{"id":102933,"date":"2022-01-10T15:36:38","date_gmt":"2022-01-10T13:36:38","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/%d1%80%d0%b5%d0%bb%d0%b8%d0%b7-%d1%8f%d0%b4%d1%80%d0%b0-linux-5-16"},"modified":"2022-01-10T15:36:38","modified_gmt":"2022-01-10T13:36:38","slug":"reliz-yadra-linux-5-16","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/news\/reliz-yadra-linux-5-16","title":{"rendered":"Udgivelse af Linux kerne 5.16","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Efter to m\u00e5neders udvikling pr\u00e6senterede Linus Torvalds udgivelsen af Linux-kernen 5.16. Blandt de mest bem\u00e6rkelsesv\u00e6rdige \u00e6ndringer er systemopkaldet futex_waitv for at forbedre ydeevnen af Windows-spil i Wine, fejloverv\u00e5gning i filsystemet via fanotify, konceptet med tomer i hukommelsesstyringssystemet, st\u00f8tte til processorinstruktioner AMX, muligheden for at reservere hukommelse til netv\u00e6rkssokler, st\u00f8tte i netfilter til klassificering af pakker p\u00e5 «egress»-stadiet, aktivering af DAMON-subsystemet for proaktiv udvisning af ubrugte hukommelsesomr\u00e5der, forbedring af h\u00e5ndtering af overbelastning ved store m\u00e6ngder skriveoperationer og st\u00f8tte til multi-drev h\u00e5rde diske. <\/p>\n
I den nye version er der accepteret 15415 rettelser fra 2105 udviklere, patchst\u00f8rrelsen er 45 MB (\u00e6ndringerne ber\u00f8rte 12023 filer, der er tilf\u00f8jet 685198 linjer kode og fjernet 263867 linjer). Cirka 44% af alle de pr\u00e6senterede \u00e6ndringer i 5.16 vedr\u00f8rer enhedsdrivere, cirka 16% af \u00e6ndringerne har relation til opdatering af kode specifik for hardwarearkitekturer, 16% vedr\u00f8rer netv\u00e6rksstakken, 4% - til filsystemer og 4% til interne kerne-subsystemer. <\/p>\n
Hovednyhederne i kernen 5.16: <\/p>\n
\n
DiskSubsystem, input\/output og filsystemer<\/b>\n
\n
Fanotify-mekanismen er blevet tilf\u00f8jet v\u00e6rkt\u00f8jer til overv\u00e5gning af tilstanden af filsystemet og sporing af fejl. Fejlinformation sendes via en ny type h\u00e6ndelse - FAN_FS_ERROR, som kan opfanges i k\u00f8rende milj\u00f8er i overv\u00e5gningssystemer for hurtig informationsdeling til administratoren eller til opstart af genopretningprocesser. Ved kaskadisk opst\u00e5en af en r\u00e6kke fejl sikrer fanotify levering af den f\u00f8rste fejls meddelelsen sammen med en samlet t\u00e6ller for problemer, for at lette den efterf\u00f8lgende analyse af \u00e5rsagerne til fejlen. St\u00f8tte til fejloverv\u00e5gning er indtil videre kun implementeret for Ext4-filsystemet.\n
Forbedret h\u00e5ndtering af skrive-overbelastninger, der opst\u00e5r, n\u00e5r m\u00e6ngden af skriveoperationer overstiger lagringskapaciteten, og systemet er n\u00f8dt til at blokere skriveanmodningerne, indtil tidligere anmodninger er afsluttet. I den nye version er mekanismen i kernen, der bruges til at indhente oplysninger om opst\u00e5ede overbelastninger og blokkering af opgaver, blevet fuldst\u00e6ndigt redesignet, da der i den gamle implementering blev observeret problemer med at kombinere h\u00e5ndteringen af skriveoverbelastninger med udskiftning af hukommelsessider til swap for ved mangel p\u00e5 hukommelse i systemet.\n
Btrfs har implementeret st\u00f8tte til zoneringsteknologi (Zoned Namespace), der anvendes i harddiske eller NVMe SSD'er til at opdele lagringsomr\u00e5det i zoner, som best\u00e5r af grupper af blokke eller sektorer, hvor der kun er tilladt sekventiel tilf\u00f8jelse af data med opdatering af hele gruppen af blokke. Derudover er der foretaget sm\u00e5 optimeringer af inode-logging, hvilket har \u00f8get throughput med 3% i dbench-testen og reduceret ventetiderne med 11%. Mekanismen til katalog-logging er blevet redesignet, hvor antallet af s\u00f8geoperationer og l\u00e5sninger i tr\u00e6et er reduceret for at \u00f8ge effektiviteten. Inds\u00e6ttelse af elementer i btree-strukturen er blevet accelereret i batch-mode (tiden for massedatas\u00e6t er reduceret med 4%, og slettene med 12%). Begr\u00e6nset st\u00f8tte til brug af komprimering ved skrivning af ufuldst\u00e6ndige sider er blevet tilf\u00f8jet, ligesom muligheden for defragmentering af under-sider (subpage). Der er blevet forberedt tilf\u00f8jelse af st\u00f8tte til den anden version af protokollen for kommandoen «send».\n
