Linuxi tuuma 6.8 väljalaskmine

Pärast kahte kuud arendust esitles Linus Torvalds Linuxi tuuma versiooni 6.8. Kõige märgatavamad muudatused on: Intel GPU jaoks mõeldud Xe draiver, blokeeritud seadmete kaitserežiim monteeritud failisüsteemidega, Deadline serveri ülesande planeerimise mehhanism, automaatne identsete mälu lehtede ühendamise optimeerimine, esimene Rusti keeles kirjutatud draiver, süsteemikutsed listmount ja statmount, bpfilter ja SLAB eemaldamine, KVM-i guest_memfd mehhanism, andmete juurde pääsu profileerimine.

Uude versioonis on vastu võetud 15641 parandust 2018 arendajalt, patši suurus on 44 MB (muudatused puudutasid 12212 faili, lisatud 663864 koodirea, eemaldatud 339094 rida). Eelmine väljalase sisaldas 18405 parandust 2066 arendajalt, patši suurus oli 72 MB. Umbes 42% kõikidest 6.8 versioonis esitatud muudatustest on seotud seadme draiveritega, umbes 15% muudatustest puudutab riistvaraarhitektuuridele spetsiifilist koodi uuendamist, 14% on seotud võrgu neid, 6% - failisüsteemidega ja 3% - tuum sisemiste alamsüsteemidega.

Git-repositooriumis, kus asub tuum 6.8, on 9,996 miljonit objekti, mis viitab sellele, et järgmine tuum 6.9 ületab 10 miljoni git-objekti märgilise piiri. Varasematel juhtudel, kui vahetati harude numbreid 3.x ja 4.x, korreleeris see hästi repositooriumis olevate git-objektide arvuga — tuum 3.0 välja anti, kui repositooriumis oli ligikaudu 2 miljonit objekti, ja tuum 4.0 — 4 miljonit objekti. Samas, 2019. aastal 5.0 väljaandmine katkestas selle loogilise ahela, kuna selle koostamise ajal sisaldas repositoorium umbes 6,5 miljonit git-objekti.

Tuuma 6.8 peamised uuendused:

• Diskisüsteem, sisend/väljund ja failisüsteemid
  • Lisatud on otsese kirjutamise blokeerimise režiim blokeeritud seadmetele, millel on monteeritud failisüsteemid (režiimi aktiveerimisel ei saa root-kasutaja failisüsteemi muuta blokeeritud seadme tasemel). Vaikimisi on režiim välja lülitatud ja nõuab kompileerimisel parameetri BLK_DEV_WRITE_MOUNTED määramist. Btrfs-i partitsioonide puhul ei toimi blokeerimine praegu, kuna Btrfs koodis pole veel vajalikud muudatused vastu võetud.
  • Lisatud on süsteemikutsed listmount() ja statmount(), mis võimaldavad kasutajaruumi kaudu saada detailset teavet monteeritud failisüsteemide kohta.
  • XFS failisüsteemi puhul on jätkatud tööd fsck utiliidi rakendamise võimaluse realiseerimise nimel, et kontrollida ja parandada esilekerkivaid probleeme online-režiimis, ilma failisüsteemi lahutamata.
  • Ext4-s on väiksemate mälu lehtede blokid kasutavad dioread_nolock kutset, mis võimaldab tõsta jõudlust, vabanedes liigsetest lukustustest. Mõned funktsioonid on viidud üle mälu lehtede folio'ide kasutamisele.
  • Btrfs-is on lisatud tugi monteerimislipule "nospace_cache" vabade blokkide vahemälu deaktiveerimiseks. Mõned funktsioonid on viidud üle mälu lehtede folio'ide kasutamisele.
  • EROFS-failisüsteemis (Extendable Read-Only File System), mis on mõeldud kasutamiseks ainult lugemisrežiimis osade jaoks, on lisatud sublehtede tihendamise tugi ning parendatud töölemehed olukordades, kus mälu on vähe.
  • F2FS-is on parendatud tsoonitud salvestusseadmete toetust (gruppide blokaerimine või sektorite jaotamine, kuhu on lubatud vaid järjestikune andmete lisamine kogu bloki grupi uuendamisega).
  • SMB FS-is on rakendatud võimalus luua seadme plokilisie ja sümboolne faile.
