🆚 👧🏾 🤸🏽 ग्राफिक्स कार्ड ड्राइवर: तो किसका बग? 🚐 🚣🏽 🧙🏽

हाल के एक लेख ने इस सामग्री की तैयारी को प्रेरित किया "एक वीडियो कार्ड ड्राइवर बग प्रकट कर सकता है जो गुप्त मोड में देखा गया था ।" यह लेख किसी भी (समाप्त) सहित प्रक्रिया से संबंधित छवि प्रदर्शित करने के लिए तुच्छ तरीके से प्रकाशित होने के बाद पैदा हुआ था, संभवतः जानकारी की रक्षा करने के दावे भी।

चूंकि मैं ग्राफिक ड्राइवरों के विकास में भी शामिल हूं, इसलिए, मैं संक्षेप में बताने की कोशिश करूंगा कि मूल बग रिपोर्ट के लेखक के साथ क्या गलत है, समस्या की जिम्मेदारी क्या है और इसे कैसे हल किया जा सकता है।

ऑपरेटिंग सिस्टम, इसके संबंधित सिस्टम API और ग्राफिक अनुप्रयोगों को विकसित करने के लिए एप्लिकेशन इंटरफेस के बावजूद, एक मनमाना वीडियो कार्ड ड्राइवर निम्नलिखित सिस्टम-वाइड कार्यों को हल करता है:

प्रदर्शन नियंत्रक की शुरुआत ( वीडियो मोड की स्थापना, जीपीयू पोर्ट का प्रबंधन, एक / कई स्वतंत्र चित्र बनाने, ... );
पता योग्य स्मृति प्रबंधन ( कमांड कतार, रैखिक / टाइल पते, सतह आवंटन, पता अनुवाद तालिकाओं, PCI एपर्चर एक्सटेंशन, ... );
2 डी त्वरण ( कर्सर, हार्डवेयर परतें, अल्फा / क्रोमा कुंजियाँ, ROP, आदिम, ... );
3D त्वरण ( OpenGL, OpenGL ES / EGL, OpenVG / EGL, OpenCL, Open * );
वीडियो डिकोडिंग / ऑडियो प्लेबैक / ईडीआईडी घटाव / फ्रेम बफर संपीड़न, ...

प्रत्येक चरण में लागू किए गए कार्यों के समाधान के दृष्टिकोण लंबे समय से स्थापित प्रथाओं के लिए कम हो गए हैं। यह सिर्फ विभिन्न निर्माताओं के उपकरणों पर संकेतित समस्या के पुनरुत्पादन की व्याख्या करता है। आगे देखते हुए, मैं कह सकता हूं कि आप इंटेल नियंत्रकों पर एक समान प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं। बग रिपोर्ट के लेखक ने समाधान के ढांचे के भीतर बिल्कुल सटीक रूप से निर्धारित किया है कि किस समस्या का प्रभाव उत्पन्न होता है - पता योग्य स्मृति प्रबंधन।

मेमोरी प्रबंधन

ड्राइवर जो मुख्य इकाई इस स्तर पर काम कर रहा है वह सतह है। एक सतह को आम तौर पर वीडियो या रैम का एक निरंतर टुकड़ा कहा जाता है जिसका उपयोग किसी एप्लिकेशन द्वारा एक छवि बनाने के लिए किया जाता है। उन नियंत्रकों के लिए जिनकी स्वयं की मेमोरी नहीं है, रैम से आवंटित एक संसाधन एड्रेस ट्रांसलेशन टेबल (ग्राफिक्स ट्रांसलेशन टेबल, जीटीए) के माध्यम से पता योग्य बन सकता है। अन्यथा, छवि को केवल वीडियो मेमोरी में सतह को कॉपी करते समय प्रदर्शित किया जा सकता है, या तो डीएमए नियंत्रक के माध्यम से, यदि कोई हो, या सीपीयू संसाधनों के कारण।

वास्तव में, यहां तक कि ज्यादातर मामलों में अपनी स्वयं की असतत स्मृति वाले नियंत्रक भी इसे जीटीटी के माध्यम से संबोधित करते हैं, क्योंकि इस तरह से रैखिक या टाइल पते प्रदान करने के लिए केंद्रीय प्रोसेसर टीएलबी के साथ सादृश्य द्वारा वर्चुअल एड्रेस स्पेस बनाना संभव है। प्रत्येक मामले में संबोधित करने की विधि ड्राइवर को निर्धारित करती है और इस लेख के ढांचे में उनके बीच कोई बुनियादी अंतर नहीं है।

स्रोत लेख से वीडियो मेमोरी में टाइल एड्रेसिंग का उदाहरण

ग्राफिक्स कंट्रोलर ड्राइवर OS के लिए GPU कार्यक्षमता का इंटरफ़ेस है, इससे अधिक कुछ नहीं। सूचना के संरक्षण को सुनिश्चित करने के लिए सभी कार्यों को इसके लिए जिम्मेदार किसी भी उच्च स्तर पर सौंपा गया है। इसके लिए, ड्राइवरों के पास सभी उपलब्ध कार्यक्षमता हैं, इसका उपयोग करने की इच्छा होगी।