I XFS-filsystemet er hukommelsesforbruget blevet reduceret ved brug af separate slab-caches til ofte anvendte elementer og ved at reducere visse datastukturer.\n
I Ext4-filsystemet er der kun registreret fejlrettelser og en mere pr\u00e6cis beregning af parametrene for forsinket initialisering af inode-tabellen.\n
P\u00e5 blokniveau er der implementeret optimeringer, der v\u00e6sentligt \u00f8ger effektiviteten af bindingen af operationer til CPU-kerner.\n
Der er tilf\u00f8jet indledende underst\u00f8ttelse af harddiske med flere uafh\u00e6ngige drev (multi-actuator), hvilket giver mulighed for at tilg\u00e5 flere sektioner i forskellige zoner p\u00e5 den magnetiske plade samtidig.\n
Der er tilf\u00f8jet en ny ioctl-kommando CDROM_TIMED_MEDIA_CHANGE til at afg\u00f8re medieskiftbegivenheder i optiske drev.\n
Filsystemet EROFS (Enhanced Read-Only File System) har f\u00e5et mulighed for at arbejde p\u00e5 tv\u00e6rs af flere lagringsenheder. Forskellige enheder kan afspejles i et enkelt 32-bit adresseomr\u00e5de for blokke. Der er ogs\u00e5 tilf\u00f8jet support for kompression ved hj\u00e6lp af LZMA-algoritmen.\n
I F2FS-filsystemet er der tilf\u00f8jet monteringsmuligheder til at styre fragmentering af filer ved placering i lageret (for eksempel til fejlfinding af optimeringer ved arbejde med fragmenterede lagre).\n
I CEPH er operationer til oprettelse og sletning af mapper som standard inkluderet i asynkrone tilstand (for at genoprette den gamle opf\u00f8rsel skal flaget ‘-o wsync’ bruges ved montering). Der er tilf\u00f8jet registrering af metrics, der sporer operationer til kopiering af eksterne objekter.\n
I CIFS er der tilf\u00f8jet en monteringsparameter tcpnodelay, som s\u00e6tter netv\u00e6rkssocketen i tcp_sock_set_nodelay-tilstand, der deaktiverer ventetid p\u00e5 fyldning af k\u00f8 i TCP-stakken. Der er tilf\u00f8jet support for indlejrede DFS Link (Distributed File System) ved remontering.\n
Support for afslutning af foresp\u00f8rgsler til blokenheder i batch-tilstand er blevet tilf\u00f8jet. Test af \u00e6ndringen viste en stigning i intensiteten af tilf\u00e6ldige l\u00e6seoperationer fra Optane-lagringsenheder fra 6,1 til 6,6 millioner IOPS p\u00e5 en enkelt CPU-kerne. <\/ul>\n
Hukommelse og systemtjenester<\/b>\n
\n
En ny systemopkald futex_waitv er blevet tilf\u00f8jet, hvilket muligg\u00f8r overv\u00e5gning af tilstanden for flere futexer med \u00e9t systemopkald. Denne funktionalitet minder om den tilg\u00e6ngelige funktion i Windows, WaitForMultipleObjects, hvis emulering via futex_waitv kan v\u00e6re nyttig til at forbedre ydeevnen af Windows-spil, der k\u00f8res under Wine eller Proton. Derudover kan samtidig venten p\u00e5 futexer ogs\u00e5 anvendes til at optimere ydeevnen af indf\u00f8dte spil til Linux.\n
Implementeringen af memory page folios-koncepter betyder, at de kan accelerere hukommelsesstyring under typiske belastninger i nogle af kerne-systemernes subsystemer. I \u00f8jeblikket er den prim\u00e6re hukommelsesstyringssubsystem allerede blevet konverteret til folios, ligesom implementeringen af page cache, og i fremtiden er der planer om at overs\u00e6tte filsystemer. Der er ogs\u00e5 planer om at tilf\u00f8je support til multipage folios i kernen.\n
