Релиз гипервизора Xen 4.11
После семи месяцев разработки состоялся релиз свободного гипервизора Xen 4.11. По сравнению с прошлым выпуском в Xen 4.11 внесено 1206 изменений. В разработке нового выпуска приняли участие такие компании, как Citrix, SUSE, ARM, AMD, Intel, Amazon, Google, Oracle, EPAM Systems, Huawei, DornerWorks и Qualcomm.
Ключевые изменения в Xen 4.11:
- Продолжена работа по усовершенствованию ABI-интерфейса PVH, комбинирующего элементы режимов паравиртуализации (PV) для ввода/вывода, обработки прерываний, организации загрузки и взаимодействия с оборудованием, с применением полной виртуализации (HVM) для ограничения привилегированных инструкций, изоляции системных вызовов и виртуализации таблиц страниц памяти. Гостевые системы в режиме PVH содержат меньше критичного кода по сравнению с PV и HVM, а интерфейс между операционной системой и гипервизором значительно проще и менее подвержен атакам.
В новом выпуске добавлена экспериментальная поддержка PVH Dom0, активируемая при вызове Xen c опцией "dom0=pvh". До сих пор запуск в качестве Dom0 был возможен только для гостевых систем в режиме PV. Гостевые системы в режиме HVM требуют выполнения компонентов QEMU на стороне Dom0 для эмуляции оборудования, что не позволяет использовать их как Dom0. Гостевые системы PVH не требуют для своего выполнения компонентов, помимо гипервизора, поэтому они как и гостевые системы PV могут загружаться в условиях, когда не запущено других гостевых систем, и могут выполнять функции базового окружения Dom0. Применение PVH Dom0 существенно повышает безопасность конфигураций Xen, так как по сравнению с PV позволяет исключить при работе примерно 1.5 млн строк кода QEMU. Работа PVH Dom0 пока доступна только в Linux и FreeBSD;
- В гипервизор добавлена встроенная поддержка эмуляции конфигурации PCI, которая ранее предоставлялась через внешний обработчик из QEMU;
- Добавлена прослойка для обеспечения запуска немодифицированных паравиртуализированных гостевых систем (PV) в окружении PVH, что позволяет обеспечить работу старых гостевых систем в более безопасных окружениях, ограниченных режимом PVH;
- Производительность планировщиков Credit1 и Credit2 оптимизирована для работы в условиях эксклюзивной и мягкой (soft-affinity) привязки виртуальных CPU (vCPU) к физическим ядрам CPU (pCPU);
- Добавлены новые вызовы DMOP (Device Model Operation Hypercall) для работы консоли VGA при использовании QEMU, запущенном в режиме изоляции, позволяющем защититься от атак на гипервизор в случае компрометации компонентов QEMU;
- На системах с процессорами на базе архитектуры Skylake и новее включена поддержка расширения MBA (Memory Bandwidth Allocation), позволяющего снизить негативное влияние на систему перегруженных виртуальных машин за счёт применения системы урезания ресурсов на основе выделенного бюджета;
- В эмулятор x86 добавлена поддержка наборов инструкций Intel AVX и AVX2, а также AMD F16C, FMA4, FMA, XOP и 3DNow;
- В систему привязки ресурсов для гостевых систем добавлена возможность маппинга таблиц доступа к памяти (Grant table) и серверных страниц IOREQ;
- Для систем на базе архитектуры ARM переработана поддержка VGIC и проведён рефакторинг обработчиков таблиц страниц памяти, подсистем работы с памятью и поддержки платформ big.LITTLE для упрощения сопровождения кода. Добавлена поддержка интерфейсов PSCI 1.1 (Power State Coordination Interface) и SMCCC 1.1 (Secure Monitor Call Calling Conventions);
- Добавлены механизмы для блокирования уязвимостей в механизме спекулятивного выполнения инструкций в процессорах: для защиты от уязвиомости Meltdown добавлен механизм XPTI (эквивалент добавленной в ядро Linux техники KPTI (Kernel Page Table Isolation). Для защиты от Spectre задействованы инструции IBRS (Indirect Branch Restricted Speculation) и IBPB (Indirect Branch Prediction Barriers), а для систем без их поддержки предложена техника Retpoline. Также добавлены методы для защиты от атак Spectre 4 и Lazy FP. Для управления включением методов защиты предложена новая опция spec-ctrl;
- В будущих выпусках ожидается стабилизация PVH Dom0, поддержка проброса PCI-устройств в гостевые системы PVH и возможность сборки PV- и HVM-версий Xen.