Nach zwei Monaten Entwicklung pr\u00e4sentierte Linus Torvalds die Ver\u00f6ffentlichung des Linux-Kernels 7.1. Zu den bemerkenswertesten \u00c4nderungen geh\u00f6ren: ein neuer ntfsplus-Treiber, die erste Phase der Einstellung der Unterst\u00fctzung f\u00fcr die CPU i486, die Entfernung alter Ethernet-Adapter, das Entfernen der Protokolle ISDN und AX.25, die standardm\u00e4\u00dfige Aktivierung des Intel FRED-Mechanismus, die Unterst\u00fctzung von BPF-Handlern in io_uring, die Optimierung der Swapping-Subsysteme, die Unterst\u00fctzung von Sub-Schedulern in sched_ext, die Zero-Copy-IO \u00fcber den ublk-Treiber, die ioctl-Operation \u201eshutdown\u201c in Btrfs, das dynamische Umschalten des Leistungsmodi im amd-pstate-Treiber und die Unterst\u00fctzung von xattr f\u00fcr Unix-Sockets.<\/p>\n
In die neue Version wurden 17.275 Korrekturen von 2.589 Entwicklern integriert. \nDie Patch-Gr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 57 MB (die \u00c4nderungen betreffen 13528 Dateien, hinzugef\u00fcgt wurden 751785 Codezeilen, entfernt 405916 Zeilen). In der vorherigen Version gab es 15624 Korrekturen von 2477 Entwicklern, die Patch-Gr\u00f6\u00dfe betrug 56 MB. Etwa 41 % aller \u00c4nderungen in 7.1 betreffen Ger\u00e4tetreiber, etwa 12 % beziehen sich auf die Aktualisierung von architekturspezifischem Code, 14 % sind mit dem Netzwerk-Stack verbunden, 5 % mit Dateisystemen und 3 % mit internen Kernsubsystemen. <\/p>\n
Die wichtigsten Neuerungen im Kernel 7.1 (1, 2, 3):<\/p>\n
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Festplattensubsystem, Ein-\/Ausgabe und Dateisysteme<\/b>\n
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In die neue Version des NTFS-Dateisystems — ntfsplus, integriert in den Code des klassischen ntfs-Treibers, wurde eine aktualisierte Implementierung aufgenommen. Der alte Treiber wurde \u00fcberarbeitet, um die Schreibf\u00e4higkeit zu erweitern, und angepasst, um moderne Funktionen zu unterst\u00fctzen, wie die Verwendung von Seitenfoliostrukturen (folios) anstelle von buffer_head-Strukturen. Im neuen Treiber wurde eine verz\u00f6gerte Blockzuweisung implementiert, die eine hohe Schreibgeschwindigkeit und reduzierte Fragmentierung erm\u00f6glicht. F\u00fcr gepufferte Lese-\/Schreibvorg\u00e4nge, direkte Ein-\/Ausgabe, Extent-Mapping und Seiten-Lese-\/Schreiboperationen wird die iomap-Bibliothek verwendet. In iozone-Tests zeigte sich, dass der ntfsplus-Treiber 3-5 % schneller als ntfs3 im Einzelfadenbetrieb und 35-110 % schneller bei der Nutzung von 4 Threads war. Die Leseleistung von ntfsplus und ntfs3 liegt ungef\u00e4hr auf dem gleichen Niveau. Der ntfs3-Treiber bleibt im Kernel und wurde mit Fehlerkorrekturen und kleineren Verbesserungen aktualisiert.\n
Die Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Generierung und Verifizierung von Integrit\u00e4tspr\u00fcfdaten T10 auf Dateisystemebene anstelle von Blockger\u00e4ten wurde hinzugef\u00fcgt, was die Leistung von Lesevorg\u00e4ngen verbessert.\n
