Nach zwei Monaten Entwicklung pr\u00e4sentierte Linus Torvalds die Ver\u00f6ffentlichung des Linux-Kernels 7.0. Zu den bemerkenswertesten \u00c4nderungen geh\u00f6ren: Richtlinien f\u00fcr den Einsatz von KI-Assistenten, die Integration von Rust in die Hauptfunktionen des Kernels, Verbesserungen der Swapping-Leistung, standardm\u00e4\u00dfig aktivierter PREEMPT_LAZY-Modus, Unterst\u00fctzung von Filtern f\u00fcr io_uring-Operationen, ein neues Dateisystem namens Nullfs, die Infrastruktur fserror, XFS-Monitoring-Tools, Unterst\u00fctzung f\u00fcr Remapping in Btrfs, standardm\u00e4\u00dfige Aktivierung der NFS-Version 4.1, Integration eines post-quanten Kryptoalgorithmus ML-DSA und Aktivierung von AccECN in der Netzwerksubsystem, sowie anf\u00e4ngliche Unterst\u00fctzung f\u00fcr WiFi 8. <\/p>\n
Die Nummer 7.0 wurde vergeben, da in der Version 6.x gen\u00fcgend Releases gesammelt wurden, um die erste Ziffer der Versionsnummer zu \u00e4ndern (zu der Zeit wurde die 6.0 direkt nach der 5.19 ver\u00f6ffentlicht). Die \u00c4nderung der Nummerierung erfolgt aus \u00e4sthetischen Gr\u00fcnden und ist ein formeller Schritt, der das Unbehagen aufgrund der Ansammlung der vielen Releases in dieser Serie beseitigt. <\/p>\n
In die neue Version wurden 15624 Korrekturen von 2477 Entwicklern \u00fcbernommen, die Patchgr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 56 MB (\u00c4nderungen betrafen 18053 Dateien, hinzugef\u00fcgt wurden 704060 Zeilen Code, 278132 Zeilen wurden entfernt). In der vorherigen Version gab es 15657 Korrekturen von 2237 Entwicklern, die Patchgr\u00f6\u00dfe betrug 52 MB. Etwa 51 % aller in 7.0 enthaltenen \u00c4nderungen beziehen sich auf Ger\u00e4tetreiber, ungef\u00e4hr 11 % der \u00c4nderungen betreffen die Aktualisierung von hardware-spezifischem Code, 14 % stehen mit dem Netzwerk-Stack in Verbindung, 5 % mit Dateisystemen und 3 % mit internen Kernsubsystemen. <\/p>\n
Die Hauptneuheiten im Kernel 7.0 (1, 2, 3): <\/p>\n
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Festplattensubsystem, Ein-\/Ausgabe und Dateisysteme<\/b>\n
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Die Infrastruktur f\u00fcr fserror wurde implementiert und eine API hinzugef\u00fcgt, um Informationen \u00fcber Ein-\/Ausgabefehler und die Besch\u00e4digung von Metadaten bei der Arbeit mit Dateien zu erhalten. Die vorgeschlagene Infrastruktur vereinheitlicht in Dateisystemen die \u00dcbertragung von Fehlerinformationen an den Benutzerraum \u00fcber den fsnotify-Mechanismus.\n
In XFS wurden neue Funktionen zum \u00dcberwachen des Zustands des Dateisystems aus dem Benutzerraum hinzugef\u00fcgt. Es wurde eine ioctl-Operation XFS_IOC_HEALTH_MONITOR vorgeschlagen, die einen Datei-Descriptor zur\u00fcckgibt, \u00fcber den Informationen \u00fcber Ausf\u00e4lle, die mit der Besch\u00e4digung von Metadaten oder dem Auftreten von Ein-\/Ausgabefehlern zusammenh\u00e4ngen, abgerufen werden k\u00f6nnen, sowie das Verfolgen von Zustands\u00e4nderungen des FS, wie das Abmontieren und das Beenden. Zus\u00e4tzlich wurde ein von systemd verwalteter Hintergrundprozess xfs_healer vorgeschlagen, der Benachrichtigungen \u00fcber den Zustand des FS aus dem Benutzerraum verarbeitet und bei Bedarf automatisch Wiederherstellungsverfahren einleitet.\n