  • Bcachefs-ile on lisatud osaline toetus monteeritud FS-i kontrollimiseks ja taastamiseks.
  • Seadmestiku map'i subsüsteemis on lõpetatud MD_LINEAR, MD_MULTIPATH ja MD_FAULTY töötlejateta toetus, mis kuulutati 2021. aastal vananenuks.
• Mälu ja süsteemiteenused
  • Zswap subsüsteemi on lisatud, et mälu nappuse korral aktiveerida võimalus sunniviisiliselt tühjendada „külmad“ mäletlehed reaalsesse vahetusfailisse, mis ei ole olnud juurdepääsetavad ja mis tõenäoliselt jäävad kasutamata. Zswap lõpetab vahetusfailidesse suunatud lehtede vahemälu, hoides neid võimaluse korral mälu kompressitud vormis ilma reaalsesse mittesurutud vahetusfaili diskil. Muudatused mälu nappuse korral vähendavad Zswap-is hoitava pulga suurust ja vabastavad mälu süsteemile.
  • Zswap-is on pakutud uus režiim, mis täielikult keelab edasi lükatud kirjutamise (writeback) reaalsetesse vahetusfailidesse, kui kirjutamisüritus ebaõnnestub, ja ei tühjenda juba olemasolevaid Zswap pulgas lehti vahetusfailidesse.
  • Ülesande ajastaja on lisatud SCHED_DEADLINE serveri mehhanism, mis lahendab protsessorressursside mittekaotamise probleemi tavaliste ülesannete jaoks, kui CPU-d monopoliseerivad kõrge prioriteediga (realtime) ülesanded. CPU monopoolimise vältimiseks tuumas kasutati varem mehhanismi Realtime throttling, mis püüdis reserveerida 5% madalama prioriteediga ülesannete jaoks, jättes 95% aega realtime-ülesannetele. See mehhanism jättis soovida, kuna tavalised ülesanded ei saanud paljudes olukordades protsessori aega piisavalt. SCHED_DEADLINE server rakendab tõhusamat ressursside reserveerimise mehhanismi.
  • DAMON (Data Access MONitor) alamsüsteemi, mis jälgib protsessi juurdepääsu andmetele operatiivmälu, on lisatud automaatse mälukoormuse agressiivsuse seadistamise mehhanism, mis põhineb määratud kvootidel.
  • Tugiteenus multi-suurusega suured mälulehed (mTHP — multi-size Transparent Huge Pages) on nüüd toetatud, võimaldades eraldada mäluruumi plokkides, mis on suuremad kui alammälu leht, kuid väiksemad kui traditsioonilised THP-lehed.
  • Toetatakse suurte foliantide (page folios, ühendatud mälulehed) kasutuselevõttu anonüümses mälus (mis ei ole seotud failisüsteemiga, näiteks läbi malloc'i eraldatud). Muudatus on suunatud jõudluse suurendamisele, eraldades suuri mälukilde mälulehtede (page faults) juurdepääsu ajal. Näiteks suurte foliantide kasutamine on võimaldanud 5% võrra vähendada kerneli uuesti koostamise aega (kui kerneli tasemel veedetud aega vähendada 40% võrra).
  • Mitu suurust mälulehtede (Transparent Huge Pages) keelamiseks on kerneli konfigureerimisfaili lisatud parameeter TRANSPARENT_HUGEPAGE_NEVER.
  • Kasutaja ruumi mälulehtede (page faults) käsitlejate loomise võimalusteruutuseruptfd() süsteemkutsesse on lisatud toiming UFFDIO_MOVE, mis võimaldab mälulehtede teisaldamist virtuaalses aadressiruumis virna pakendamise (heap compaction) käigus ilma mälulehe eraldamise toimingut teostamata. Tehtud katsete tulemused näitavad, et UFFDIO_MOVE kasutamine on võimaldanud 40% võrra vähendada virna pakendamise aega võrreldes UFFDIO_COPY toimingu kasutamisega.
  • Lisatud on mehhanism «KSM advisor», mis võimaldab automaatselt optimeerida identsete mälulehtede liitmise alam-süsteemi parameetreid (KSM — Kernel Samepage Merging).
  • Rohkem on edasi viidud Rust-for-Linux haru muudatusi, mis on seotud Rusti keele kasutamisega teise keelena draiverite ja tuumamoodulite arendamisel (Rusti tugi ei ole vaikimisi aktiivne ja ei too kaasa Rusti kui kohustuslikke ehitamisriike tuuma hulka). Uues versioonis on lisatud muudatused, mis lisavad Rusti mähise phylib abstraktsiooni tasemele ja kasutavad seda mähist draiver ax88796b_rust, mis tagab Ethernet-kontrolleri Asix AX88772A (100MBit) PHY-liidese toe. Funktsionaalsuse poolest on Rusti draiver täiesti ekvivalentne vana C-programmeerimise keeles kirjutatud draiveriga ax88796b ning seda saab kasutada X-Surf 100 võrgukaartidega, mis on varustatud kiibiga AX88796B. LoongArch arhitektuuri jaoks on võimalik kirjutada mooduleid Rusti keeles. Üleminek on toimunud Rusti väljalaskeversioonile 1.74.1.
  • Lisatud on BPF token mehhanism, mis võimaldab valikuliselt delegeerida BPF-i teatud omaduste töötlemise, näiteks BPF programmi laadimise või BPF kaardi loomise, mitteprivileegitud protsessidele kasutajaruumis, mille usaldusväärsust kinnitab spetsiaalne token.
  • BPF-programmide valideerimise funktsionaalsus on laiendatud.
  • Perf utiliiti on lisatud toe andmete profiilimiseks, mis võimaldab jälgida andmestruktuuride lugemist ja kirjutamist, näiteks kõige aktiivsemate muudetavate väljade tuvastamiseks struktuurides. Süsteemides, kus protsessorid toetavad mäluoperatsioonide teabe kogumist (Intel, AMD, ARM), tuleks statistika kogumise jaoks kasutada käsku «perf mem record» ja andmestruktuuride kutsumise aruanne väljastamiseks «perf annotate —data-type».
  • s390 (IBM Z) arhitektuuri süsteemikutsungite töötlemise jõudluse optimeerimine on viinud testides süsteemikutsungi sisenemise kiiruseni, mis on umbes 11% kiirem.
  • On antud võimalus muuta jälgimisbufferite suurust, mida kasutatakse jälgimisinfo nii-öelda kasutajaruumi edastamiseks.
  • Eelmise versiooni vananenud mälujaotuse mehhanism SLAB on eemaldatud, selle asemel kasutatakse tuumas nüüd ainult SLUBi. Põhjuseks on hooldamisprobleemid, koodivead ja funktsionaalsuse dubleerimine täiustatud allokaatoriga SLUB.
  • Tuuma koostamisel on sisse lülitatud lipp „-Wmissing-prototypes“, mis genereerib hoiatusteateid globaalsest funktsioonikutsest, millel puudub prototüübi määratlemine.
  • RISC-V arhitektuuril süsteemides, mis toetavad SUSP SBI laiendust, on ellu viidud tugi ooterežiimi üleminekuks, salvestades oleku RAM-i. Pakutakse võimalust kasutada süsteemi kutset riscv_hwprobe(), et saada teavet toetatud RISC-V käskude komplekti laienduste kohta.
• Virtualiseerimine ja turvalisus
  • Uued süsteemi kutsed lsm_list_modules(), lsm_get_self_attr() ja lsm_set_self_attr() on lisatud, et kuvada laaditud LSM-moodulite (Linux Security Modules) loendit ning saada/seada LSM-mooduli atribuute. Uus struktuur lsm_ctx on lisatud suhtlemiseks LSM kontekstis kasutaja ruumis ja tuumas.
  • AppArmori alamsüsteem on üleminekul SHA-256 algoritmi kasutamisele reeglite verifitseerimiseks, asendades SHA-1 hashid.
  • Tuumas on eemaldatud strlcpy() funktsiooni teostus, mis suvel lisati C teeki Glibc 3.38. Strlcpy on alternatiiv strncpy() funktsioonile, mis sisaldab puhversoomise kaitset ja tagab alati õige stringi lõpu nullbaiti.