Folios ligner sammenlagte hukommelsessider (compound pages), men adskiller sig ved forbedret semantik og en klarere arbejdsgang. Til styring af systemhukommelsen opdeles det tilg\u00e6ngelige RAM i hukommelsessider, hvis st\u00f8rrelse afh\u00e6nger af arkitekturen, men p\u00e5 x86-systemer m\u00e5les den i kilobyte (normalt 4096 byte). Moderne systemer er udstyret med titusinder af gigabyte RAM, hvilket komplicerer hukommelsesstyring p\u00e5 grund af behovet for at h\u00e5ndtere et stort antal hukommelsessider. For at reducere antallet af sider blev der tidligere implementeret en koncept for sammenlagte sider (compound pages) i kernen med strukturer, der d\u00e6kker mere end \u00e9n fysisk hukommelsesside. Men API'en til manipulation af sammenlagte hukommelsessider efterlod meget at \u00f8nske og f\u00f8rte til ekstra omkostninger. <\/p>\n
Der er tilf\u00f8jet en handler til opgaveplanl\u00e6ggeren, som tager h\u00f8jde for cache-klustering i CPU'en. I nogle processorer, s\u00e5som Kunpeng 920 (ARM) og Intel Jacobsville (x86), kan et bestemt antal CPU-kerner, typisk 4, dele L3 eller L2 cache. At tage h\u00f8jde for s\u00e5danne topologier kan betydeligt \u00f8ge effektiviteten af opgavefordelingen mellem CPU-kernerne i opgaveplanl\u00e6ggeren, da flytning af opgaver inden for en enkelt CPU-klynge kan \u00f8ge hukommelsesadgangens b\u00e5ndbredde og mindske konkurrencen i cachen.\n
Der er tilf\u00f8jet st\u00f8tte til AMX-instruktioner (Advanced Matrix Extensions), implementeret i de kommende Intel Xeon Scalable serverprocessorer under kode-navnet Sapphire Rapids. AMX introducerer nye konfigurerbare TMM-registre «TILE» og instruktioner til datamanipulation i disse registre, s\u00e5som TMUL (Tile matrix MULtiply) til matrixmultiplikation.\n
Implementeret flere nye funktioner baseret p\u00e5 det i sidste udgave tilf\u00f8jede DAMON (Data Access MONitor) subsystem, der muligg\u00f8r overv\u00e5gning af adgang til data i RAM i forhold til den valgte proces, der k\u00f8rer i brugerrummet. For eksempel giver subsystemet mulighed for at analysere, hvilke specifikke hukommelsesomr\u00e5der processen har haft adgang til gennem sin drift, og hvilke hukommelsesomr\u00e5der der forblev ubenyttede.\n
\n
DAMON_RECLAIM til identifikation og frigivelse af hukommelsesomr\u00e5der, der ikke er blevet tilg\u00e5et. Mekanismen kan bruges til proaktivt at bl\u00f8de frigive hukommelsessider, n\u00e5r man n\u00e6rmer sig udt\u00f8mning af ledig hukommelse.\n
DAMOS (Data Access Monitoring-based Operation Schemes) til anvendelse af de angivne operationer madvise(), s\u00e5som frigivelse af ekstra ledig hukommelse, til hukommelsesomr\u00e5der fra den proces, hvor der registreres en bestemt tilgangsfrekvens. Parametrene for DAMOS konfigureres gennem debugfs.\n
Mulighed for overv\u00e5gning af det fysiske adresseomr\u00e5de i hukommelsen (tidligere kunne man kun overv\u00e5ge virtuelle adresser). <\/ul>\n
Implementeringen af zstd-kompressionsalgoritmen er opdateret til version 1.4.10, hvilket har \u00f8get ydeevnen i forskellige dele af kernen, hvor kompression anvendes (for eksempel er udpakningen af kernelbilledet blevet 35% hurtigere, ydeevnen ved udpakning af komprimerede data i Btrfs og SquashFS er steget med 15%, og i ZRAM med 30%). Oprindeligt blev der i kernen anvendt en separat version af zstd baseret p\u00e5 version 1.3.1, der blev udgivet for mere end tre \u00e5r siden og ikke inkluderede mange vigtige optimeringer. Udover overgangen til den aktuelle version g\u00f8r den tilf\u00f8jede patch det ogs\u00e5 nemmere at synkronisere med upstream-branch'en af zstd, hvilket muligg\u00f8r generering af kode til inkludering i kernen direkte fra den prim\u00e6re zstd-repository. Fremover planl\u00e6gger man at opdatere zstd-koden i kernen i takt med, at nye versioner af zstd-biblioteket bliver tilg\u00e6ngelige.\n