Im Btrfs-Dateisystem wurde experimentelle Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Struktur \u201eRemap Tree\u201c hinzugef\u00fcgt, die zuk\u00fcnftig als Zwischenschicht bei Ein-\/Ausgabeoperationen verwendet werden kann. Die neu hinzugef\u00fcgte Funktion besteht darin, dass nach dem Verschieben von Daten auf dem Speicherger\u00e4t anstelle der Aktualisierung aller damit verbundenen Strukturen in der zus\u00e4tzlichen Struktur \u201eRemap Tree\u201c die alten und neuen Datenadressen gespeichert werden, wodurch bei Zugriff auf die Daten die Adressen umgeschrieben werden. Dieser neue Ansatz wird als zuverl\u00e4ssiger und flexibler dargestellt und vereinfacht zudem die zuk\u00fcnftige Erweiterung der Btrfs-Funktionalit\u00e4t.\n
Btrfs unterst\u00fctzt direktes Ein-\/Ausgabe bei Situationen, in denen die Blockgr\u00f6\u00dfe die Seiten-Gr\u00f6\u00dfe des Speichers im System \u00fcberschreitet.\n
In die Distribution wurde ein neues Dateisystem namens Nullfs<\/strong> integriert, das als Platzhalter f\u00fcr das root-Dateisystem verwendet werden kann. Das Nullfs-Dateisystem ist immer leer, enth\u00e4lt keine Daten und unterst\u00fctzt keine \u00c4nderungen. Der Zweck von Nullfs besteht darin, als anf\u00e4ngliches Dateisystem zu dienen, um den Bootprozess des Systems zu vereinfachen \u2014 \u00fcber Nullfs werden dann andere Dateisysteme gemountet, und der Systemaufruf pivot_root() wird verwendet, um das root-Dateisystem zu wechseln, anstatt den Inhalt von initramfs zu bereinigen und das zugeh\u00f6rige root-Dateisystem zu verwenden.\n
Die Aktualisierung der \u00c4nderungszeit von Dateien wurde im nicht blockierenden Modus implementiert. Zuvor f\u00fchrte der Aufruf von file_update_time_flags() mit dem Flag IOCB_NOWAIT zu einem Fehler -EAGAIN<\/strong>, was die Verwendung von direkten Schreiboperationen im nicht blockierenden Modus verhinderte.\n
In den Dateisystemen wurde die Unterst\u00fctzung von Benachrichtigungs-Sperren (lease) in den Bereich separat aktivierbarer Optionen \u00fcbernommen. Standardm\u00e4\u00dfig wird dieser Mechanismus nun nicht aktiviert, da es Probleme mit Dateisystemen gibt, die urspr\u00fcnglich nicht f\u00fcr seine Verwendung ausgelegt sind. Zum Beispiel unterst\u00fctzen die Dateisysteme 9p und cephfs dies nicht.\n
Im EROFS-Dateisystem (Extendable Read-Only File System), das f\u00fcr Partitionen vorgesehen ist, die im Nur-Lesen-Modus verwendet werden, wird standardm\u00e4\u00dfig der Algorithmus LZMA zur Kompression eingesetzt. Optional stehen die Algorithmen DEFLATE und Zstandard zur Verf\u00fcgung, die nicht mehr als experimentell gekennzeichnet sind. Die gemeinsame Nutzung von Eintr\u00e4gen im Seiten-Cache f\u00fcr identische Dateien in verschiedenen EROFS-Dateisystemen wurde implementiert.\n
Der laptop_mode, der den Energieverbrauch durch das Verz\u00f6gern und Zusammenfassen von Schreibvorg\u00e4ngen auf die Festplatte minimiert hat, wurde entfernt. Dieser Modus hat an Relevanz verloren, da in modernen mobilen Ger\u00e4ten Festplatten durch Solid-State-Laufwerke ersetzt werden.\n
Das F2FS-Dateisystem wurde auf die Verwendung gro\u00dfer Seitenfolien (large folios) umgestellt.\n
Die Arbeit am ntfs3-Treiber, der von Paragon Software entwickelt wird, wurde wieder aufgenommen. Unterst\u00fctzung f\u00fcr Dateioperationen basierend auf iomap wurde hinzugef\u00fcgt, die Optionen llseek SEEK_DATA\/SEEK_HOLE implementiert, und ein Delalloc-Modus f\u00fcr die verz\u00f6gerte Zuweisung von Bl\u00f6cken wurde hinzugef\u00fcgt. In der Zwischenzeit wurde in der Mailingliste der Kernel-Entwickler im Februar die Aufnahme einer neuen Implementierung von NTFS - ntfsplus, die zur Abl\u00f6sung von ntfs3 entwickelt wurde, in eine der zuk\u00fcnftigen Kernel-Versionen genehmigt.\n
Standardm\u00e4\u00dfig wird beim Bauen die Version 4.1 des NFS-Protokolls (CONFIG_NFS_V4_1) aktiviert. Die Export-Sperrung f\u00fcr spezialisierte Pseudo-Dateisysteme wie pidfs und nsfs \u00fcber NFS wurde sichergestellt. In NFSD wurde eine experimentelle M\u00f6glichkeit zur Verwendung von POSIX ACLs implementiert, und es wurde Unterst\u00fctzung f\u00fcr die dynamische Anpassung des Thread-Pools in Abh\u00e4ngigkeit von der Last hinzugef\u00fcgt. <\/ul>\n
Speicher und Systemdienste<\/b>\n
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Die offiziellen Richtlinien f\u00fcr die Anwendung von AI-Assistenten und die Einbeziehung automatisch generierter Inhalte in den Kernel wurden genehmigt. Bei der \u00dcbermittlung von generiertem Code muss dieser durch den verwendeten AI-Assistenten \u00fcber das Tag \u201eAssisted-by\u201c gekennzeichnet werden. AI-Assistenten ist es untersagt, das Tag \u201eSigned-off-by\u201c hinzuzuf\u00fcgen - die Person, die den Patch \u00fcbermittelt, gilt als Autor, tr\u00e4gt die Verantwortung f\u00fcr die \u00fcbergebene \u00c4nderung und b\u00fcrgt f\u00fcr deren Qualit\u00e4t. Entwicklern wird vorgegeben, eine manuelle \u00dcberpr\u00fcfung des durch AI erhaltenen Codes vorzunehmen und sicherzustellen, dass das Ergebnis den Lizenzanforderungen entspricht.\n
Die Rust-Unterst\u00fctzung wurde von experimentell in die Hauptfunktionen des Kerns \u00fcbertragen. Die Rust-Unterst\u00fctzung ist standardm\u00e4\u00dfig nicht aktiv und f\u00fchrt nicht dazu, dass Rust zu den erforderlichen Build-Abh\u00e4ngigkeiten des Kerns z\u00e4hlt.\n
Die Integration in den Kern des Mechanismus \u201eSwap Table\u201c ist abgeschlossen, der die Performance des Swapping erh\u00f6ht. Diese Beschleunigung wird durch die Verringerung der Konkurrenz um den Zugriff auf den Swap-Cache, eine effizientere Suche im Cache und die Verringerung der Fragmentierung erreicht. Das Backend auf Basis der Swap Table wird zum Caching des Swappings anstelle des XArray-Backends verwendet und erm\u00f6glichte im Test von redis-benchmark mit BGSAVE eine Steigerung der verarbeiteten Anfragen um 22%.\n
Die Unterst\u00fctzung f\u00fcr die in Clang 22 eingef\u00fchrte Erweiterung zur Thread-Sicherheit Analyse wurde hinzugef\u00fcgt, die potenzielle Race Conditions und durch fehlerhaftes Setzen von Sperren verursachte Fehler bereits w\u00e4hrend der Kompilierung identifiziert. Die Erweiterung bietet eine Reihe von Attributen wie GUARDED_BY(\u2026), REQUIRES(\u2026), RELEASE(\u2026) und ACQUIRE(\u2026), die es erm\u00f6glichen, durch Sperren gesch\u00fctzte Funktionen zu kennzeichnen und den Geltungsbereich der Sperren (den Kontext) zu trennen. W\u00e4hrend der Kompilierung wird die korrekte Anwendung von Synchronisationsprimitive wie Mutexen basierend auf der Aktivit\u00e4t oder Inaktivit\u00e4t des zugeh\u00f6rigen Kontextes \u00fcberpr\u00fcft.\n
In den Systemaufruf open_tree wurde das Flag OPEN_TREE_NAMESPACE eingef\u00fchrt, um die Konfiguration von isolierten Containern zu vereinfachen und den Start von Containern auf Systemen mit einer gro\u00dfen Anzahl von Mounts zu beschleunigen. Analog zu OPEN_TREE_CLONE kopiert das neue Flag lediglich den angegebenen Mount-Baum (mount tree), gibt jedoch anstelle eines lokalen Dateideskriptors einen Dateideskriptor im neuen Namespace der Mounts zur\u00fcck, in dem der kopierte Baum \u00fcber einer Kopie des tats\u00e4chlichen Wurzel-Dateisystems gemountet wird. Das Flag OPEN_TREE_NAMESPACE ist erforderlich, um die separate Ausf\u00fchrung der Operationen unshare(CLONE_NEWNS) und pivot_root() zu vermeiden, die bei der Erstellung von Containern angewendet werden.\n
Im Systemaufruf rseq wurde ein Mechanismus zur Erweiterung der Zeitscheiben (time slice) hinzugef\u00fcgt, der es erm\u00f6glicht, zus\u00e4tzliche Prozessorzeit f\u00fcr die ununterbrochene Ausf\u00fchrung kritischer Abschnitte zu erhalten. Die Idee besteht darin, zu vermeiden, dass der Scheduler kritische Abschnitte mit aktivierter Sperre unterbricht, was zur \u00dcbertragung der Kontrolle an andere Threads f\u00fchrt, die Ressourcen nutzen, f\u00fcr die weiterhin eine Sperre besteht. Die Erweiterung der Zeitscheibe erfolgt ohne zus\u00e4tzliche Kosten, jedoch auch ohne die strengen Garantien, die bei einer vollst\u00e4ndigen Priorit\u00e4tsregelung bereitgestellt werden.\n
F\u00fcr die Architekturen arm64, loongarch, powerpc, riscv, s390 und x86 wurde der Preemption-Modus im Scheduler standardm\u00e4\u00dfig von PREEMPT_NONE auf PREEMPT_LAZY ge\u00e4ndert. Die Anzahl der m\u00f6glichen Modi wurde von vier auf zwei reduziert \u2014 PREEMPT_FULL und PREEMPT_LAZY (PREEMPT_NONE und PREEMPT_VOLUNTARY bleiben nur f\u00fcr Architekturen, die PREEMPT_FULL und PREEMPT_LAZY nicht unterst\u00fctzen). Der Modus PREEMPT_LAZY wendet das Modell der vollst\u00e4ndigen Preemption (PREEMPT_FULL) auf Echtzeitanwendungen (RR\/FIFO\/DEADLINE) an, verz\u00f6gert jedoch die Preemption normaler Aufgaben (SCHED_NORMAL) bis zur Tick-Grenze. Diese Verz\u00f6gerung f\u00fchrt zu einer Reduzierung der Preemption von Lockinhabern, was die Leistung den Konfigurationen ann\u00e4hert, die das Modell der freiwilligen Preemption (voluntary preemption) verwenden. Das bedeutet, dass PREEMPT_LAZY die M\u00f6glichkeiten der vollst\u00e4ndigen Preemption f\u00fcr Echtzeitanwendungen bewahrt, aber die Leistungseinbu\u00dfen bei normalen Aufgaben minimiert.\n
