P\u00e4rast kahte kuud arendust tutvustas Linus Torvalds Linuxi tuuma 5.16 v\u00e4ljaannet. K\u00f5ige m\u00e4rgatavamate muudatuste hulgas on: s\u00fcsteemikutsung futex_waitv Windowsi m\u00e4ngude j\u00f5udluse parandamiseks Wine'is, veavigade j\u00e4lgimine failis\u00fcsteemis l\u00e4bi fanotify, foliantide kontseptsioon m\u00e4luhalduss\u00fcsteemis, AMX protsessorijuhiste tugi, v\u00f5imalus eraldada m\u00e4lu v\u00f5rgusoketitele, netfilteri tugi pakettide klassifitseerimiseks \u201eegress\u201d faasis, DAMON alam\u00fcsteemi kaasamine kasutuks osutunud m\u00e4lu piirkondade ennetavaks v\u00e4ljaviskamiseks, kirjutamisoperatsioonide suure koormuse korral \u00fclekoormuste t\u00f6\u00f6tlemise parendamine, mitme ketta k\u00f5vakettade tugi. <\/p>\n
Uue versiooni juurde on lisandunud 15415 parandust 2105 arendajalt, plaastri suurus on 45 MB (muudatused puudutasid 12023 faili, lisatud 685198 koodirida, eemaldatud 263867 rida). Ligikaudu 44% k\u00f5ikidest 5.16 versioonis esitatud muudatustest on seotud seadmedraiveritega, umbes 16% muudatusi puudutavad riistvaraarhitektuuridele spetsiifiliste koodide v\u00e4rskendamist, 16% on seotud v\u00f5rgu s\u00f5lmedega, 4% -ga failis\u00fcsteemidest ja 4% -ga tuuma sisehalduss\u00fcsteemidest. <\/p>\n
Peamised uuendused tuumas 5.16: <\/p>\n
\n
Diskis\u00fcsteem, sisend\/v\u00e4ljund ja failis\u00fcsteemid<\/b>\n
\n
Fanotify mehhanismi on lisatud vahendid failis\u00fcsteemi seisundi j\u00e4lgimiseks ja veavigade tuvastamiseks. Veateave edastatakse uue s\u00fcndmuste t\u00fc\u00fcbi \u2014 FAN_FS_ERROR \u2014 abil, mida saab kinni p\u00fc\u00fcda kasutuskeskkonna j\u00e4lgimiss\u00fcsteemides, et kiiresti teavitada administraatorit v\u00f5i k\u00e4ivitada taastamisprotsesse. Juhul, kui vead esinevad j\u00e4rjestikku, tagab fanotify esimese vea s\u00f5numi edastamise koos probleemide koguarvuga, et lihtsustada edasist t\u00f5rgete p\u00f5hjuste anal\u00fc\u00fcsi. Veaj\u00e4lgimise tugi on praegu rakendatud ainult Ext4 failis\u00fcsteemi jaoks.\n
Parandatud kirjutamise \u00fclekoormuse t\u00f6\u00f6tlemist (write congestion), mis tekib, kui kirjutamise operatsioonide maht \u00fcletab salvestusseadmest saadavat ribalaiust ning s\u00fcsteem peab blokeerima kirjutamisprotsessi p\u00e4ringud kuni juba saadetud p\u00e4ringute t\u00e4itmise l\u00f5petamiseni. Uues versioonis on t\u00e4ielikult \u00fcmber tehtud tuumamehhanism, mida kasutatakse \u00fclekoormuse tekkimise teabe saamiseks ja \u00fclesannete blokeerimise jaoks, kuna vanas lahenduses t\u00e4heldati probleeme kirjutamise \u00fclekoormuse t\u00f6\u00f6tlemise ja m\u00e4lu lehtede swapimise l\u00e4bipaistvuse koordineerimise vahel, kui s\u00fcsteemis on m\u00e4lu puudus.\n
