Linuxi tuum 6.11 väljaanne

Pärast kahte kuud arendust esitles Linus Torvalds Linuxi 6.11 südamiku versiooni. Kõige märgatavamate muudatuste hulka kuuluvad: toetuse lisamine aatomkollektsiooni toimingute jaoks plokitasandil, bind() ja listen() toimingute tugi io_uringis, uus mehhanism katkestuste töötlejate lukustamiseks, võimalus kirjutada mällu peegeldatud käivitatavaid faile, toimetajate toetamine plokkseadmete draivide kirjutamiseks Rustis, getrandom() kutse optimeerimine ja uus AES-GCM rakendus.

Uue versiooni jaoks on vastu võetud 15130 parandust 2078 arendajalt, plaastri suurus on 85 MB (muudatused puudutasid 13282 faili, lisatud on 985857 rida koodi, kustutatud on 268915 rida). Eelmises väljaandes oli 14564 parandust 1989 arendajalt, plaastri suurus oli 41 MB (kaks korda väiksem kui 6.11 südamiku plaastri puhul). Umbes 46% kõikidest 6.11 versioonis esitatud muudatustest on seotud seadmedraiveritega, umbes 17% muudatusi on seotud riistvaraarhitektuuriga spetsiifilise koodi uuendamisega, 10% on seotud võrgu virnadega, 5% failisüsteemide ja 3% südamiku sisemiste alamsüsteemidega.

Peamised uuendused südamikus 6.11:

• Disski alamsüsteem, sisend/väljund ja failisüsteemid
  • Reaalajas toetas atomaarsete kirjutamise operatsioonide rakendamist plokkide tasemel, kus salvestisse kirjutatakse kas kogu määratud plokkide komplekt või ei kirjutata ühtegi plokki. See kaitseb olukordade eest, kus seadme rikke järel salvestatakse ainult osa plokke, jättes teises osas varasema teabe. Atomaarse kirjutamisrežiimi sisselülitamiseks on süsteemi kutsesse pwritev() lisatud lipp RWF_ATOMIC. Teavet atomaarse kirjutamise toetuse kohta (atomic_write_unit_min, atomic_write_unit_max ja atomic_write_segments_max) eraldi failide kontekstis saab funktsiooniga statx().
  • Pakutakse tuge töötavate protsessidega seotud täidesaatevatesse failidesse kirjutamiseks. Varasemalt, nagu teistes Unix-põhistes süsteemides, andis kernel vea, kui prooviti kirjutada täidesaatevasse faili käivitatud protsessi. See piirang on tõmmatud tagasi, kuna see on praktiliselt mõttetu.
  • Reaalajas on rakendatud võimalus arendada plokk-seadmestikke draivereid Rust keeles. Näiteks on tuuma lisatud rnull draiver, mis on analoog null_blk draiverist, kirjutatud Rust keeles.
  • Failisüsteemis Btrfs on mount-valikute „rescue=” kaudu lisatud tugi uutele režiimidele „ignoremetacsums” ja „ignoresuperflags”, mida saab kasutada teatud kontrollide edasiviimiseks kasutajaruumi failisüsteemi taastamisel pärast ebaõnnestumist. Dynaamilise blokeerühma tagastamise operatsioon on ümber kujundatud, et välistada vabade ruumide puuduse olukordade tekkimine osalise täitmise tingimustes.
  • Failisüsteemis ntfs3 on saadaval toetavad atribuudid „compressed” ja „immutable”, mis määratlevad kokkusurutud ja muutumatud failid.
  • Failisüsteemides F2FS ja Ext4 on failinimede töötlemine, mis ei arvestanud tähtede suurust, lihtsustatud, salvestades nimed qstr-tähtedena ilma tarbetute tähtede vormindamisteta.
  • Failisüsteemis Ext4 on funktsioon jbd2_transaction_committed optimeeritud, et suurendada jõudlust väga kiiretel täitemeetoditel (testides on täheldatud operatsioonide arvu suurenemist sekundis kuni 20%).
  • Süsteemi kutse statx() lubab NULL-punkti edastamist tühja faili tee stringi asemel, juhul kui lipp AT_EMPTY_PATH on seadistatud.
  • Süsteemi kutsel open_by_handle_at() on leevendatud failile juurdepääsuõiguste kontrollimist, kui puuduvad õigused CAP_DAC_READ_SEARCH algse nimekontrollimise jaoks. Varem ei võimaldanud CAP_DAC_READ_SEARCH õigus algsesse nimede ruumi kasutada süsteemi kutset open_by_handle_at() konteinerites.
  • Süsteemi kutsete listmount() ja statmount() funktsionaalsus on laienenud. listmount() kaudu on lisatud LISTMOUNT_REVERSE lipp, et kuvada mntpunktide tabeli sisu vastupidises järjekorras (uued kirjed ülal). statmount() kaudu on rakendatud valikute väljastamine, mis on määratud failisüsteemi mountimise ajal. Mõlemas süsteemi kutses on lubatud töö, kui algsesse nimede ruumi ei ole ligipääsu (kui on ainult juurdepääs kohalikule või välisele nimede ruumile).
  • Failisüsteemis Bcachefs on rakendatud probleemsete andmete automaatne läbipaistva taastamise tugi, kasutades tõrke taastamiskoode - kui lugemisel ilmneb sisend/väljund viga või arvutatud kontrollsummade erinevus, siis probleemne andmeplokk kirjutatakse automaatselt üle, kui selle taastamiseks on olemas üleküllus.
• Mälu ja süsteemiteenused
  • Pakkumisse on lisatud patšid, mis rakendavad uut mehhanismi katkestuste töötlejate (BH, bottom-half) blokeerimiseks, mis tagab kasutatavate andmestruktuuride blokeerimise, kuid ei takista samal ajal nendele mitteseotud koodi paralleelset täitmist. Toodud muudatus on võimaldanud vähendada reaalajas režiimis töötavate tuumade latentsust ning parandanud ka tavatuumade tulemuslikkust (näiteks teatud koormuste puhul on võrgualusel süsteemil täheldatud 14,5% tulemuslikkuse kasvu).
  • Asünkroonse sisendi/väljundi io_uring alamsüsteemi on lisatud toe funktsioonide bind() ja listen() täitmiseks, mida kasutatakse vastuvõtvate võrgu sokettide loomisel.
  • Lisatud on ioctl-operatsioonide kogum NSFS (NameSpace FS) pseudo-failisüsteemile, mida kasutatakse nimefestivalide haldamiseks. Uued ioctl-id võimaldavad transformeerida protsesside ja lõimede gruppide identifikaatoreid erinevate protsesside identifikaatori ruumides (PID namespace). Sarnased ioctl-id, mis võimaldavad kasutades pidfd-identifikaatoreid määrata protsesside failides kirjeldajaid eraldi nimefestivalides, on samuti lisatud pseudo-failisüsteemile pidfd.
  • BPF-programmidele on lisatud toe uuele iteratoorile bitimaskide töötlemiseks, mida saab kasutada näiteks eraldiseisvate bittide läbivaatamiseks mälu piirkondades, nagu cpumask. Lisatud on mehhanism kasutajaruumi protsesside teavitamiseks struktuuri detach/unregister objekti lahtiühendamisest. Laiendatud on tüüpide valikut, mida saab massiivides kasutada (näiteks saab deklareerida massiive, millel on elemendid tüüpide kptr, bpf_rb_root ja bpf_list_head). Pakutud on usaldusväärsem mehhanism Split BTF (BPF Type Format), mida kasutatakse tüüpide kontrollimiseks BPF pseudokoodis.
  • Lisatud alusüsteem, mis võimaldab korraldada toiteandmise seadmetele teatud järjekorras, juhul kui üks seade peab olema aktiveeritud enne teist (näiteks Qualcommi platvormide juhtmevabade kiipide aktiveerimisel).
  • Lisatud moodul «Sloppy logic analyzer», mis võimaldab luua lihtsaid signaaliloogika analüsaatoreid, kasutades GPIO-d ja töötades eraldi CPU tuumal.
  • Lisatud runtime-konstantide tugi, mida saab kasutada üks kord initsialiseeritavate muutujate asemel. Näiteks saab runtime-konstantide abil asendada muutujad, mis salvestavad sihtmärk ja suuruse dentry vahemälus. Need muutujad seadistatakse laadimise ajal ja ei muutu kunagi. Idee on asendada selliste muutujate väärtused otse juhistes koodis, välistades pointeritega manipuleerimisega seotud kulud.