तो, कुछ क्लाइंट ड्राइवर के अनुरोध पर, ओएस इसके लिए सतहों का एक सेट (आवंटित) करता है। चूंकि, लेखक के अनुसार, छवि का विखंडन अपेक्षाकृत दुर्लभ है, हम तर्क दे सकते हैं कि इन मामलों में अक्सर टाइल पते का उपयोग नहीं किया जाता है। रैखिक संबोधन के साथ, प्रत्येक सतह को मुख्य रूप से नियंत्रक मेमोरी के वर्चुअल एड्रेस स्पेस की शुरुआत से ऑफसेट द्वारा विशेषता है। स्मृति को आवंटित करते समय, ड्राइवर ओएस को बिल्कुल इस ऑफसेट को वापस कर देता है, जो एक मुफ्त मेमोरी ब्लॉक से मेल खाती है जो सतह को एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर द्वारा अनुरोधित विशेषताओं के साथ समायोजित कर सकता है। इस स्थिति में, ड्राइवर केवल निम्न क्रियाएं करता है: वर्चुअल मेमोरी पेजों के आगे उपयोग के लिए GTT को संशोधित करता है, भौतिक पतों के संरेखण के लिए आवश्यकताओं के अनुपालन की निगरानी करता है,सतह पर एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के उपयोग की व्यवस्था को परिभाषित करता है (पीसीआई / जीपीयू एपर्चर, एपर्चर के बाहर भौतिक पते से, मक्खी पर जीटीटी विस्तार), अपनी जरूरतों के लिए मेमोरी का एक हिस्सा आरक्षित करता है।

पूर्वगामी के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि उपलब्ध नियंत्रक मेमोरी की कुल मात्रा और आवश्यक सतह विशेषताओं के बारे में जानकारी होने से, सभी नियंत्रकों के लिए ऑफसेट निर्धारण उसी तरह से हल किया जा सकता है। व्यवहार में, यह मामला है (विभिन्न यूनिक्स-जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम के साथ अनुभव द्वारा निर्देशित): ओएस एक सिस्टम सेवा / पुस्तकालय प्रदान करता है जो पहले से उपयोग किए जाने वाले मेमोरी ब्लॉकों की सूची संग्रहीत करता है और आपको इस लाइब्रेरी के भीतर तार्किक बैकअप के लिए पहले उपलब्ध ऑफसेट की गणना करने की अनुमति देता है। उसी समय, मेमोरी ब्लॉक तक पहुंच के तंत्र के बारे में ड्राइवर से जानकारी होने पर, ओएस आमतौर पर साझा / इंटरसेक्टिंग सतहों के एक ही भौतिक पते पर एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर बनाने की अनुमति देता है।

यदि ड्राइवर सतहों को स्पष्ट रूप से नियंत्रित नहीं करता है, तो त्वरण को कैसे लागू किया जाता है?

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मूल समस्या पर लौटना

निश्चित रूप से इस बिंदु पर, कई लोग पहले ही अनुमान लगा चुके हैं कि आलोचना क्या घटती है। विभिन्न अनुप्रयोगों को निष्पादित करते समय, ओएस अपनी आवश्यकताओं के लिए वीडियो ड्राइवर की सतह के लिए पूछता है और उन्हें पुन: उपयोग करता है क्योंकि मेमोरी मुक्त हो जाती है (प्रक्रिया समाप्ति)। उसी समय, ड्राइवर को यह पता नहीं चल सकता है कि कुछ मेमोरी ब्लॉक को तत्काल रीसेट करने की आवश्यकता है, क्योंकि इसकी कुछ सुरक्षा आवश्यकताएं हैं और कोई अन्य लिंक नहीं है। मेमोरी को शून्य करना एक आयत भरने वाले हार्डवेयर का एक तुच्छ कार्य है।

वास्तव में, बग रिपोर्ट प्रकाशित करने के लिए लिखा गया परीक्षण बेमानी है। सामान्य स्थिति में (जब वीडियो मेमोरी पीसीआई / जीपीयू एपर्चर में फिट होती है), तो यूनिक्स जैसी प्रणालियों के लिए कोई एप्लिकेशन एपीआई की आवश्यकता नहीं होती है। यह "lspci" उपयोगिता के आउटपुट से ज्ञात ऑफसेट का उपयोग करके संपर्क करने के लिए पर्याप्त है।

इंटेल नियंत्रकों के लिए, स्थिति अलग है, लेकिन ज्यादा नहीं। चूंकि नियंत्रक की अपनी मेमोरी नहीं है, इसलिए RAM से मेमोरी के आवंटन के साथ मक्खी पर GTT बनता है। सतह को फिर से आवंटित करते समय, यह केवल रैम ब्लॉक के वास्तविक स्थान के साथ भाग्यशाली नहीं हो सकता है, यह देखते हुए कि इस मामले में ओएस वर्चुअल एड्रेसिंग तंत्र पहले से ही एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

कई समाधान हैं, और मुझे विश्वास है कि निष्कर्ष स्पष्ट होगा:

ड्राइवरों के सभी निर्माताओं को मौजूदा सतहों के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए अनावश्यक कार्यक्षमता को लागू करना चाहिए ( साझा सतहों को नियंत्रित करने का प्रश्न खुला रहता है );
ओएस को इस या उस एप्लिकेशन की आवश्यकता की निगरानी करनी चाहिए ( यह या तो संरक्षित सतहों का एक निश्चित अंकन है, या रैम और वीडियो मेमोरी में किसी भी सतहों की अत्यधिक शून्यकरण है );
एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर को सही ढंग से स्वयं के बाद साफ करना चाहिए, क्योंकि यह सूचना सुरक्षा में शामिल होने का दावा करता है।

उम्मीद है कि नोट दिलचस्प था।

ग्राफिक्स कार्ड ड्राइवर: तो किसका बग?

मेमोरी प्रबंधन

मूल समस्या पर लौटना

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