Linuxi tuuma versioon 5.17

Aafter two months of development, Linus Torvalds released the Linux kernel 5.17. Among the most notable changes are: a new performance management system for AMD processors, the ability for recursive mapping of user IDs in file systems, support for portable compiled BPF programs, the translation of the pseudorandom number generator to the BLAKE2s algorithm, the RTLA utility for real-time execution analysis, a new fscache backend for caching network file systems, and the ability to attach names to anonymous mmap operations.

The new version includes 14,203 fixes from 1,995 developers, with the patch size being 37 MB (the changes affected 11,366 files, added 506,043 lines of code, and removed 250,954 lines). About 44% of all changes in 5.17 relate to device drivers, approximately 16% pertain to updates of architecture-specific code, 15% is related to the networking stack, 4% to file systems, and 4% to internal kernel subsystems.

Key innovations in kernel 5.17:

• Diskisüsteem, sisend/väljund ja failisüsteemid
  • The ability for nested mapping of user IDs for mounted file systems has been implemented. This is used to correlate files of a specific user on a mounted foreign partition with another user in the current system. The added capability allows for recursive mapping over file systems where mapping is already applied.
  • The fscache subsystem has been completely rewritten, which is used for organizing caching in the local file system for data transmitted through network file systems. The new implementation significantly simplifies the code and replaces complex scheduling and object state tracking operations with simpler mechanisms. Support for the new fscache is implemented in the CIFS file system.
  • In the fanotify FS event tracking subsystem, a new event type FAN_RENAME has been implemented, which allows you to intercept the operation of renaming files or directories all at once (formerly, two separate events FAN_MOVED_FROM and FAN_MOVED_TO were used to handle renames).
  • Btrfs failustemmel on optimeeritud logimise ja fsynci toimingud suurte kataloogide jaoks, kasutades ainult indeksivõtmete kopeerimist ja logitavate metaandmete mahtude vähendamist. Tagatud on toetamine indeksaatamiseks ja otsinguks vaba ruumi kirje suuruse järgi, mis on võimaldanud vähendada viivitusi ligikaudu 30% ja lühendada otsimise aega. Antud on võimalus defragmenteerimise toimingu katkestamiseks. Lisatud on seadmete lisamise võimalus ilma tasakaalustamise katkestamiseta, st failusüsteemi mountimise ajal valikuga skip_balance.
  • Pakutud on uus Ceph failusüsteemi mountimise süntaks, mis lahendab IP-aadresside seondumisprobleemid. Lisaks IP-aadresse serveri määramiseks saab nüüd kasutada klastritunnust (FSID): mount -t ceph user@fsid.fs_name=/[subdir] mnt -o mon_addr=monip1[:port][/monip2[:port]]
  • Ext4 failusüsteem on üle viidud uuele mountimise API-le, mis eraldab mountimisvõimaluste analüüsi ja superblooki seadistamise etapid. Peatatud on lazytime ja nolazytime mountimisvõimaluste toetus, mis lisati ajutise muudatusena util-linuxi tõlkimise lihtsustamiseks MS_LAZYTIME lipu kasutamiseks. Lisatud on toetus failusüsteemi etiketide seadmiseks ja lugemiseks (ioctl FS_IOC_GETFSLABEL ja FS_IOC_SETFSLABEL).
  • NFSv4 on lisatud toetus failusüsteemidele, kus failide ja kataloogide nimedes ei eristataks tähti suuruse järgi. NFSv4.1+ on lisatud toetus koondatud sessioonide määramiseks (trunking).
• Mälu ja süsteemiteenused
  • Lisatud on amd-pstate draiver, mis pakub dünaamilist sageduse juhtimist optimaalse jõudluse saavutamiseks. Draiver toetab Zen 2 põlvkonna AMD CPU ja APU-d, on koostöös Valve'iga välja töötatud ja suunatud energiatarbimise juhtimise efektiivsuse suurendamisele. Kohandatud sageduse muutmiseks kasutatakse CPPC (Collaborative Processor Performance Control) mehhanismi, mis võimaldab mitte ainult paremini muutuda (ei ole piiratud kolme jõudluse tasemega) ja kiiremini reageerida oleku muutustele kui eelnevalt kasutatud ACPI (CPUFreq) P-state draiveritel.
  • eBPF alamsüsteemis on pakutud funktsiooni bpf_loop(), mis pakub alternatiivset meetodit tsüklite korraldamiseks eBPF-programmides, olles kiirem ja lihtsam kontrollimiseks valideerijaga.
  • Ytme tasandi on rakendatud CO-RE (Compile Once — Run Everywhere) mehhanism, mis võimaldab eBPF-programmide koodi koguda vaid üks kord ja kasutada spetsiaalset universaalset laadijat, mis kohandab laaditava programmi vastavalt praegusele tuumale ja BTF (BPF Type Format) tüüpidele.
  • On antud võimalus määrata nimesid privaatsetele anonüümsetele (malloc'i kaudu eraldatud) mälu aladele, mis võib lihtsustada tõrkeotsingu ja mälu kasutamise optimeerimist rakendustes. Nimesid antakse prctl'i abil koos PR_SET_VMA_ANON_NAME lipuga ja need kuvatakse /proc/pid/maps ja /proc/pid/smaps kujul "[anon:]".
  • Ülesande planeerijas on tagatud ajaloogimine ja kuvamine /proc/PID/sched failis ajast, mille protsessid on veetnud sunnitud ooteolekus (forced-idle), mida kasutatakse näiteks protsessori ülekuumenemise tõttu koormuse vähendamiseks.
  • Lisatud on gpio-sim moodul, mis on mõeldud GPIO kiipide simuleerimiseks testimise teostamiseks.
  • Käsku "perf ftrace" on lisatud alamkäsk "latency" viivituste teabe histogrammide genereerimiseks.
  • Lisatud on RTLA utiliitide komplekt reaalajas töötamise analüüsimiseks. Komplekti kuuluvad sellised utiliidid nagu osnoise (määrab operatsioonisüsteemi mõju ülesande täitmisele) ja timerlat (muudab ajakavadest tulenevaid viivitusi).
  • Integreeritud on teine ​​patchide seeria, mis ellu viib mälulehtede (page folios) kontseptsiooni, mis meenutab liidetud mälulehti (compound pages), kuid erineb parema semantika ja arusaadavamate töörežiimide poolest. Lehtede kasutamine võimaldab kiirendada mälu haldamist mõnes tuuma alamkomplektis. Esitatud patchides on lõpetatud lehtede vahemälu üleminek lehtedele ja lisatud algtoetamine lehtedele failisüsteemis XFS.
  • Lisatud on kogumise režiim "make mod2noconfig", mille korral genereeritakse konfiguratsioon, mis kogub kõik välja lülitatud alamkomplektid tuuma moodulitena.
  • Tõstetud on nõuded LLVM/Clang versiooni osas, mida saab tuuma kogumiseks kasutada. Nüüd on kogumiseks vajalik vähemalt LLVM 11 väljalase.
• Virtualiseerimine ja turvalisus
  • Pakutud on uuendatud RDRAND juhuslike arvu generaatori teostus, mis vastutab seadmete /dev/random ja /dev/urandom töö eest, ning mis on tähelepanuväärne, kuna on liikunud BLAKE2s häsitamisfunktsiooni kasutamisele SHA1 asemel entropia segamise operatsioonide jaoks. See muudatus on parandanud juhuslike arvu generaatori turvalisust, eemaldades probleemse SHA1 algoritmi ja välistades RNG algväärtustamise vektori ülekatte. Kuna BLAKE2s algoritm on SHA1-st kiire, on selle rakendamine positiivselt mõjutanud ka jõudlust.
  • Lisatud on kaitse protsessorite haavatavuste vastu, mis on põhjustatud spekulatiivsest käsu täitmisest pärast tingimusteta otsest üleminekut. Probleem tekib pärast käskude ennustavast töötlemisest, mis järgneb mälus otsest üleminekut käsule (SLS, Straight Line Speculation). Kaitse aktiveerimiseks on vajalik keerata GCC 12 versioon, mis on testimisstaadiumis.
  • Lisatud on viidete arvu jälgimise mehhanism, mille eesmärgiks on vähendada viidete arvu vigade arvu, mis viivad mälu juurde pääsemiseni pärast selle vabastamist. Hetkel on mehhanism piiratud võrgu alamsüsteemiga, kuid tulevikus võib see olla kohandatud ka teistele tuumadele.
  • Teostatud on laiad kontrollid uute kirjed mälulehe tabelis, mis võimaldavad tuvastada teatud tüüpi kahjustusi ja peatada süsteemi, blokeerides rünnakud varajases etapis.