  • Hüpervisor KVM Lisatud tugi guest_memfd alamsüsteemile (guest-first memory), mis pakub mäluhalduse funktsioone, mis võimaldavad saavutada võimalusi ja optimeerimisi, mida tavalise mäluhalduse süsteemi kasutamisel ei saa. Näiteks võimaldab guest_memfd eraldada ja peegeldada külastussüsteemis mäluala, mis on host-keskkonnast kättesaamatu, mida saab kasutada konfidentsiaalsete arvutuste korraldamiseks.
  • Külastussüsteemide jaoks, mis töötavad KVM hüperviisori all, on sisse lülitatud Intel protsessorites oleva LAM (Linear Address Masking) režiimi tugi, mis võimaldab kasutada osa 64-bitiste osutite bitte (57. kuni 62. bit) aadressimisega seotud metaandmete salvestamiseks.
  • KVM-hüperviisori jaoks on ARM64-architectuuri süsteemidesse lisatud 52-bitiste (LPA2) füüsiliste aadresside tugi. x86-architectuuri süsteemide jaoks on saadaval kompileerimine ilma Hyper-V hüperkõnede emuleerimiseta, mis võimaldab vähendada tuuma suurust.
  • Lisatud on iaa (IAA Compression Accelerator) draiver, et kiirendada DEFLATE meetodil andmete tihendamise ja dekomprimeerimise operatsioone, kasutades Intel Analytics Accelerator (IAA) krüptograafiliste kiirendite võimalusi.
  • Host-keskkonna poolel on rakendatud Intel TDX (Trusted Domain Extensions) mehhanismi tugi, mis võimaldab KVM-hüperviisorit kasutades luua kaitstud külalisrakendusi, kus kasutatakse mälu krüpteerimist. virtuaalmasinate.
  • SELinuxi on lisatud SID-identifikaator "init", mis võimaldab eristada alglaadimise käigus käivitatud protsesse, mis on alustatud enne SELinuxi poliitikate rakendamist. Parandatud on /sys/fs/selinux liidese haldamist SELinuxi jaoks.
• Võrgusüsteem
  • Töötati läbi madala taseme ümberkorraldus põhivõrgustruktuurides, et suurendada vahemälu tõhusust. Varasemalt olid võrgu stacki socks, netdev, netns ja mibs struktuurides väljad paigutatud lisamise järjekorras, mis piiratis protsessori vahemälu kasutamist. Muutused muutujate paigutamises struktuurides tõid kaasa TCP töökiirusetõusu, vähendades andmete edastamise etapis vahemälu stringide kasutamist ning optimeerides muutujate juurde pääsemist. Paljude paralleelsete TCP-ühenduste töötlemise korral võib kiirusetõus ulatuda 40%-ni.
  • Eemaldatud on bpfilteri süsteem, mis kasutas BPF-i paketifiltreerimiseks. Bpfilterit pakuti alates versioonist 4.18, kuid seda ei viidud kunagi laiemaks kasutamiseks sobivale tasemele. Viimastel aastatel ei ole bpfilteri kood tuumas edasi arenenud, samas kui arendust jätkas Facebook eraldi repos.
• Varustus
  • Uue Intel Xe arhitektuuril põhineva GPU jaoks on lisatud uus drm-draiver (Direct Rendering Manager), mida kasutatakse Intel Arc seeria graafikakaartides ja integreeritud graafikas alates Tiger Lake protsessoritest. Xe draiverit positsioneeritakse uute kiipide töötamise aluseks, mis ei ole seotud vanade platvormide toe koodiga. Draiver on loodud uue arhitektuuri põhjal, kus kasutatakse aktiivsemalt olemasolevaid DRM-alamsüsteemi komponente ning tüüpilisi draiveri i915 komponente, mis ei ole seotud konkreetsete GPU-dega, nagu ekraanidega suhtlemiseks vajalik kood, mälumudel ja execbuf'i realiseerimine. Mesa-s on OpenGL ja Vulkan töö Xe draiveri peal rakendatud olemasolevatesse Mesa-draiveritesse Iris ja ANV tehtud muudatuste tasemel.
  • i915 draiveris jätkub Intel LunarLake (Xe 2) kiipide toe rakendamine. Suurenenud on Intel Meteor Lake kiipide toetus.
