной памяти, которой может манипулировать непосредственно игрок.

Если поставить «(G» в целевую часть таблицы высоких результатов B-Type, то можно заставить игру перейти в другую область таблицы высоких результатов, где она начнет последовательно считывать имена «голым металлическим» кодом, где буквы и цифры представляют собой операционные коды для процессора NES.

В области ввода имени могут быть использованы лишь 43 возможных символа и 10 различных цифр, которые могут быть частью высокого балла. Это означает, что только небольшая часть доступных инструкций опкода NES может быть «закодирована» в таблицу высоких результатов, используя доступную поверхность атаки.

Displaced Gamers удалось написать короткий фрагмент кода, который можно перевести в данные таблицы высоких результатов. Эта простая процедура ставит два нуля в верхних цифрах счета игры, уменьшая время обработки счета, которое в противном случае привело бы к сбою.

Из-за отсутствия системы сохранения, работающей от аккумулятора, все эти высокие баллы придется набирать хакерам каждый раз, когда они будут включать Tetris на стартовой NES.

Ограниченное пространство в таблице высоких результатов также не оставляет места для прямого кодирования сложных программ поверх реального кода Tetris.

Anti-Malware Яндекс ДзенПодписывайтесь на канал "Anti-Malware" в Telegram, чтобы первыми узнавать о новостях и наших эксклюзивных материалах по информационной безопасности.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru