Linux 6.2 tuuma väljaanne

Kaks kuud kestnud arendustööd, Linus Torvalds esitles Linuxi tuuma 6.2 väljaannet. Kõige silmapaistvamad muudatused: Copyleft-Next litsentsi alusel koodi vastuvõtmine on lubatud, Btrfs RAID5/6 rakenduse täiustamine, Rust keele toe jätkuv integreerimine, Retbleed rünnakute kaitse kulude vähendamine, lubatud on mälu tarbimise reguleerimine tagasikirjutamise ajal, TCP-le on lisatud PLB (Protective Load Balancing) tasakaalustusmehhanism, lisatud on käskude täitmise voolu kaitse hübriidmehhanism (FineIBT), BPF-is on nüüd võimalik määrata oma objekte ja andmestruktuure, sisse on viidud rv (Runtime Verification) utiliit, RCU lukustuste rakendamisel on energiatarbimine vähenenud.

Uude versiooni on lisatud 16843 parandust 2178 arendajalt, plaastri suurus on 62 MB (muudatused puudutasid 14108 faili, lisati 730195 koodirida, eemaldati 409485 rida). Umbes 42% 6.2 versios esitatud muudatustest on seotud seadme draiveritega, ligikaudu 16% muudatusi on seotud riistvara arhitektuurile spetsiifilise koodi värskendamisega, 12% on seotud võrgu protokolliga, 4% failisüsteemide ja 3% tuuma sisemiste süsteemidega.

Peamised uuendused tuumas 6.2:

• Mälu ja süsteemiteenused
  • On lubatud tuuma lisamine Copyleft-Next 0.3.1 litsentsi alusel saadud koodi ja muudatustega. Copyleft-Next litsents on loodud ühe GPLv3 autori poolt ja on täiesti ühilduv GPLv2 litsentsiga, mida on kinnitanud SUSE ja Red Hati advokaadid. Võrreldes GPLv2-ga on Copyleft-Next litsents oluliselt kompaktsem ja arusaadavam (sissejuhatus ja vanade kompromisside mainimine on eemaldatud), see määratleb rikkumiste kõrvaldamise tähtaegade ja korrad, eemaldab automaatselt kopilehti nõudmised vanadele, mille kehtivus on üle 15 aasta.

    Copyleft-Next sisaldab ka punkti patenteeritud tehnoloogiate õiguste andmise kohta, mis erinevalt GPLv2-st teeb selle litsentsi ühilduvaks Apache 2.0 litsentsiga. Täieliku ühilduvuse tagamiseks GPLv2-ga on Copyleft-Next tekstis selgelt märgitud, et tuletatud teos võib olla välja antud mitte ainult algse Copyleft-Next litsentsi, vaid ka GPL litsentsi alusel.

  • Komplekti on lisatud utiliit „rv“, mis pakub liidest suhtlemiseks kasutajaruumi kaudu RV (Runtime Verification) alam süsteemi töötlejatega, mille eesmärk on tagada tõrgeteta toimimine kõrge töökindlusega süsteemides. Kontroll toimub töötamise ajal, kinnitades töötlejad jälgimispunktidesse, mis võrdlevad tegelikku tegevust eelnevalt määratletud süsteemi ootuste põhjaliku määratletud automaatmudeliga.
  • Seadmes zRAM, mis võimaldab hoida vahetusfaili kompressitud vormis mälus (mälu luuakse bloki seade, millele tehakse vahetus kompressimisega), on teostatud lehtede ümberpakendamise võimalus alternatiivsete algoritmide abil, et saavutada kõrgem kompressioonitase. Peamine idee on pakkuda valikut mitme algoritmi vahel (lzo, lzo-rle, lz4, lz4hc, zstd), mis pakuvad erinevaid kompromisse kompressiooni/dekompressiooni kiirusest ja kompressioonitasemest või on optimaalsed teatud olukordades (näiteks suurte mälu lehtede kompressiooniks).
  • Lisatud API „iommufd“, et hallata sisend-väljastuse mälu juhtimis süsteemi IOMMU (I/O Memory-Management Unit) kasutajaruumist. Uus API võimaldab hallata sisend-väljastuse mälu lehtede tabeleid, kasutades failide descriptor’e.
  • BPF-is on lisatud võimalus luua tüüpe, määrata oma objekte, luua oma objekti hierarhiat ja paindlikult vormida oma andmestruktuure, nagu seotud loendid. Une režiimile üleminevate BPF programmide (BPF_F_SLEEPABLE) jaoks on lisatud bpf_rcu_read_{,un}lock() lukustuste tugi. Rakendatud on support task_struct objektide salvestamiseks. Lisatud on map-tüüp BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE, mis pakub kohalikku salvestust cgroups jaoks.
  • RCU (Read-copy-update) lukustamis mehhanismi jaoks on rakendatud valikuline „laiskade“ callback-ide mehhanism, kus ajastiga pakettide režiimis töödeldakse korraga mitmeid callback-e. Pakutud optimeerimise rakendamine võimaldab vähendada energiatarvet Androidi ja ChromeOS seadmetes 5-10% võrra, lükates RCU päringud edasi jõudeoleku või madala koormuse ajal.
  • Lisatud on sysctl split_lock_mitigate, et juhtida süsteemi reaktsiooni jaotatud lukudesse («split lock») süsteemides, kus juurdepääs mittekohandatud mälule toimib, kuna aatomse käsu täitmise käigus andmed ületavad CPU vahemälu kahte rida. Sellised lukud põhjustavad märkimisväärset jõudluse langust. Kui split_lock_mitigate väärtuseks on seatud 0, siis antakse vaid hoiatus olemasolevast probleemist, kuid kui väärtus on 1, lisaks hoiatusest väljastamisele aeglustatakse ka lukustuse põhjustanud protsessi täitmist, et säilitada ülejäänud süsteemi jõudlus.
  • PowerPC arhitektuurile on pakutud uus qspinlock lukustuste rakendus, mis näitab kõrgemat jõudlust ja lahendab teatud lukustusega seotud probleeme, mis esinevad erandlike juhtumite korral.
  • MSI (Message-Signaled Interrupts) katkestuste töötlemise kood on ümber töötatud, lahendades kogunenud arhitektuurilised probleemid ja lisades tugi eraldi töötlejate sidumisele erinevatele seadmetele.
  • LoongArch käsu komplekti arhitektuuril põhinevates süsteemides, mis on rakendatud Loongson 3 5000 protsessorites ja ellu viib uus RISC ISA, mis on sarnane MIPS-i ja RISC-V-ga, on rakendatud ftrace tugi, steki kaitse, unerežiimi ja ooteaega.
  • Antakse võimalus määrata nimed jagatud anonüümses mälus (varem sai nimesid määrata ainult eraldi anonüümses mälus, mis on seotud konkreetse protsessiga).
  • Lisatud on uus kernelikäsu rida «trace_trigger», mis on mõeldud jälgimise aktiveerimiseks, mis on seotud tinglike käskudega, mis kutsutakse esile kontrollimise tuvastamisel (näiteks trace_trigger=»sched_switch.stacktrace if prev_state == 2″).
  • Tõstetud on binutils paketiversiooni nõuded. Nüüd on kernelikogumise jaoks vajalik vähemalt binutils 2.25.
  • exec() rakendamisel on lisatud võimalus viia protsess aja nimemääramisse (time namespace), kus aeg erineb süsteemi ajast.
  • Alustati Rust-for-Linux haru saavutamine, mis on seotud Rusti keele kasutamisega teise keele kui draiverite ja kerneli moodulite arendamise jaoks. Rusti toetamine ei ole vaikimisi aktiivne ja see ei too kaasa Rusti kuuluvust kerneli kohustuslike ehitamise sõltuvuste hulka. Eelmises väljaandes pakutud põhifunktsionaalsust on laiendatud võimalustega alusklassi koodi toetamiseks, nagu tüübid Vec ja makrod pr_debug!(), pr_cont!() ja pr_alert!(), samuti protseduuriline makro "#[vtable]", mis lihtsustab funktsiooni näidikute tabelitega töötamist. Oodatakse, et järgmistes väljaannetes lisatakse kõrgetasemelisi Rusti siduvaid elemente kerneli alamsüsteemide üle, mis võimaldavad täielike draiverite loomist Rustis.
  • Kerneli sees kuulutatakse tüüp "char" nüüd vaikimisi kõigi arhitektuuride puhul kui tähistamata.
  • Mälu jaotamise mehhanism slab - SLOB (slab allocator), mis oli loodud väike mälu mahuga süsteemide jaoks, on kuulutatud aegunuks. Tavalistes tingimustes soovitatakse SLOBi asemel kasutada SLUBi või SLABi. Väikesed mälu mahuga süsteemid peaksid kasutama SLUBi SLUB_TINY režiimis.
• Diskisüsteem, sisend/väljund ja failisüsteemid
  • Btrfs-is on tehtud täiendusi, et parandada "write hole" probleemi RAID 5/6 rakenduses ( RAID taastamise katse, kui kokkuvarisemine juhtus kirjutamise ajal ja ei ole selge, milline plokk kirjutati õigesti mõnes RAID seadmes, mis võib viia plokkide hävitamiseni, mis vastab kirjutamata plokkidele). Lisaks aktiveeritakse nüüd SSD-de puhul vaikimisi asünkroonsed "discard" toimingud, et saavutada suuremat tootlikkust, tänu efektiivsele "discard" toimingute rühmitamisele järjekorda, ja järjekorra töötlemisel taustaprosessoriga. Suurendatud on send ja lseek toimingute tootlikkust, samuti ioctl FIEMAP-i.
  • Tõhustatud on vahendeid viivitusega salvestamise (writeback, taustsalvestamine muudetud andmetest) haldamiseks plokk-seadmete jaoks. Mõnes olukorras, näiteks võrgu plokk-seadmete või USB-mälupulkade kasutamisel, võib viivitusega salvestamine põhjustada suurt mälu tarbimist. Viivitusega salvestamise käitumise juhtimiseks ja leheküünevahe mälus teatud piirides hoidmiseks on sysfs-s (\/sys\/class\/bdi\/) lisatud uued parameetrid strict_limit, min_bytes, max_bytes, min_ratio_fine ja max_ratio_fine.
  • Failisüsteemis F2FS on rakendatud ioctl-operatsioon atomaarseks asendamiseks, mis võimaldab andmete kirjutamist faili ühe atomaarse operatsiooni raames. F2FS-is on seejuures lisatud ka plokk-kohanduste vahemälu, mis aitab tuvastada aktiivselt kasutatavaid andmeid või andmeid, millele on pikka aega juurde ei ole pääsenud.
  • Failisüsteemis ext4 on fookuses ainult vigade parandamine.
  • Failisüsteemis ntfs3 on pakkuda mitmeid uusi montaaži valikuid: „nocase“ sümbolite suuruse arvestuse juhtimiseks failide ja kataloogide nimedes; windows_name failinimede loomise piiramiseks, mis sisaldab sümboleid, mis ei ole lubatud Windowsi opsüsteemis; hide_dot_files peidetud failide sildi määramise juhtimiseks failidele, mis algavad punktiga.
  • Failisüsteemis Squashfs on rakendatud montaaži valik „threads=“, mille abil saab määrata lõimede arvu pakkimise operatsioonide paralleelarvutamiseks. Squashfs-is on samuti olemas võimalus kaardistada kasutaja identifikaatorid ühendatud failisüsteemides, mida kasutatakse teatud kasutaja failide vastandinguks montaažitud võõras jagus praeguses süsteemis.
  • POSIX-i juurdepääsukontrolli nimekirjade (POSIX ACL) rakendust on ümber töötatud. Uues rakenduses on kõrvaldatud arhitektuursed probleemid, koodibaasi hooldamine on lihtsustatud ja kasutusele on võetud turvalisemad andmetüübid.
  • Fscrypt-i alamsüsteemi, mis on mõeldud failide ja kataloogide läbipaistvaks krüpteerimiseks, on lisatud tugi SM4 krüpteerimisalgoritmile (Hiina standard GB\/T 32907-2016).
  • Esitame võimaluse koostada tuuma NFSv2 toeta (tulevikus plaanitakse NFSv2 toetust täielikult lõpetada).
  • Juhtide juurdepääsu kontrollimise korraldus NVMe seadmetele on muudetud. Nüüd on võimalik NVMe seadmesse lugeda ja kirjutada, kui kirjutamisprotsessil on juurdepääs seadme erilisele failile (varem pidid protsessid omama CAP_SYS_ADMIN õigusi).
  • CD/DVD jaoks mõeldud paketidraiver on kustutatud, kuna see kuulutati 2016. aastal vananenuks.
• Virtualiseerimine ja turvalisus
  • Uus meetod Intel ja AMD CPU Retbleed haavatavusest kaitsmiseks on rakendatud, kasutades kutsete sügavuse jälgimist, mis ei aeglusta töötlust nii palju kui eelnevalt olemas olnud Retbleed kaitse. Uue režiimi aktiveerimiseks on ettepanekuks kernelis käskude rea parameeter "retbleed=stuff".
  • Lisatud on hübriidmehhanism käskude täitmise kaitsmiseks FineIBT, mis ühendab Intel IBT (Indirect Branch Tracking) riistvarainstruktsioonide kasutamise ja kCFI (kernel Control Flow Integrity) tarkvarakaitse eesmärgiga blokeerida normaalse täitmise järjekorra häireid, mis on põhjustatud halbadest koodi muudetud funktsioonide näidikest. FineIBT lubab täitmist ainult siis, kui hüpe suundub ENDBR instruktsiooni, mis asub funktsiooni alguses. Lisaks sellele, sarnaselt kCFI mehhanismile, järgneb kontrollimise protsess, mis garanteerib näidikute muutumatuse.
