Linuxi ydinversioon 6.18

Pärast kahte kuud arendust tutvustas Linus Torvalds Linuxi tuuma versiooni 6.18. Olulisemate muudatuste hulka kuuluvad: dm-pcache püsikustutuskohandi (PMEM) jaoks, Bcachefsi eemaldamine, XFS-i online-kontrollrežiim, Binderi (Android IPC) ja Tyr (GPU Mali) draiverite toetus Rustis, USB-draiverite loomise võimalus Rustis, SLUB-i mälalokatsioonide optimeerimine ja nimepinda adresseerimine failides oleva descriptorite kaudu, vahetusmälutöö kiirendamine, BPF-programmide digitaalallkiri, Intel CET virtualiseerimine KVM-is, PSP võrguprotokoll (TLS ja IPsec hübriid), AccECN IP-laienduse tugi ning UDP-laeva optimeerimine.

Uues versioonis on tehtud 15035 parandust 2217 arendajalt, plaastri suurus on 45 MB (muudatused puudutasid 13142 faili, lisatud on 601897 koodirida, kustutatud on 355006 rida). Eelmises väljalaskes oli 14334 parandust 2118 arendajalt, plaastri suurus oli 46 MB. Umbes 40% kõikidest muudatustest 6.18 versioonis on seotud seadme draiveritega, ligikaudu 16% muudatustest puudutab spetsiifilise riistvara arhitektuuride koodi värskendamist, 12% on seotud võrgu pakettidega, 5% failisüsteemidega ja 3% tuuma sisemiste süsteemidega.

Peamised uuendused tuumas 6.18 (1, 2, 3):

• Diskisüsteem, sisend/väljund ja failisüsteemid
  • Device Mapperisse on lisatud dm-pcache töötleja, et kasutada püsivat mälu (CXL-mälu, mis on aadressitud DAX-seadmest) lisana kõrgema jõudlusega vahemäena aeglasemate traditsiooniliste ketaste või flash-mälu ees. Dm-pcache tagab vahemäe sisu säilimise avariide (crash-safe) korral, kasutades püsivälu, metadata kopeerimist ning andmete ja metadata terviklikkuse kontrollimiseks CRC32 kontrollsummasid. Praegu toetatakse ainult vahemäe kirjutamise režiimi (write-back).
  • Tuuma koodist on eemaldatud Bcachefsi failisüsteemi kood, mis nüüd levitatakse välist moodulitena, mis koostatakse DKMS-i (Dynamic Kernel Module Support) tööriistakomplekti abil. Bcachefsi kood võib naasta tuumasse, kui Kent Overstreet tõestab, et see suudab tõhusalt suhelda teiste tuuma arendajatega ja järgib kehtivaid arenduseeskirju.
  • Süsteemi kutsesse pwritev2() on lisatud lipp RWF_NOSIGNAL, mis keelab SIGPIPE signaali saatmise katkenud nimetamata torude või socketite kirjutamisel.
  • Procfs-i on lisatud mountimise valik "pidns", et määrata protsesside identifikaatorite (PID) nimede ruume. Näiteks: "mount -t proc -o pidns=\/proc\/self\/ns\/pid proc \/tmp\/proc".
  • XFS on kuulutatud stabiilseks ja vaikimisi on aktiveeritud fsck utiliidi kasutamine, et kontrollida ja parandada tuvastatud probleeme online-režiimis, ilma failisüsteemi eemaldamiseta. Lisatud on süsteemi kutsed file_getattr ja file_setattr, et muuta spetsiaalsete failide (iga inode) atribuutide väärtusi. KConfig-is on vaikimisi keelatud XFS_SUPPORT_V4 (XFS versioon 4) ja XFS_SUPPORT_ASCII_CI (ASCII märgete suuruse ignoreerimise režiim) valikud, mis on kuulutatud aegunuks. Aegunud mountimise valikud attr2, noattr2, ikeep ja noikeep on eemaldatud.
  • MD RAID-is on rakendatud uus bitikaartide tüüp – llbitmap (ilma lukustusteta bitikaart), mis töötab ilma lukustusteta ja tagab suurema jõudluse.
  • Kogu "inode" struktuurist on eraldatud andmed, mis on seotud krüpteerimise ja kontrollimisega (näitajad i_crypt_info ja i_verity_info). See muudatus võimaldab vähendada mälutarbimist failisüsteemides, mis ei toeta krüpteerimist ja kontrollimist.
  • FUSE alamsüsteemi on lisatud tugi süsteemi kutsumisele copy_file_range() ja vahemike otsekirjutamiseks 64-bitise suurusega (varasemalt toetati vaid 32-bitist suurust). Lisatud on sünkroonses režiimis initsialiseerimise tugi montaaži ajal (FUSE_DEV_IOC_SYNC_INIT).
  • Ext4 failisüsteemis on realiseeritud võimalus kasutada 32-bitiseid kasutaja (uid) ja grupi (gid) identifikaatoreid reserveeritud plokkide juurde pääsemisel. Lisatud on ioctl-operatsioonid montaažitud FS superblokki seadete seadmiseks ja lugemiseks (tune2fs suudab superblokis parameetreid muuta ilma plokiseadmest kirjutamisõigusteta). Aegunud ext3-spetsiifilised seaded on täielikult eemaldatud.
  • F2fs-i on lisatud mountimise valik "lookup_mode", et valida otsingu režiim: perf – hash-otsing, compat – lineaarselt otsimine, auto – automaatne valik. Muutmine režiimis on mõttekas konfigureeringutes, kus kataloogides ei arvestata suurte tähtedega. Praegust otsingu režiimi saab teada faili "\/sys\/fs\/f2fs\/\/effective_lookup_mode" kaudu. Lisatud on võimalus reserveerida inode, mis on saadaval ainult privileeritud kasutajatele.
  • Overlayfs'i on lisatud töörežiim, mis ei arvestanud sümbolite suurtähti, mida saab aktiveerida FS-i tasemel (spetsiifiliste kaustade jaoks pole veel tuge).
  • BTRFS-is on parendatud operatsioonide paralleelsust kõrge lugemise koormuse ja madala kirjutamise koormuse korral, lühendades tehingute fikseerimise aega ja vähendades sünkroniseerimise aega (minutist kümnete sekunditeni). Pakutakse võimalust kasutada blokke (bs), mis on suuremad kui mäluleht (ps).
  • KSMBD (SMB-serveri tuumatasemel) on lisatud parameeter, et piirata maksimaalset ühenduste arvu ühesugustelt. IP-aadressid. smbdirect, smbclient ja smbserver on üle viidud tuumastruktuuride kasutamisele.
  • SQUASHFS-is on lisatud võimalus kasutada süsteemikutses lseek() valikuid SEEK_DATA ja SEEK_HOLE andmete ja tühikute leidmiseks hõredates failides. Mõnedes testides on fikseeritud hõredate failide kopeerimise jõudluse suurenemine kuni 150 korda.
  • EXFAT-is on lisatud toe tugi ioctl FS_IOC_GETFSLABEL ja FS_IOC_SETFSLABEL, et lugeda ja kirjutada jaotusmärke. Pakutakse võimalust muuta mountimise valikuid remountimise ajal. Kiirus on vähenenud bitikartide laadimisel.
  • NTFS3-s on lisatud toe tugi ioctl FS_IOC_GETFSLABEL ja FS_IOC_SETFSLABEL jaotusmärkide lugemiseks ja seadmiseks.
• Mälu ja süsteemiteenused
  • Vastu võeti Binder'i protsessidevahelise suhtlemise mehhanismi teostus, mis on kirjutatud Rust'i keeles. Binderit kasutatakse Androidis protsesside vahelise suhtlemise ja meetodite kaugkutsumise korraldamiseks (ühel Androidi protsessil võib olla võimalik kutsuda meetodit või funktsiooni teises Androidi protsessis, kasutades Binder'i protsesside tuvastamiseks, kutsumiseks ja argumentide edastamiseks). Binder'i kood kirjutati Rust'i keeles ümber Google'i algatuse raames, et suurendada Androidi turvalisust.
  • SLUBis, tuuma mälu allocatoris, on rakendatud valikuline puhvri kihi "sheaves" rakendus, mis kasutab mitmeid puhveraid, millest igaüks on seotud eraldi CPU tuumaga, mis võimaldab ühel tuumal lokaliseerida toimingud mälu eraldamisel või vabastamisel. Selline puhver on parandanud mälu eraldamise ja vabastamise jõudlust tuumas, kui eemaldatud on liialdased sünkroniseerimise primitiivid, mis on vajalikud erinevate CPU tuumade kaasamiseks. Teostatud testides oli jõudluse kasvu vahemik 6.3% kuni 31%, sõltuvalt koormusest.
  • Tugiteenusele on lisatud võimalus luua failide descriptorid, mis on seotud kindla nime ruumiga (namespace). Erinevalt ruumide nimele identifikaatorite kaudu viitamisest (/proc//ns/), on failide descriptor seotud konkreetselt nime ruumi eksemplariga ja välistab olukorra, kus identifikaator on uuesti eraldatud ja osutab juba teisele objektile. Sarnaselt pidfds'i kasutamisele avatakse ruumide nimedega seotud failide descriptorid funktsioonide open_by_handle_at() ja name_to_handle_at() kaudu.
  • Rakendatud on «Swap Table» mehhanism, mis võimaldab parandada paginate jõudlust. Kiirus saavutatakse, vähendades konkurentsi vahetuse vahemälu juurdepääsu pärast, tõhusama vahemälus otsimise ja fragmentatsiooni vähenemise kaudu. Swap Table'i põhine tagaplaan on kasutusel paginate vahemälu jaoks asemel XArray tagaplanile ja on keskmiselt parandanud jõudlust 5-20%. Usemem testi kaudu suurenes läbilaskevõime 17-28%, mitme lõime tuumade taasühendamise testis vähenes kogumise aeg 1.12-3.19%, redis-benchmark testi BGSAVE näitas töötlemise päringute arvu suurenemist 6-7%.
  • Zswap alamsüsteem on viidud otse zsmalloc mälude jaotamise süsteemi kasutusele, asendades zpool kihi, mis ei ole enam kusagil mujal kasutusel ja on nüüd kernelist eemaldatud.
  • Mikrokoode laadimise käitumise haldamiseks x86 süsteemides on rakendatud käsurea suvand «microcode=flagide nimekiri». Praeguses vormis vahetas uus suvand «microcode.force_minrev» ja võimaldab samuti määrata minimaalne võimalik mikrokoode versioon laadimiseks.
  • Alustati üleliigse «page» struktuuri reorganiseerimist, mida kasutatakse operatiivmälu haldamiseks. Lisatud on tüüp ‘memdesc_flags_t’ universaalsete lippude väljade jaoks, mida saab kasutada pärast oodatavat tulevikus eraldi struktuuride eraldamist «page» struktuurist slab- ja folio'ide jaoks.
  • Nios2 arhitektuurile, mida kasutatakse Altera Nios II protsessorites (FPGA põhine soft-protsessor), on ellu viidud süsteemikõne clone3() tugi.
  • Tuuma konfiguratsioonile (KConfig) on lisatud atribuut «transitional», mida saab kasutada seadet märgistamiseks, mis ei kuvata kasutajaliidestes, nagu «make menuconfig», ja ei sisaldu genereeritud konfiguratsioonifailides. Atribuudi peamine eesmärk on lihtsustada valikute ümbernimetamise protsessi, säilitades tagurpidi ühilduvuse.
  • Clang kompilaatori minimaalne versioon, millega kerneli võib kokku panna, on tõstetud LLVM tööriistade versioonile 15. Debian 12 ja Ubuntu 22.04 toovad endaga kaasa LLVM 14.