  • Jätkuvad muutused Rust-for-Linux haru, mis on seotud Rust'i keele kasutamisega juhikute ja tuumamoodulite arenduses (Rust'i tugi ei ole vaikimisi aktiveeritud ning ei too kaasa Rust'i lisamist tuuma kohustuslike kogumite sõltuvuste hulka). Lisatud on Rust 1.80 väljalaske tugi (minimaalne versioon on endiselt Rust 1.78). Lisaks eelnevalt mainitud blokiseadmete draiverite arendamisele on uue versiooniga lisatud ka abstsesside toide, juurdepääs kasutaja ruumile (uaccess) ja struktuuri "page" tööd.
  • x86-64 süsteemidele on rakendatud uus süsteemikõne uretprobe(), mis optimeerib uretprobe jälgimismehhanismi toimimist, võimaldades jälgida funktsioonide tagastatud väärtusi kasutaja ruumi rakendustes.
  • On lisatud kernel'i käsurea parameetrid: "reserve_mem", mis reserveerib nimetatud mäluala käivitamise ajal, ja "ramoops.mem_name", mida kasutatakse pstore mäluala jaoks, mis on loodud reserve_mem kaudu.
  • Kontrolleri, mis põhineb cgroup'il, on faili memory.reclaim lisatud parameeter "swappiness", mis võimaldab muuta tasakaalu anonyymsete mälulehtede vahetamise ja failide vahemälu jaoks kasutatava mälu vabastamise vahel.
  • Lisatud on ioctl-liides PROCMAP_QUERY, et efektiivsemalt leida virtuaalseid mälu alasid (Virtual Memory Area) failis /proc/PID/maps.
  • Süsteemi kutsesse mmap() on lisatud lipp MAP_DROPPABLE, et taotleda mälu, mida ei kunagi vahetata välja, ja mille puudumise korral võib eemaldada.
  • Arhitektuurile ARM64 on rakendatud füüsiliste ja virtuaalsete CPU-de kuumplugimise (online/offline režiimide) tugi ACPI süsteemides.
  • Arhitektuurile RISC-V on tagatud mälukuumplugimise tugi ja lisatud on GCC plugin STACKLEAK, mis initsialiseerib kõik stack'is hoitavad muutujad, et vältida teabe leket kernelist mitte-initsialiseeritud muutuja kaudu, mis võib sisaldada varasemaid andmeid.
  • EFI valege mälukaardi vale mehhanism eemaldatud laadimisprotsessis. See mehhanism ei olnud praktiliselt kasutusel ning takistas usaldusväärse täitmise arendusi. virtuaalmasinad.
  • PowerPC 40x platvormi tugi lõpetatud.
  • GNU Make'i versioonile on esitatud kõrgemad nõuded — tuuma kompileerimiseks on vajalik vähemalt 2013. aastal välja antud GNU Make'i versioon.
• Virtualiseerimine ja turvalisus
  • Integreeritud on parandused, mis kiirendavad oluliselt (kuni 15 korda) juhuslike numbrite saamist süsteemi kõne kaudu getrandom(). Optimeerimine põhineb vDSO (virtuaalne dünaamiline jagatud objekt) mehhanismi kasutamisel, mis võimaldab süsteemi kõne käitlejat tuua tuumast kasutaja ruumi ning vältida konteksti vahetusi. Süsteemi kõne rakenduse laadimine toimub otse tuuma poolt protsessi aadressiruumi.
  • x86-64 süsteemide jaoks on lansseeritud uus AES-GCM krüpteerimise algoritmi teostus, mis toetab VAES, VPCLMULQDQ ja AVX512/AVX10 vektorijuhte kasutamist arvutuste kiirendamiseks. Tehtud testid näitavad, et jõudluse tõus pärast uuele teostusele üleminekut võib ulatuda kuni 156%-ni. AES-GCM assemblerteostus on täielikult ümber kirjutatud, arvestades korrektset, jõudlust, suurust ja koodi põhjalikku dokumentatsiooni.
  • On lisatud võimalus käivitada südamik külalissüsteemina virtualiseeritud keskkondades, kasutades AMD SEV-SNP (Secure Nested Paging) protsessori laiendust, mis on ette nähtud mälu sisemiste lehekülgede tabelite turvaliseks kasutamiseks. Ressursside juurdepääsu täiendavaks isolatsiooniks virtuaalsetest masinatest võib kasutada SVSM (Linux Secure VM Service Module) moodulit. Hüpperviisorisse KVM on lisatud algtugi külalissüsteemide käivitamiseks, mida kaitseb AMD SEV-SNP.
  • Lisatud on eraldi bucket slab allocator, mis aktiveeritakse CONFIG_SLAB_BUCKETS parameetri kaudu ja tagab kaitse „heap spraying“ rünnakute eest.