Im Blockger\u00e4tetreiber ublk wurde die Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Ein-\/Ausgabe \u00fcber gemeinsamen Speicher ohne Datenkopieren zwischen den Puffern (Zero-Copy-Modus) hinzugef\u00fcgt, um spezifische Logik auf die Benutzerebene zu verlagern.\n
F\u00fcr selbstverschl\u00fcsselnde Blockger\u00e4te SED-OPAL wurden ioctl-Befehle zum Steuern des Single-User-Modus hinzugef\u00fcgt und der Befehl STACK_RESET implementiert.\n
Im Btrfs wurde die stabile Unterst\u00fctzung f\u00fcr die ioctl-Operation \u00abshutdown\u00bb bekannt gegeben, die es erm\u00f6glicht, das Dateisystem in einen Zustand zu versetzen, in dem versucht wird, bereits gestartete Operationen abzuschlie\u00dfen, w\u00e4hrend gleichzeitig alle neuen Operationen blockiert werden.\n
In exFAT wurde die M\u00f6glichkeit implementiert, leere Bereiche \u00fcber den Aufruf von fallocate() zu reservieren.\n
In der CIFS-Dateisystem wurde die Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Erstellung von tempor\u00e4ren Dateien mit dem Flag O_TMPFILE hinzugef\u00fcgt.\n
Der Systemaufruf fsmount() wurde um die Option FSMOUNT_NAMESPACE erweitert, die einen neuen Namensraum f\u00fcr die Montagepunkte des Dateisystems erstellt. Die Systemaufrufe clone3() und unshare() wurden mit Flags ausgestattet, um einen neuen Namensraum f\u00fcr die Montagepunkte zur\u00fcckzugeben, der nur ein montiertes leeres FS-Stub auf Basis von nullfs sowie den fs-dax-Treiber mit einem FS-Interface zu DAX-Ger\u00e4ten (Direct Access) enth\u00e4lt.\n
Der NFS-Server hat einen Schutz gegen Angriffe zur Auffindung von Dateideskriptoren erhalten, der durch die kryptografische Signatur der Deskriptoren implementiert wurde. Der Schutz wird \u00fcber die Mount-Option sign_fh aktiviert.\n
Ein symbolischer Treiber fs-dax wurde hinzugef\u00fcgt, der eine Schnittstelle f\u00fcr die Interaktion mit DAX-Ger\u00e4ten (Direct Access) bietet, die den Zugriff ohne Seitencache unterst\u00fctzen. Diese Schnittstelle ist notwendig f\u00fcr die Integration in den Dateisystemkern famfs, der im Arbeitsspeicher gehostet wird.\n
Im Ceph-Dateisystem wurde die Erfassung von Ein-\/Ausgabeterminen in Verbindung mit den Teilbereichen implementiert.\n<\/ul>\n
Speicher und Systemdienste<\/b>\n
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Die erste Reihe von \u00c4nderungen zur Einstellung der Unterst\u00fctzung f\u00fcr i486-Prozessoren wurde \u00fcbernommen. Die Optionen zur Kernel-Kompilation mit Unterst\u00fctzung f\u00fcr die Prozessoren 486DX, 486SX und AMD ELAN (CONFIG_M486, CONFIG_M486SX und CONFIG_MELAN) wurden aus Kconfig entfernt, und die Kompilierungsoptionen f\u00fcr i486-Systeme (-march=i486) wurden aus dem Makefile ausgeschlossen. Der Code zur tats\u00e4chlichen Unterst\u00fctzung des Betriebs auf i486-Prozessoren bleibt im Kernel erhalten, jedoch erfordert die Kompilierung f\u00fcr solche Systeme nun das Anwenden von Patches auf die Build-Dateien. Der Grund f\u00fcr die Entfernung der Unterst\u00fctzung f\u00fcr i486-Prozessoren ist der Wunsch, den Kernel von komplexem Code zu befreien, der einige Hardwareoperationen emuliert, wie z.B. CX8 (Vergleiche und tausche 8 Byte) und TSC (CPU-Z\u00e4hler, der im Task-Scheduler verwendet wird).\n