Die Aktivierung von PREEMPT_LAZY f\u00fchrte zu einem erheblichen R\u00fcckgang, der die Leistung von PostgreSQL auf ARM64-Systemen halbierte. Um den Leistungsabfall zu beheben, wurde den PostgreSQL-Entwicklern empfohlen, die Option PR_RSEQ_SLICE_EXTENSION zu aktivieren, um die Wahrscheinlichkeit der Preemption von Lockinhabern zu verringern. <\/p>\n
Die \u00dcbertragung von \u00c4nderungen aus dem Rust-for-Linux-Zweig, die die Verwendung der Programmiersprache Rust als zweite Sprache zur Entwicklung von Treibern und Modulen f\u00fcr den Kernel betreffen, wurde fortgesetzt. Dank der zuvor integrierten Bibliothek «syn», die das Schreiben von komplexen Makros vereinfacht, konnte die Gr\u00f6\u00dfe des Rust-Codes im Kernel durch die Vereinfachung der Definitionen vorhandener prozeduraler Makros reduziert werden. Die M\u00f6glichkeiten der Bibliotheken kernel, macros und pin-init wurden erweitert.\n
Im asynchronen Eingabe-\/Ausgabesystem io_uring wurde eine Option zur Verwendung von nicht-zirkularen Warteschlangen (non-circular submission queue) hinzugef\u00fcgt, die in Situationen, in denen die Ausf\u00fchrung einer Anfrage schneller abgeschlossen wird als die R\u00fcckkehr aus dem Systemaufruf, effizienter zwischengespeichert werden k\u00f6nnen.\n
Im eBPF-Subsystem wurde im BTF (BPF Type Format), das Informationen zur Typ\u00fcberpr\u00fcfung im BPF-Pseudocode bereitstellt, eine bin\u00e4re Suche zur Auffindung von Debugging-Informationen implementiert, was die Effizienz des Ladens von BPF-Programmen erh\u00f6ht hat. eBPF unterst\u00fctzt nun implizite Argumente beim Aufruf von kfunc (Kernel-Funktionen, die in BPF-Programmen verwendet werden k\u00f6nnen), die mit dem Flag KF_IMPLICIT_ARGS definiert sind.\n
Der Code zur Unterst\u00fctzung des initialen RAM-Disk (initrd) auf Basis von linuxrc, der bereits als veraltet erkl\u00e4rt wurde, wurde entfernt. Die verbleibenden Implementierungen von initrd sollen im Jahr 2027 entfernt werden. Statt initrd sollte initramfs verwendet werden (der Unterschied besteht darin, dass initrd die initiale Bootumgebung in einem Disk-Image platziert, w\u00e4hrend initramfs sie in einem Dateisystem unterbringt).\n
Im Blockger\u00e4t zram, das zur komprimierten Speicherung des Swap-Bereichs im Speicher verwendet wird, wurde die Logik f\u00fcr die Verarbeitung von komprimierten Speicherseiten ge\u00e4ndert, um die optionale Verschiebung von Daten in den permanenten Speicher im Fall einer vollst\u00e4ndigen RAM-Nutzung zu unterst\u00fctzen. Zuvor wurden die Speicherseiten vor der Speicherung auf physischen Datentr\u00e4gern entpackt, jetzt werden sie in komprimierter Form gespeichert, was die CPU-Belastung verringert und Energie w\u00e4hrend des autonomen Betriebs spart.\n