  • KVM hüperviisoris on lisatud ioctl-kutse, et eelnevalt eraldada mälu külalissüsteemile enne selle tegelikku käivitumist.
• Võrgu alamsüsteem
  • Lisatud sysctl-parameeter net.tcp_rto_min_us, mille kaudu saab seadistada minimaalset taasesituse ootetähtaega (retransmission timeout) TCP-sokkide jaoks.
  • Ehtool utiliiti on lisatud võimalus õrnalt seadistada katkestuste töötlemise konfigureerimist võrgu liidesed, mis kasutavad Net DIM liidest.
• Seadmed
  • AMDGPU draiveris on sisse lülitatud algtoetamine AMD RDNA4 GPU-le ("GFX12"). Toetatud on tehnoloogiad DCN 4.0.x, GC 12.0, GMC 12.0, SDMA 7.0, MES12 ja MMHUB 4.1.
  • Jätkatakse Intel Xe arhitektuuril põhineva Xe drm-draiveri (Direct Rendering Manager) arendust, mida kasutatakse Intel Arc seeria graafikakaartides ja integreeritud graafikas alates Tiger Lake protsessoritest. Parendatud on GPU-d, mis põhinevad mikroarhitektuuridel Battlemage, Arrow Lake ja Lunar Lake.
  • DRM (Direct Rendering Manager) alamsüsteemis on ümber kirjutatud monitori poolt edastatavate EDID (Extended Display Identification Data) parameetrite töötleja.
  • i915 draiveris on lisatud Battlemage Xe2 GPU tugi ja vaikimisi on sisse lülitatud CMRR (Content Match Refresh Rate) režiim.
  • msm DRM-draiveris (Qualcomm Adreno GPU) on lisatud SM7150 platvormi ja GPU X185 ja a505 tugi.
  • Lisatud on tugi Lincoln Tech Sol LCD185-101CT, Microtips Technology 13-101HIEBCAF0-C, Microtips Technology MF-103HIEB0GA0, BOE nv110wum-l60, IVO t109nw41, WL-355608-A8, PrimeView PM070WL4, Lincoln Technologies LCD197, Ortustech COM35H3P70ULC, AUO G104STN01 ja K&d kd101ne3-40ti ekraanipaneelidele.
  • Heli süsteemis on lisatud tugi Intel Panther Lake, Asahi Kasei AK4619, Cirrus Logic CS530x, Everest Semiconductors ES8311, NXP i.MX95, LPC32xx, Qualcomm LPASS v2.5, WCD937x, Realtek RT1318, RT1320 ja Texas Instruments PCM5242 kiipidele ja koodekitele.
  • Viimased muudatused on tehtud ARM SoC Snapdragon X Elite toe tagamiseks, kus kasutatakse ettevõtte oma 12-tuumalist CPU-d Qualcomm Oryon ja GPU-d Qualcomm Adreno. Kiip on mõeldud kasutamiseks sülearvutites ja lauaarvutites, edestades paljuski Apple M3 ja Intel Core Ultra 155H kiipe. 6.11 versiooni tuumale lisatud muudatused on seotud GPU Adreno X1-85 toe ja energiahoolduse haldamisega. Snapdragon X Elite SoC baasil olevate seadmete hulgas on välja kuulutatud tugi ASUS Vivobook S15 ja Lenovo Yoga Slim7x sülearvutitele.

Samal ajal lõi Ladina-Ameerika vabade tarkvarade fond täiesti vabade tuumade variandi 6.11 — Linux-libre 6.10-gnu, mis on puhastatud kogu tarkvarast ja draiveritest, mis sisaldavad mittesoodsaid komponente või koodiosasid, mille kasutusala on tootja poolt piiratud. Väljaandes 6.11 on uuendatud puhastusprotsessi kood blobide kohta draiverites mdgpu, adreno, vgxy61, atomisp, btnxpuart, prueth ja tas2781. Uute draiverite amdgpu isp, tn40, rtl8192du, cs40l50, rt1320 ja pcie-rcar-gen4 puhastamise protsess on teostatud. Blobi nimede puhastamine dts-failides (devicetree) arhitektuurile Aarch64 on lõpule viidud. Lisatud versioon primitiivide laadimise jaoks, mis ei genereeri hoiatusi ega päringuid (nowait-nowarn). Lisatud kood primitiivide laadimisprotsessi määramiseks Rusti keeles kirjutatud koodis.

Allikas: opennet.ru