Btrfs toetab seadmete tsoonimist (Zoned Namespace), mida kasutatakse k\u00f5vaketastes v\u00f5i NVMe SSD-des salvestusruumi jagamiseks tsoonideks, mis koosnevad plokkide v\u00f5i sektorite gruppidest, kuhu tohib andmeid j\u00e4rjekindlalt lisada, uuendades kogu plokkide gruppi. Lisaks on tehtud v\u00e4ikseid optimeerimisi inode\u2019i logimises, mis on v\u00f5imaldanud suurendada l\u00e4bilaskev\u00f5imet dbench teste l\u00e4bides 3% ja v\u00e4hendada viivitusi 11%. \u00dcmber on tehtud kataloogide logimise mehhanism, milles on t\u00f5hususe suurendamiseks v\u00e4hendatud otsingute ja lukustuste arvu puudes. Elementide sisestamine btree struktuuri partii re\u017eiimis on kiirem (masselementide sisestamise aeg on v\u00e4henenud 4% ja kustutamine 12%). Lisatud on piiratud tugi kompressiooni kasutamiseks mittet\u00e4ielike lehtede kirjutamisel, samuti alalehtede defragmentimise v\u00f5imalus. Valmistatud on ette toetus protokolli teise versiooni lisamiseks k\u00e4sule 'send'.\n
XFS-failis\u00fcsteemis on v\u00e4hendatud m\u00e4lu tarbimist, kasutades sagedaste elementide jaoks eraldi slab vahem\u00e4lusid ning v\u00e4hendades m\u00f5ningate andmestruktuuride suurust.\n
Ext4-failis\u00fcsteemis on tehtud ainult vigade parandusi ja t\u00e4psustatud viivitusega initsialiseerimise tabeli inode parameetrite arvutamist.\n
Blokiseadmete tasandil on rakendatud optimeerimisi, mis v\u00f5imaldavad oluliselt t\u00f5sta operatsioonide koormuse sidumist CPU tuumadega efektiivsust.\n
Lisatud algne tugi mitme s\u00f5ltumatu mehhanismiga k\u00f5vakettadele (multi-actuator), mis v\u00f5imaldavad korraga ligi p\u00e4\u00e4seda mitmele sektorile erinevates magnetplaadi tsoonides.\n
Uus ioctl-k\u00e4sk CDROM_TIMED_MEDIA_CHANGE on lisatud, et tuvastada optiliste ketaste vahetamise s\u00fcndmusi.\n
EROFS-i (Enhanced Read-Only File System) failis\u00fcsteemi on lisatud tugi mitme salvestusseadmest \u00fcle t\u00f6\u00f6tamiseks. Erinevaid seadmeid saab peegeldada \u00fchte 32-bitisesse blokeeritud aadressiruumi. Samuti on lisatud LZMA algoritmi kasutamine kokkusurumiseks.\n
F2FS-i failis\u00fcsteemis on lisatud montaa\u017ei valikud failide fragmentatsiooni haldamiseks salvestuses (n\u00e4iteks fragmentidega salvestuste optimeerimise t\u00f5rkeotsingu jaoks).\n
CEPH-s on vaikimisi lisatud kataloogide loomise ja kustutamise toimingud as\u00fcnkroonses re\u017eiimis (vana k\u00e4itumise taastamiseks tuleks mountimise ajal kasutada lippu '-o wsync'). Lisatud on m\u00f5\u00f5dikute j\u00e4lgimine, mis j\u00e4lgivad v\u00e4listes objektides kopeerimise toiminguid.\n
CIFS-i on lisatud montaa\u017ei parameeter tcpnodelay, mis seab v\u00f5rgu sokli jaoks tcp_sock_set_nodelay re\u017eiimi, l\u00f5petades TCP-virna ooteajastuse. Samuti on lisatud tugi sisemistele DFS (Distributed File System) lingidele montaa\u017ei ajal.\n
On lisatud tugi plokkseadmest p\u00e4ringute l\u00f5petamiseks pakettre\u017eiimis. Muutuse testimine n\u00e4itas, et juhuslikult lugemise operatsioonide intensiivsus Optane seadmest t\u00f5usis 6.1 miljonilt IOPS-ilt 6.6 miljonile \u00fchel CPU tuumal. <\/ul>\n
M\u00e4lu ja s\u00fcsteemiteenused<\/b>\n
\n