Im Treiber amd-pstate, der zur Steuerung des Energieverbrauchs in Systemen mit AMD-Prozessoren verwendet wird, wurde eine dynamische Umschaltung der Leistungseinstellungen und eine \u00c4nderung des Verhaltens der Energieverwaltung je nach Betrieb im Netz- oder Akkubetrieb implementiert. Im Netzbetrieb wird jetzt der Modus \u00abperformance\u00bb aktiviert, w\u00e4hrend im Akkubetrieb der Modus \u00abbalance_performance\u00bb aktiviert wird.\n
Standardm\u00e4\u00dfig ist der Intel FRED-Mechanismus (Flexible Return and Event Delivery) aktiviert, der die Effizienz und Zuverl\u00e4ssigkeit der \u00dcbermittlung von Informationen \u00fcber niederw\u00e4rtige Ereignisse erh\u00f6ht. Die Leistungssteigerung und Reduktion der Latenzzeiten wird durch die R\u00fcckgabe von Ereignissen \u00fcber den Prozessorbefehl IRET anstelle der \u00dcbertragung von Ereignissen \u00fcber die IDT (Interrupt Descriptor Table) erreicht. Die Zuverl\u00e4ssigkeit wird durch die separate Verarbeitung des Eingangsereignisses im Kontext des Kernels und im Kontext des Benutzers erh\u00f6ht, sowie durch den Schutz vor verschachtelter NMI-Ausf\u00fchrung und die Speicherung aller mit der Ausnahme verbundenen CPU-Register im erweiterten Stack-Frame.\n
Das Perf-Subsystem wurde um die Unterst\u00fctzung f\u00fcr Performance Monitoring Units (PMUs) erweitert, die in SoCs wie dem NVIDIA Tegra410 verwendet werden.\n
Die Ausf\u00fchrung von Futex-Operationen auf ARM-Systemen wurde beschleunigt, dank der Nutzung von Arm 9.6 LSUI-Befehlen, die es dem Kernel erm\u00f6glichen, auf den Speicher des Benutzerbereichs zuzugreifen, ohne zuvor den PAN-Schutzmodus (Privileged Access Never) zu deaktivieren.\n
Auf ARM-Prozessoren wurde die Unterst\u00fctzung der MPAM-Architektur (Memory System Resource Partitioning and Monitoring) verbessert und die M\u00f6glichkeit hinzugef\u00fcgt, sie im Benutzerspace \u00fcber den resctrl-Mechanismus zur Ressourcenverwaltung zu nutzen. MPAM markiert jede Speicheranfrage mit einer Partitions-ID (PARTID) und einer Monitoring-Gruppen-ID (PMG). In Verbindung mit der PARTID kann der Ressourcenverbrauch, wie etwa die Speicherbandbreite oder die Cache-Gr\u00f6\u00dfe, begrenzt werden, um sicherzustellen, dass eine Gruppe von Aufgaben nicht alle Ressourcen beansprucht. Im Kontext des Monitorings kann die Kombination aus PMG und PARTID verwendet werden, um den Speicherverbrauch unter bestimmten Lastarten zu verfolgen.\n
Die M\u00f6glichkeit zur Nutzung des Echtzeitzustands (PREEMPT_RT) wurde auf 32-Bit-ARM-Prozessoren eingef\u00fchrt. Zuvor wurde die Unterst\u00fctzung von PREEMPT_RT f\u00fcr die Architekturen x86 und x86-64, ARM64, RISC-V und LoongArch bereitgestellt.\n