  • Nouveau draiveris on seadistatud vaikimisi kasutada GSP püsivara funktsioone NVIDIA GPU-de juhtimiseks, mille aluseks on Turingi ja Ampere mikroadarkitektuurid, kus GPU initsialiseerimise ja juhtimise toimingud teostab eraldi mikrokontroller GSP (GPU System Processor). Seadistuse lubamisel töötab draiver püsivara kaudu, mitte otse riistvaraliste toimingute programmeerimisega.
  • AMDGPU draiveris on rakendatud ACPI WBRF ja VPE DPM toe, muudatud PCIe kanali kiirusetöötlust, 64-bitised järjestikused numbrid on seotud sünkroniseerimisjärjekordadega, lisatud AMD-spetsiifilised värvijuhtimise mehhanismid ning lahendatud une režiimi ülemineku probleem.
  • Lisatud on algne draiver Broadcom VideoCore 7.1 GPU-le, mida kasutatakse Raspberry Pi 5 leidudes.
  • Lisatud on draiver PowerVR 6 seeria GPU-dele, mis põhinevad Imagination Technologies'i Rogue mikroadarkitektuuril.
  • Lisatud on toetused Thunderbolt/USB4 kontrolleritele, mis on integreeritud Intel Lunar Lake mikroadarkitektuuril põhinevatesse kiipidesse.
  • Lisatud on draiverid kaameratele, millel on Starfive, GalaxyCore GC2145/GC0308, Chips&Media Wave ja THine THP7312 SoC-ides.
  • Lisatud on toe mängujuhikutele NSO (Nintendo Switch Online) — vanade SNES (Super Nintendo), Genesis ja N64 (Nintendo 64) juhtide variandid, mis on kohandatud Nintendo Switchile. Lisatud on draiver Adafruit Seesaw mängupuldile. Draiver xpad on täiendatud Lenovo Legion Go juhtide toega.
  • DTS draiverisse on lisatud tugi mänguseadmete jaoks Powkiddy RK2023, Powkiddy X55 ja Anbernic RG351V.
  • Tugi helisüsteemidele, mida kasutatakse NXP i.MX8m MICFIL, Qualcomm SM8250, AMD ACP5x, Intel Arrow Lake, SM8550, SM8650 ja X1E80100 kiipides.
  • AMD on teinud muudatusi, mis on seotud tulevase protsessoriseeria toetamisega, mis põhineb uuel mikroarhitektuuril Zen 5.
  • Lisatud tugi ARM64 SoC-dele: Qualcomm SM8650 (Snapdragon 8 Gen 3), Qualcomm X1E80100 (Snapdragon X Elite), Samsung Exynos Auto v920, Google GS101 (Tensor G1), MediaTek MT8188 ja Unisoc UMS9620 (Tanggula 7).
  • Lisatud tugi ARM-plaatidele ja seadmetele: Huashan Pi, Microsoft Lumia, HTC One Mini 2, Motorola MotoG 4G, Huawei Honor 5X/GR5, Anbernic RG351V, Powkiddy RK2023, Powkiddy X55, ComXpress Marvelli CN913x alusel, Lenovo Chromebook, Asus ja Acer MediaTek MT8183 alusel, Toradex Verdin AM62, Allwinner H616/H618 alusel olevad plaadid.
  • ARM11 ARMv6K SMP protsessorite toetus lõpetatud.

Samas töötas Ladina-Ameerika Vaba Tarkvara Sihtasutus välja täiesti vaba tuuma 6.8 — Linux-libre 6.8-gnu, mis on puhastatud mittevabade komponentide või koodilõigutega seotud püsiprogrammide ja draiverite elementidest, mille rakendust piirab tootja. Väljaandes 6.8 on uuendatud blobide puhastamise kood erinevates draiverites ja alamsüsteemides. Puhastamine toimus Intel qat_420xx, Imagination PowerVR, Intel Xe, Chips&Media Wave5, Intel VSC, Aquantia PHY ja Realtek rtw8922a draiverites. Draiverite atmel, hermes, orinoco_usb, libertas_cs ja zd1201 puhastamine lõpetati seoses nende eemaldamisega tuumast. Dts-failides (devicetree) on puhastatud blobide nimetused ARM ja Aarch64 arhitektuuride jaoks. Probleemid i915 draiveri puhastamisega on kõrvaldatud.

Allikas: opennet.ru