  • Lisatud on piirangud rünnakute blokeerimiseks, mis manipuleerivad "oops" olekute genereerimisega, pärast mida probleemselt ülesanded lõpetatakse ja olek taastatakse süsteemi töö katkestamata. Suure hulga "oops" olekute kutsete korral tekib viidatud loenduri (refcount) ülevool, mis võimaldab ära kasutada haavatavusi, mis tulenevad NULL viidete de-reference'ist. Sarnaste rünnakute kaitsmiseks on kernelisse lisatud maksimummäär "oops" sätte jaoks, mille ületamisel käivitab kernel "panic" olekusse sisenemise koos järgnevate taaskäivitamisega, mistõttu ei ole võimalik saavutada vajadust üleliigsete viidete ülevooluks. Vaikimisi on limiit seatud 10 000 "oops"-ile, kuid soovi korral saab seda muuta parametritest oops_limit.
  • Lisatud konfiguratsiooniparameeter LEGACY_TIOCSTI ja sysctl legacy_tiocsti, et keelata andmete sisestamine terminali läbi ioctl TIOCSTI, kuna seda funktsionaalsust saab kasutada suvaliste sümbolite sisestamiseks terminali sisendibufferisse ja kasutaja sisendi simuleerimiseks.
  • Pakutud uus sisemine struktuur encoded_page, kus näidiku madalamad bitid on reserveeritud lisainformatsiooni salvestamiseks, mida kasutatakse juhuslike tõukelinkide (nullide) kaitsmiseks (kui tõukelinkide tõukamine on reaalselt vajalik, tuleb need lisabidid esmalt puhastada).
  • ARM64 platvormil käivitusprotsessis on võimalus sisse ja välja lülitada Shadow Stacki programmi rakendust, mis kaitseb funktsioonist tagasipöördumise aadressi ülekirjutamise eest, kui tekib virna ülevool (kaitse põhimõte seisneb tagasipöördumise aadressi salvestamises eraldi 'varjatud' virna ja selle aadressi väljavõtmises enne funktsioonist väljumist). Ühes tuumas tuuma toetamine tark- ja riistvara rakendustes Shadow Stack lubab kasutada ühte tuuma erinevates ARM-süsteemides, sõltumatult pointerite autentimiseks vajalike käskude olemasolust. Tarkvara rakenduse sisselülitamine toimub vajalike käskude asendamise kaudu käivitamise ajal.
  • Lisatud toetus Intel'i protsessoritele asünkroonsete väljumisteate (asynchronous exit notification) mehhanismi kasutamiseks, mis võimaldab tuvastada single-step rünnakud SGX'is töötavale koodile.
  • Pakutud operatsioonide kogum, mis võimaldab hypervisor'il toetada päringuid Intel TDX (Trusted Domain Extensions) külalisüsteemidelt.
  • Eemaldatud tuuma ehituskeskkonna seaded RANDOM_TRUST_BOOTLOADER ja RANDOM_TRUST_CPU, mille asemel tuleks kasutada vastavaid käsurea valikuid random.trust_bootloader ja random.trust_cpu.
  • Landlocki mehhanismi, mis piirab protsessigruppide suhtlemist välismaailmaga, on lisatud toetus LANDLOCK_ACCESS_FS_TRUNCATE lipule, mis võimaldab kontrollida failide lühendamise operatsioonide toimumist.
• Võrgusüsteem
  • IPv6-le on lisatud PLB (Protective Load Balancing) tugi, mis on koormuse jaotamise mehhanism, mille eesmärk on vähendada koormuse kohti kesksetes lülitites. IPv6 Flow Labeli muutmise kaudu muudab PLB juhuslikult pakettide teid, et koormust tasandada lüliti portide vahel. Pakettide ümberkorraldamise vähendamiseks toimub see operatsioon, kui see on võimalik, pärast seisuperioode (idle). PLB rakendamine Google'i andakeskustes on võimaldanud vähendada lülitite portide koormuse tasakaalutust keskmiselt 60%, vähendada pakettide kadusid 33% ja vähendada viivitusi 20%.
  • Lisatud draiver MediaTek seadmetele, mis toetab Wi-Fi 7 (802.11be).
  • Toetust 800-gigabitsiste linkide jaoks on lisatud.