  • Lisatud on võimalus tuumamoodulite avamiseks otse tuuma enda poolt, mitte kasutaja ruumiprotsessori poolt, mis lubab LSM-mooduli LoadPin abil tagada, et tuumamoodulid laaditakse mälu verifitseeritud salvestusseadmest.
  • Tagatud on koostamine lipuga „-Wcast-function-type“, mis sisaldab hoiatuste väljastamist funktsioonide viidete teisendamise kohta sobimatuks tüübiks.
  • Lisatud on virtuaalne hosti draiver pvUSB Xen hüperviisoris, mis võimaldab juurdepääsu USB-seadmetele, mis on edastatud külalisüsteemidesse (lubab külalisüsteemidest füüsilistele USB-seadmetele, mis on külalisüsteemile kinnitatud, pääseda).
  • Lisatud moodul, mis võimaldab Wi-Fi kaudu suhelda IME (Intel Management Engine) alamsüsteemiga, mis on olemas enamikus kaasaegsetes emaplaatides, millel on Intel protsessorid, ja see on realiseeritud eraldi mikropesorina, mis töötab sõltumatult CPU-st.
  • ARM64 arhitektuuri jaoks on toetatud KCSAN (Kernel Concurrency Sanitizer) silumise tööriista, mis on mõeldud koostöönimede dünaamiliseks tuvastamiseks tuumas.
  • 32-bitiste ARM süsteemide jaoks on lisatud võimalus kasutada KFENCE mehhanismi, et tuvastada mälu kasutamise vigu.
  • KVM hüperviisoris on lisatud AMX (Advanced Matrix Extensions) juhiste tugi, mis on realiseeritud tulevastes Intel Xeon Scalable serveriprotsessorites.
• Võrgusüsteem
  • Lisatud tugi andmeedastus (offloading) võrgu seadmetele, mis on seotud liikluse haldamisega.
  • Lisatud võimalus kasutada MCTP (Management Component Transport Protocol) protokolli järjestikuste liideste kaudu. MCTP-d saab kasutada halduskontrollerite ja seotud seadmete (võõrustajad, perifeersed seadmed jne) vaheliseks suhtlemiseks.
  • TCP-steki optimeerimine on läbi viidud, näiteks on recvmsg-i kutsumise jõudluse tõstmiseks rakendatud vahelduvat soklite väljajätmist.
  • CAP_NET_RAW volituste tasemel on lubatud setsockopt funktsiooni kaudu režiimide SO_PRIORITY ja SO_MARK määramine.
  • IPv4 jaoks on lubatud toor soklite kinnitamine mitte lokaalsetele IP-aadressidele, kasutades IP_FREEBIND ja IP_TRANSPARENT valikuid.
  • Lisatud sysctl arp_missed_max, et seadistada vead ARP-monitooringu kontrollimisel, pärast mida võrgu liides lülitatakse välja.
  • Andmisvõimalus on eraldi sysctl min_pmtu ja mtu_expires väärtuste seadmiseks võrgu nimede ruumides.
  • API ethtool on lisatud võimalus seadistada ja määrata sissetulevate ja väljuvate paketide puhvrite suurust.
  • Netfilterisse on lisatud toe pakkumine pppoe liikumise filtreerimiseks võrgu sillal.
  • Ksmbd moodulisse, mis rakendab failisüsteemi serverilt, kasutades SMB3 protokolli, on lisatud võtmete vahetamise tugi, aktiveeritud on võrgupord 445 smbdirecti jaoks ja lisatud on toe tugi „smb2 max credit“ parameetri jaoks.
• Varustus
  • DRM (Direct Rendering Manager) allhoosüsteemi ja i915 draiveri sisse on lisatud tugi ekraanidele, mis kuvavad konfidentsiaalset teavet, näiteks mõned sülearvutid on varustatud ekraanidega, millel on sisseehitatud konfidentsiaalsuse vaatamisrežiim, mis raskendab kõrvalvaatajate pealtvaatamist. Lisatud muudatused võimaldavad ühendada spetsialiseeritud draivereid sellistele ekraanidele ja hallata vaatamisrežiime tavapäraste KMS-draiverite kaudu omaduste määramise abil.