In das Tool timerlat, das zur Messung von Verz\u00f6gerungen im Betrieb des Task-Schedulers bestimmt ist, wurde die Option «—bpf-action» hinzugef\u00fcgt, um BPF-Programme im Falle einer \u00dcberschreitung eines festgelegten Schwellenwerts zu starten.\n
Im ftrace-Trace-System wurde die Einstellung \u201ebitmask-list\u201c hinzugef\u00fcgt, um Bitmasken in lesbarer Form (als Liste von Bits und nicht als Hexadezimalzahl) auszugeben. In tracefs wurden Funktionen f\u00fcr die Pr\u00fcfung von Filtern und Triggern hinzugef\u00fcgt. Der Befehl \u201eperf sched stats\u201c wurde eingef\u00fchrt, um Statistiken zur Funktionsweise des Task-Schedulers zu sammeln und anzuzeigen.\n
Es wurden Build-Optionen LOGO_LINUX_MONO_FILE, LOGO_LINUX_VGA16_FILE und LOGO_LINUX_CLUT224_FILE hinzugef\u00fcgt, um die Datei mit dem Logo-Bild festzulegen, die beim Booten des Kernels anstelle des Standardlogos mit dem Pinguin Tux angezeigt wird. <\/ul>\n
Virtualisierung und Sicherheit<\/b>\n
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Im System der asynchronen Ein-\/Ausgabe von io_uring wurde die M\u00f6glichkeit implementiert, BPF-Programme mit Filtern zu verkn\u00fcpfen, die steuern, was spezifische SQE (Submission Queue Entry) Operationen tun d\u00fcrfen (\u00e4hnlich wie Systemaufrufe in io_uring). Die hinzugef\u00fcgte Funktion ist das \u00c4quivalent zu Filtern von Systemaufrufen. Filter k\u00f6nnen an bestimmte Aufgaben gebunden werden und sie werden bei der Erzeugung anderer Prozesse nach dem Aufruf von fork() vererbt. Bei aktiven Filtern k\u00f6nnen hinzugef\u00fcgte Filter nur zus\u00e4tzliche Einschr\u00e4nkungen auferlegen, jedoch vorhandene nicht deaktivieren. Diese implementierte M\u00f6glichkeit wird es erm\u00f6glichen, Methoden zur Umgehung der Filterung von Systemaufrufen in Sandbox-Umgebungen zu blockieren, die auf der Ausf\u00fchrung von \u00e4hnlichen in io_uring bereitgestellten Operationen anstelle von Systemaufrufen basieren.\n
In SELinux wurde die M\u00f6glichkeit zur Verwaltung des Zugriffs auf BPF-Tokens hinzugef\u00fcgt, die es unprivilegierten Prozessen erm\u00f6glichen, einige privilegierte Operationen mit BPF durchzuf\u00fchren, wie z.B. das Laden von BPF-Programmen in den Kernel und das Erstellen von Map-Strukturen.\n
Die Unterst\u00fctzung des Algorithmus zur Erstellung von digitalen Signaturen ML-DSA (CRYSTALS-Dilithium) wurde hinzugef\u00fcgt, der auf Gittertheorie basiert und resistent gegen das Knacken durch Quantencomputer ist. ML-DSA kann zur Authentifizierung von Kernel-Modulen verwendet werden.\n
Die Verwendung von Signaturerstellungsschemata mit dem Algorithmus SHA-1 zur Zertifizierung von Kernel-Modulen wurde entfernt (die Unterst\u00fctzung f\u00fcr das Laden signierter Module bleibt bestehen).\n
In dem Audit-Eintrag NETFILTER_PKT wurden die Felder \u201esport\u201c und \u201edport\u201c hinzugef\u00fcgt, um die Nummern von Netzwerkports zu \u00fcberpr\u00fcfen, nicht nur. IP-Adressen<\/a>.\n