  • Lisatud on võimalus nimetada võrgu liideseid reaalajas ümber, ilma töö katkestamata.
  • SYN-floodi logi teadetesse on lisatud IP-aadress, kuhu pakett saadeti.
  • UDP-le on rakendatud eraldi hash-tabelite kasutamise võimalus erinevates võrgu nimedes.
  • Võrgusildadele on rakendatud MAB (MAC Authentication Bypass) autentimise meetodi tugi.
  • CAN (CAN_RAW) protokollile on rakendatud SO_MARK soklite režiimi tugi, et lisada liiklusfiltreid fwmarki alusel.
  • ipsetis on rakendatud uus parameeter bitmask, mis võimaldab määrata maski, mis põhineb IP-aadressi omaval valikul, näiteks "ipset create set1 hash:ip bitmask 255.128.255.0".
  • nf_tables on lisatud tugi sisemiste (inner) pealkirjade töötlemiseks, mis tulevad tunnelipakettide sees.
• Varustus
  • Lisatud on "accel" alamsüsteem, mis rakendab arvutuskiirendite raamistikku, mis võivad olla esitatud nii eraldi ASIC-idena kui ka IP-plokkidena SoC ja GPU sees. Peamiselt on need kiirendid suunatud masinõppe ülesannete lahendamise kiirendamisele.
  • amdgpu draiveris on sisse lülitatud IP-komponentide GC, PSP, SMU ja NBIO tugi. ARM64 süsteemidele on sisse lülitatud DCN (Display Core Next) tugi. Turvalise ekraaniväljundi rakendamine on viidud DCN10-lt DCN21-le ja seda saab nüüd kasutada, kui on ühendatud mitu ekraani.
  • i915 (Intel) draiveris on stabiliseeritud Intel Arc (DG2/Alchemist) eraldiseisvate graafikakaartide tugi.
  • Nouveau draiveris on rakendatud NVIDIA GA102 (RTX 30) GPU tugi, mis põhineb Ampere arhitektuuril. nva3 (GT215) kaartide jaoks on lisatud võimalus juhtida taustvalgustust.
  • Lisatud tugi Realtek 8852BE, Realtek 8821CU, 8822BU, 8822CU, 8723DU (USB) kiipide baasil töötavatele traadita adapteritele ning MediaTek MT7996, Broadcom BCM4377/4378/4387 Bluetooth-liidesele ning Ethernet-kontrolleritele Motorcomm yt8521, NVIDIA Tegra GE.
  • Lisatud ASoC (ALSA System on Chip) tugi HP Stream 8, Advantech MICA-071, Dell SKU 0C11, Intel ALC5682I-VD, Xiaomi Redmi Book Pro 14 2022, i.MX93, Armada 38x, RK3588 sisseehitatud helikiipide jaoks. Lisatud Focusrite Saffire Pro 40 heliliidese tugi. Lisatud Realtek RT1318 helikooder.
  • Lisatud tugi Sony (Xperia 10 IV, 5 IV, X ja X compact), OnePlus One, 3, 3T ja Nord N100, Xiaomi Poco F1 ja Mi6, Huawei Watch, Google Pixel 3a, Samsung Galaxy Tab 4 10.1 nutitelefonide ja tahvelarvutite jaoks.
  • Lisatud tugi Apple T6000 (M1 Pro), T6001 (M1 Max), T6002 (M1 Ultra), Qualcomm MSM8996 Pro (Snapdragon 821), SM6115 (Snapdragon 662), SM4250 (Snapdragon 460), SM6375 (Snapdragon 695), SDM670 (Snapdragon 670), MSM8976 (Snapdragon 652), MSM8956 (Snapdragon 650), RK3326 Odroid-Go/rg351, Zyxel NSA310S, InnoComm i.MX8MM, Odroid Go Ultra ARM SoC-dele.

Samas lõi Ladina-Ameerika Vaba Tarkvara Fond täiesti vaba tuuma versiooni 6.2 — Linux-libre 6.2-gnu, muutes selle puhtaks tootja piirangutest ja mitte-vabadest komponentidest või koodilõikudest. Uues väljaandes on eemaldatud uued blobid draiveris nouveau. Blobide laadimine mt7622, mt7996 wifi ja bcm4377 bluetooth draiverites on keelatud. Blobide nimede puhastamine dts-failides Aarch64 arhitektuuri jaoks on teostatud. Blobide puhastamise kood on erinevates draiverites ja alamsüsteemides ajakohastatud. S5k4ecgx draiveri puhastamine on lõpetatud, kuna see on tuumast eemaldatud.

Allikas: opennet.ru