  • amdgpu draiverisse on lisatud STB (Smart Trace Buffer) tõrkeotsingu tehnoloogia tugi kõikidele selle toetavatele AMD GPU-dele. STB lihtsustab tõrgete analüüsi ja probleemide leidmist, salvestades eraldi puhverdesse teavet funktsioonide kohta, mida täideti enne viimast tõrget.
  • i915 draiverisse on lisatud Intel Raptor Lake S pooljuhtide tugi ja vaikimisi on lubatud Intel Alder Lake P pooljuhtide graafikapädevuse tugi. Ekraani valgustuse haldamise võimalus on antud VESA DPCD-liidese kaudu.
  • fbcon/fbdev draiveritesse on tagasiviidud riistvara kiirusuuringu tugi konsoolis.
  • Muudatuste integreerimist Apple M1 pooljuhtide toeks on jätkatud. Simpledrm draiveri kasutamine Apple M1 kiipide süsteemides on realiseeritud, et kuvada läbi pildipuhvri, mille pakub püsivara.
  • Lisatud on tugi ARM SoC-dele, seadmetele ja plaatidele nagu Snapdragon 7c, 845 ja 888 (Sony Xperia XZ2 / XZ2C / XZ3, Xperia 1 III / 5 III, Samsung J5, Microsoft Surface Duo 2), Mediatek MT6589 (Fairphone FP1), Mediatek MT8183 (Acer Chromebook 314), Mediatek MT7986a/b (kasutatakse Wi-Fi ruuterites), Broadcom BCM4908 (Netgear RAXE500), Qualcomm SDX65, Samsung Exynos7885, Renesas R-Car S4-8, TI J721s2, TI SPEAr320s, NXP i.MX8 ULP8, Aspeed AST2500/AST2600, Engicam i.Core STM32MP1, Allwinner Tanix TX6, Facebook Bletchley BMC, Goramo MultiLink, JOZ Access Point, Y Soft IOTA Crux/Crux+, t6000/t6001 MacBook Pro 14/16.
  • ARM Cortex-M55 ja Cortex-M33 protsessorite tugi on lisatud.
  • MIPS CPU-dele tuginevate seadmete tugi on lisatud: Linksys WRT320N v1, Netgear R6300 v1, Netgear WN2500RP v1/v2.
  • RISC-V arhitektuuri põhine StarFive JH7100 SoC tugi on lisatud.
  • Lenovo Yoga Book jaoks on lisatud lenovo-yogabook-wmi draiver, et juhtida klaviatuuri valgustust ja pääseda juurde erinevatele sensoritele.
  • Asus X370, X470, B450, B550 ja X399 emaplaatidel AMD Ryzen protsessoritega kasutatavate sensorite tugi on lisatud asus_wmi_sensors draiveriga.
  • x86 arhitektuuriga tahvelarvuteid, mis tarnitakse Android platvormiga, toetava draiveri x86-android-tablets tugi on lisatud.
  • Lisatud tugi puutetundlikele ekraanidele TrekStor SurfTab duo W1 ja elektroonilisele pliiatsile Chuwi Hi10 Plus ja Pro tahvelarvutites.
  • SoC Tegra 20/30 draiveritesse on lisatud toite- ja pingehaldustugi. Vanade 32-bitiste seadmete, nagu ASUS Prime TF201, Pad TF701T, Pad TF300T, Infinity TF700T, EeePad TF101 ja Pad TF300TG, laadimise võimalus on tagatud.
  • Lisatud draiverid tööstuslikele arvutitele Siemens.
  • Lisatud tugi LCD-paneelidele Sony Tulip Truly NT35521, Vivax TPC-9150, Innolux G070Y2-T02, BOE BF060Y8M-AJ0, JDI R63452, Novatek NT35950, Wanchanglong W552946ABA ja Team Source Display TST043015CMHX.
  • Lisatud tugi helisüsteemidele ja koodekitele AMD Renoir ACP, Asahi Kasei Microdevices AKM4375, Intel süsteemid kasutavad NAU8825/MAX98390, Mediatek MT8915, nVidia Tegra20 S/PDIF, Qualcomm ALC5682I-VS, Texas Instruments TLV320ADC3xxx. Probleemid Tegra194 HD-audios on lahendatud. Lisatud HDA tugi koodekitele CS35L41. Parandatud helisüsteemide toetust Lenovo ja HP sülearvutitele, samuti Gigabyte emaplaatidele.

Allikas: opennet.ru