  • Jätkatud muudatuste üleviimine Rust-for-Linux harust, mis on seotud Rust keele kasutamisega teise keele valikuna draiverite ja kerneli moodulite arendamiseks (Rust tugi ei ole vaikimisi aktiveeritud ja see ei vii Rust’i kerneli kohustuslikuks sõltuvuseks). Uues versioonis on Rust koodile rakendatud aatomilised mäluoperatsioonid, maple tree struktuur, võimalus luua DebugFS-failid ning funktsioonid bitikaartide manipuleerimiseks. Tänu API laiendamisele on draiverite arendamine laiem. Lisatud on täielik abstraktsioonide komplekt USB-seadmete draiverite arendamiseks (näidis USB-draiver). Perf utiliidile on lisatud tugi rustc kompilaatori genereeritud silumis sümbolitele.
• Virtualiseerimine ja turvalisus
  • Lisatud on digitaalsete allkirjade kaudu laaditavate BPF-programmide krüptograafilise kontrollimise tugi. Edaspidi laiendatakse seda võimalust allkirjastatud BPF-programmide laadimise reeglite määratlemise vahendite ja võimaluse pakkumisega mitteprivileegitud kasutajatele kinnitatud BPF-programmide kasutamiseks.
  • KVM hüperviisorisse on rakendatud Intel CET (Control-flow Enforcement Technology) virtualiseerimise tugi, mida kasutatakse kaitseks ROP (Return-Oriented Programming) meetoditest lähtuvate eksploitide vastu. Kaitse saavutatakse selle abil, et pärast funktsiooni juhtimise edastamist salvestab protsessor tagasipöördumise aadressi mitte ainult tavapärases hunnikus, vaid ka eraldi varjatud hunnikus, mida ei saa otse muuta.
  • Lisatud võimalus kasutada rohkem kui 255 CPU-d külalissüsteemides, mis töötavad Bhyve hüperelemendi all FreeBSD 15 hostides.
  • Lisatud dibs (Direct Internal Buffer Sharing) kiht hallatud jagatud puhversüsteemide jaoks isoleeritud keskkondades, nagu hüperelement või Linuxi kerneli näide.
  • Auditialasse on lisatud tugi mitme samaaegselt aktiveeritud LSM (Linuxi turvamuul) mooduli tööks.
  • Lisatud virtio-kettajuhik spi-virtio, et pääseda SPI-seadmest (Serial Peripheral Interface) välja. virtuaalmasinate.
  • KVM hüperelemendis on lisatud SEV-SNP CipherText Hiding režiimi tugi, mis blokeerib kaitstud külalissüsteemide mälu šifrikoodi lugemise volitamata CPU poolt.
  • Lisatud qtee draiver TEE-keskkondade (Trusted Execution Environment) Qualcommi kiipide jaoks.
• Võrgusüsteem
  • Lisatud tugi TCP-ühenduste krüpteerimisele, kasutades Google'i loodud PSP (PSP Security Protocol) turvaprotokolli andmeside krüpteerimiseks andmete keskuste vahel. PSP pakub krüpteerimist, krüptograafilist terviklikkuse kontrollimist ja allika autentimist, rakendades oma moodustise protokollide TLS ja IPsec võimeid. PSP rakendab krüpteerimist üksikute võrguühenduste tasandil, mitte kogu sidekanali tasandil. PSP kasutab erinevaid krüpteerimisvõtmeid erinevate tunnelitavate TCP-ühenduste jaoks, et tagada liikluse range isoleerimine erinevate rakenduste ja töötlejate vahel. CPU koormuse vähendamiseks toetatakse krüpteerimise ja dekodeerimise operatsioonide ülekandmist võrgukaartidele. Andmete edastamiseks kasutatakse UDP protokolli, mille peal edastatakse originaalse TCP-paketi sisu.