Im Systemaufruf clone3() wurden neue Flags hinzugef\u00fcgt: CLONE_NNP \u2014 Verbot der Erlangung neuer Privilegien im erzeugten Prozess; CLONE_AUTOREAP \u2014 automatisches Beenden des Prozesses anstelle der Umwandlung in einen Zombie-Prozess bis zur Ausf\u00fchrung der wait()-Funktion durch den \u00fcbergeordneten Prozess. \nCLONE_PIDFD_AUTOKILL \u2014 das Beenden eines Kindprozesses im Falle des Schlie\u00dfens des zugeh\u00f6rigen Descriptors pidfd (zum Beispiel beim Beenden des \u00fcbergeordneten Prozesses).<\/p>\n
F\u00fcr jedes Kernel-Modul wurde im Verzeichnis \/sys\/module die Datei import_ns hinzugef\u00fcgt, die eine Liste der importierten Symbolnamespace enth\u00e4lt.\n
Im System f\u00fcr asynchrone Eingabe\/Ausgabe io_uring wurde die Unterst\u00fctzung der BPF-Subsysteme zur Erstellung von Handlern hinzugef\u00fcgt. Zum Beispiel kann der Hauptdispatcher-Zyklus durch ein BPF-Programm ersetzt werden.\n
Im BPF-Subsystem wurde die Analyse der Stack-Nutzung modernisiert, was die Verifizierung vieler BPF-Programme erheblich beschleunigt hat.\n
Zur Optimierung der Leistung wurde das hrtimer-Subsystem (High Resolution Timer) neu geschrieben. Der Task-Scheduler kann jetzt hochaufl\u00f6sende Timer verwenden, ohne an Leistung zu verlieren, anstelle weniger pr\u00e4ziser Timer.\n
Die \u00dcbertragung von \u00c4nderungen aus dem Rust-for-Linux-Zweig, die die Verwendung von Rust als zweite Sprache f\u00fcr die Entwicklung von Treibern und Kernel-Modulen betreffen, wurde fortgesetzt (die Unterst\u00fctzung f\u00fcr Rust ist standardm\u00e4\u00dfig nicht aktiviert und f\u00fchrt nicht dazu, dass Rust zu den verpflichtenden Build-Abh\u00e4ngigkeiten des Kernels z\u00e4hlt). Bis zur Version 1.85 (verf\u00fcgbar in Debian 13) wurden die Anforderungen an die Rust-Version, die f\u00fcr das Bauen von Kernel-Komponenten erforderlich ist, erh\u00f6ht. Eine experimentelle Kconfig-Option CONFIG_RUST_INLINE_HELPERS wurde hinzugef\u00fcgt, um C-Wrapper w\u00e4hrend der Kompilierung in Rust-Code einzubetten (die Optimierung verbesserte die Leistung des Null-Blocktreibers um 2%). Das Makro \u2018const_assert!\u2019 wurde hinzugef\u00fcgt. Die Funktionalit\u00e4ten der Module \u2018sizes\u2019, \u2018clk\u2019, \u2018ptr\u2019, \u2018sync\u2019, \u2018error\u2019 wurden erweitert.\n
Im SCHED_EXT-Mechanismus, der die Verwendung von BPF zur Erstellung von CPU-Planern erm\u00f6glicht, wurde die erste M\u00f6glichkeit zur Erstellung von verschachtelten Planern (Sub-Planern) hinzugef\u00fcgt, mit denen f\u00fcr jede cgroup ein eigener Task-Planer aktiviert werden kann.\n
Die Optimierung des Swap-Subsystems wurde fortgesetzt. Die alte Struktur swap_map wurde durch den Mechanismus \u2018Swap Table\u2019 ersetzt. Diese \u00c4nderung konnte die Leistung steigern und den Speicherverbrauch im Swap-Subsystem reduzieren.\n
Im DAMON-Subsystem (Data Access MONitor), das den Zugriff von Prozessen auf Daten im RAM \u00fcberwacht (zum Beispiel kann man herausfinden, auf welche Bereiche des Speichers ein Prozess zugegriffen hat und welche Bereiche ungenutzt blieben), wurde die Unterst\u00fctzung verschiedener automatischer Tuning-Algorithmen f\u00fcr Quoten hinzugef\u00fcgt.\n