Der er foretaget en omfattende forbedring af eBPF-subsystemet. Der er tilf\u00f8jet mulighed for at kalde funktioner fra kernelmoduler i BPF-programmer. Funktionen bpf_trace_vprintk() er implementeret, som adskiller sig fra bpf_trace_printk() ved at tillade udskrivning af mere end tre argumenter ad gangen. En ny datalagringsstruktur (BPF map) i form af en bloom filter er blevet tilf\u00f8jet, hvilket muligg\u00f8r brug af denne sandsynlighedsdatastruktur til at bestemme tilstedev\u00e6relsen af et element i en m\u00e6ngde. Der er tilf\u00f8jet en ny attribut BTF_KIND_TAG, som kan anvendes i BPF-programmer til at binde tags til funktionsparametre, eksempelvis for at forenkle fejlfinding i brugerprogrammer. I libbpf er det tilladt at oprette egne sektioner .rodata.* \/ .data.*, underst\u00f8ttelse af tracing events uprobe og kprobe er implementeret, og der er tilf\u00f8jet en API til at kopiere alle typer BTF fra et objekt til et andet. St\u00f8tte til AF_XDP er blevet flyttet fra libbpf til et separat bibliotek, libxdp. Der er implementeret en JIT-kompilator for BPF-maskinen til MIPS-arkitekturen.\n
For ARM64-arkitekturen er der implementeret underst\u00f8ttelse af ARMv8.6-erweiterungen til timeren, inklusive evner, der muligg\u00f8r selvsynkronisering af systemregistre uden brug af ISB-instruktioner.\n
For PA-RISC-arkitekturen er der implementeret mulighed for at anvende KFENCE-mekanismen til at afsl\u00f8re fejl ved h\u00e5ndtering af hukommelse, samt tilf\u00f8jet st\u00f8tte til KCSAN-race condition detektoren.\n
Muligheden for at konfigurere adgangsrettigheder til tracefs p\u00e5 niveau med individuelle brugere og grupper er blevet givet, for eksempel kan adgangen til tracing-v\u00e6rkt\u00f8jer nu kun tillades for medlemmer af en bestemt gruppe. <\/ul>\n
Virtualisering og sikkerhed<\/b>\n
\n
I io_uring- og device-mapper-subsystemerne er der blevet implementeret st\u00f8tte til at generere revisionsbegivenheder. I io_uring er det muligt at styre adgangen gennem LSM-moduler. Der er tilf\u00f8jet mulighed for at revidere systemopkaldet openat2().\n
Koden i kernen er helt fri for uafbrudte udtryk case i switch (uden return eller break efter hvert case-blok). Ved opbygning af kernen vil man nu kunne anvende tilstanden \u00ab-Wimplicit-fallthrough\u00bb.\n
\u00c6ndringer er inkluderet for at stramme gr\u00e6nsekontrol ved udf\u00f8relse af memcpy()-funktionen.\n
I gr\u00e6nsefladen til asynkron ind-\/udgang io_uring er der implementeret mulighed for at anvende sikkerhedspolitikker, som er defineret af SELinux- og Smack-moduler til ind-\/udgangsoperationer.\n
I IMA-system (Integrity Measurement Architecture), der giver en ekstern tjeneste mulighed for at verificere tilstanden af kernekomponenterne for at sikre deres autenticitet, er der implementeret en mulighed for at anvende regler baseret p\u00e5 gruppeidentifikatoren (GID), som filen tilh\u00f8rer, eller som brugeren, der tilg\u00e5r filen, indg\u00e5r i.\n
Nogle avancerede beskyttelsesmekanismer for tr\u00e5de, s\u00e5som seccomp(), er som standard frakoblet for at undg\u00e5 un\u00f8dvendige komplikationer, da de ikke n\u00e6vnev\u00e6rdigt forbedrer sikkerheden, men kan p\u00e5virke ydeevnen negativt. Anvendelsen af Retpoline-beskyttelse er blevet revideret.\n
Implementeringen af mekanismen cryptoloop er blevet fjernet, hvilket i 2004 blev erstattet af dm-crypt, som ved behov underst\u00f8tter de samme algoritmer.\n
Som standard er uhjulpet adgang til eBPF-systemet forbudt. \u00c6ndringen er foretaget for at forhindre brugen af BPF-programmer til at omg\u00e5 beskyttelsen mod angreb via sidel\u00e6ns kanaler. Om n\u00f8dvendigt kan administratoren genindf\u00f8re muligheden for, at uhjulpet brugere kan anvende eBPF.\n
Hypervisoren ACRN, designet til realtidsopgaver og brug i kritiske systemer, har f\u00e5et tilf\u00f8jet underst\u00f8ttelse af oprettelse\/fjernelse af virtuelle enheder samt MMIO-enhedsudl\u00e5sning.\n
Kryptomotoren har f\u00e5et tilf\u00f8jet underst\u00f8ttelse af KPP (Key-agreement Protocol Primitives), hvilket forenkler logikken i udviklingen af drivere til kryptosystemer.\n