    
  • Lisatud on esialgne tugi laiendusele AccECN (Täpsustatud Eksplicitne Ülekande Teadlikkus), mis on täiustatud versioon ECN-laiendusest, võimaldades hostidel koormuse korral IP-pakette märgistada, selle asemel et neid tagasi lükata, andes võimaluse tuvastada algne ummistuse etapp sidekanalites ilma pakettide kaotuseta. Algne ECN-laiendusel on piirang, mis lubab ühte ülekande signaali edastada ühe TCP edastus-tsükli (RTT, Ringreisiaeg, päringu saatmine ja vastuse saamine) raames. AccECN eemaldab selle piirangu ja võimaldab saajal edastada saatjale rohkem kui üks koormusetu märk TCP-paketi päises. Koormuse juhtimise algoritmid saavad seda teavet kasutada, et täpsemalt reageerida koormetele ja mitte kasutada teravat pakettide saatmise vähenemist, kui esinevad väikesed koormused.
  • UDP-kohas on optimeeritud sissetulevate pakettide töötlemine DDoS-rünnakute korral, mis toovad kaasa suure hulga pakettide saabumise ühte või mitmesse UDP-socketisse. Tehtud optimeerimised, nagu konkurentsivõimete lukustuste vähendamine, andmestruktuuride mälus ülesehitamise optimeerimine ja NUMA (ebavõrdne mäletegevus) arhitektuuri arvesse võtvate lukustuste kasutamine, on võimaldanud suurendada UDP-pakettide vastuvõtu jõudlust 47% ja rohkem äärmuslikes tingimustes.
  • NFS-serveris on realiseeritud võimalus sisse-/väljumise vahemälu keelamiseks, mis võimaldab kasutada NFS-serverit süsteemides, millel on vähe mälu (nt vähendatud pilvekeskkondades). Vahemälu keelamine võib olla kasulik ka koormatud NFS-serverites, et vältida kohalike salvestusseadmete andmete vahemälust välja tõukamist NFS vahemälu jaoks mälu vabastamise tõttu.
  • Sissetulevate ja välja saadetavate pakettide maksimaalne vahemälu suurus võrgu sokettide jaoks (net.core.rmem_max ja net.core.wmem_max) on suurendatud 2 MB-lt 4 MB-le. Vaikimisi suurus ei ole muutunud (net.core.rmem_default ja net.core.wmem_default = 2 MB).
  • Lisatud on draiver Qualcomm PPE (Pakettide Töötlemise Mootor) võrgutegevuste kiirendamiseks, mida kasutatakse Qualcomm SoC IPQ9574-s.
• Varustus
  • Ytme tuuma on vastu võetud Tyr draiver, mis on kirjutatud Rust keeles ja toetab ARM Mali GPU-sid, milles kasutatakse CSF (Command Stream Frontend) tehnoloogiat, nagu Mali G310, G510 ja G710. Draiver ei ole veel valmis tavalise kasutamise jaoks ning seda käsitletakse katseprototüübina, et testida abstraktsioone Rust keeles draiverite väljatöötamiseks.
  • HID (Human Interface Device) liidese sisendseadmete draiveritesse on lisatud puutetundlikud padjad, mis toetavad taktiilset tagasisidet ja surveandureid.
  • Jätkatakse Intel Xe arhitektuuril põhineva drm-draiveri (Direct Rendering Manager) Xe arendamist, mida kasutatakse Intel Arc seeria graafikakaartides ja integreeritud graafikas alates Tiger Lake protsessoritest. Uues versioonis on lisatud madvise liides, aktiviseeritud SR-IOV PF (Single Root I/O Virtualization Physical Function) tugi, lisatud Intel PSMI režiimi tugi seadmete valideerimiseks, lisatud tugi seadme tarkvara poolt edastatud veateate töötlemiseks, rakendatud SLPC energiatarbimise profiil, lisatud tugi abiprogrammide laadimiseks (nt jahutuskontrolleri ja pingeregulatsiooni jaoks) draiveri kontrollimise ajal.
  • AMDGPU draiverisse on lisatud tugi Cyan Skillfish APU-de seadmetele, parendatud AMD GCN 1.0 tugi, saavutatud ühilduvus criu tööriistaga, sysfs-i on lisatud temperatuuri mõõtmise näitajad, lubatud MMIO remapimise päringud kasutajaruumi.
  • i915 draiveris on aktiveeritud Wildcat Lake perekonna kiipide tugi ning parandatud Jasper Lake, Elkhart Lake, Gen7 ja Gen6 GPU-de funktsionaalsust.
  • Nouveau draiveris on vaikimisi kasutusel NVIDIA GSP-firmad ja parendatud veateenuste töötlemist.
  • NVIDIA GPU-de Nova draiverikomponentide integreerimist on jätkata, kasutades GSP-firmvara, alustades NVIDIA GeForce RTX 2000 seeriast, mis põhineb Turingi mikroarhitektuuril. Draiver on kirjutatud Rusti keeles. Uues versioonis on laiendatud GSP firmvara tuge, täiustatud makro 'register!' implementatsiooni, lisatud PCI-seadmete klasside ja tootjate identifikaatorite tugi.
  • Lisatud rocket draiver NPU kiirendajatele, mida kasutatakse SoC Rockchip RK3588-s.
  • Kerneli parameeter 'boot_display' on lisatud, et valida väljundseade, mille kaudu kuvatakse laadimisprotsess mitme GPU-ga süsteemides.
  • vesadrm draiveris on rakendatud 8-bitiste palettide tugi.
  • MSM draiverisse on lisatud GPU Adreno 663 tugi ja teostatud energiatõhususe tehnoloogia IFPC (Inter Frame Power Collapse) toetamine.
  • Panthor draiverisse on lisatud GPU Mali-G710, Mali-G510, Mali-G310, Mali-Gx15, Mali-Gx20 ja Mali-Gx25 tugi.
  • Lisatud on ASoC Qualcomm Glymur ja PM4125, Realtek RT1321, Shanghai FourSemi FS2104/5S, Texas Instruments PCM1754 ja TAS2783A, qcs615, CS35L56 B2, tas2118, tas2x20, tas5825 helisüsteemide tugi. Samuti on lisatud Tascam US-144mkII ja Presonus S1824c hel USB kaardid.
  • Lisatud ARM CPU Cortex-A320 / A520AE / A720AE ja C1-Nano / Pro / Premium / Ultra tugi.
  • Lisatud on ARM-plaatide, SoC-de ja seadmete tugi: Apple M2 Pro, M2 Max ja M2 Ultra, Sony Xperia SP, Samsung Galaxy S22, Samsung Galaxy S20 FE, ASUS Eee Pad Slider SL101, Lenovo ThinkBook 16, HP Omnibook X14 X1P42100, Dell Inspiron 7441 / Latitude 7455, Sige1, NanoPi Zero2, Axis Artpec8, NXP i.MX91, ROCK 2A / 2F, Qualcomm Lemans Auto, Renesas RZ / T2H, RZ / N2H, RZ / T2H ja RZ / N2H, Aspeed AST27xx, Meta Clemente BMC, Netcube Nagami som, Tqma91xx, Ultratronik i.MX8MP Ultra-MACH, i.MX8ULP EVK9, Buffalo WXR-1750DHP.

Samas on Ladina-Ameerika Tasuta Tarkvara Sihtasutus koostanud täielikult vabade komponentidega tuuma 6.18 — Linux-libre 6.18-gnu, mis on puhastatud firmvara ja draiverite elementidest, mis sisaldavad mittevabasid komponente või koodijuppe, mille kasutusala on tootja poolt piiratud. Versioonis 6.18 on uuendatud Nova-Core, Intel XE, TI PRUeth, Lantiq GSWIP, Marvell WiFi-Ex draiverite blobide puhastamise koodi. Olevat puhastatud blobide nimesid dts-failides (devicetree) Qualcommi, Mediateki ja TI ARM64 kiipidele. Uute FourSemi fs2104/5s, TI TAS2783 ja Qualcomm GENI draiverite blobide laadimine on neutraliseeritud.

Allikas: opennet.ru