Uus s\u00fcsteemi k\u00f5ne futex_waitv on lisatud, mis v\u00f5imaldab mitme futexi oleku j\u00e4lgimist \u00fche s\u00fcsteemi k\u00f5ne abil. Antud funktsionaalsus meenutab Windowsi nutikust WaitForMultipleObjects, mille emuleerimine futex_waitv kaudu v\u00f5iks olla kasulik Windowsi m\u00e4ngude t\u00f5hususe suurendamisel, mis k\u00e4ivitatakse Wine v\u00f5i Protoni alla. Lisaks saab samasugust futexide ootamist kasutada ka Linuxile kohalike m\u00e4ngude t\u00f5hususe optimeerimiseks.\n
Tehtud on lehek\u00fclgede m\u00e4lufoliantide (page folios) kontseptsioon, mille kasutamine m\u00f5nedes tuumades\u00fcsteemides kiirendab m\u00e4lu haldamist t\u00fc\u00fcpiliste koormuste korral. Praegu on peamine m\u00e4lu haldamise alams\u00fcsteem tuumas juba \u00fcle viidud foliantidele ning lehek\u00fcljekohvitsioon on reaalsed, tulevikus on kavas viia \u00fcle ka failis\u00fcsteemid. Edasi plaanitakse tuuma lisada ka mitme lehek\u00fclje foliantide toetust.\n
Foliandid meenutavad \u00fchendatud m\u00e4lulehek\u00fclgi (compound pages), kuid erinevad parema semantika ja arusaadavama t\u00f6\u00f6korralduse poolest. S\u00fcsteemis\u00fcsteemi m\u00e4lu haldamiseks jagatakse saadaval olev RAM m\u00e4lulehek\u00fclgedeks, mille suurus s\u00f5ltub arhitektuurist, kuid x86 s\u00fcsteemides arvutatakse see kilobaitides (tavaliselt 4096 baiti). Kaasaegsed s\u00fcsteemid sisaldavad k\u00fcmneid gigabait RAM-i, mis toob endaga kaasa m\u00e4lu haldamise keerukuse, kuna tuleb t\u00f6\u00f6delda tohutut arvu m\u00e4lulehek\u00fclgi. Lehek\u00fclgede arvu v\u00e4hendamiseks on tuumas varem rakendatud \u00fchendatud lehek\u00fclgede (compound pages) kontseptsioon, kus struktuurid katavad rohkem kui \u00fche f\u00fc\u00fcsilise m\u00e4lulehek\u00fclje. Kuid API \u00fchendatud lehek\u00fclgedega manipuleerimiseks j\u00e4ttis soovida ja tekitas lisakulutusi. <\/p>\n
\u00dclesande planeerijale on lisatud t\u00f6\u00f6tlus, mis arvestab CPU vahem\u00e4lu klasterdamist. M\u00f5nedes protsessorites, nagu Kunpeng 920 (ARM) ja Intel Jacobsville (x86), v\u00f5ib kindel arv CPU tuumadest, tavaliselt 4, jagada L3 v\u00f5i L2 vahem\u00e4lu. Selliste topoloogiate arvestamine v\u00f5ib oluliselt parandada \u00fclesannete jaotamise efektiivsust CPU tuumade vahel \u00fclesande planeerijas, kuna \u00fclesannete liigutamine \u00fche CPU klastris suurendab m\u00e4lu p\u00f6\u00f6rdumise l\u00e4bilaskev\u00f5imet ja v\u00e4hendab vahem\u00e4lu konkurentsi.\n
Lisatud on AMX (Advanced Matrix Extensions) korralduste tugi, mis on rakendatud tulevastes Intel Xeon Scalable serveriprotsessorites, koodnimega Sapphire Rapids. AMX pakub uusi konfigureeritavaid TMM 'TILE' registreid ja korraldusi nende registrite andmetega manipuleerimiseks, n\u00e4iteks TMUL (Tile matrix MULtiply) matriitside korrutamiseks.\n
Mitmel uue v\u00f5imaluse rakendamine, mis p\u00f5hineb eelmisel v\u00e4ljaandel lisatud DAMON (Data Access MONitor) alam s\u00fcsteemil, mis v\u00f5imaldab j\u00e4lgida m\u00e4luandmete ligip\u00e4\u00e4su seoses valitud protsessiga, mis t\u00f6\u00f6tab kasutaja ruumis. N\u00e4iteks v\u00f5imaldab alam s\u00fcsteem anal\u00fc\u00fcsida, millistele m\u00e4lu aladele protsess on kogu oma t\u00f6\u00f6aja jooksul ligip\u00e4\u00e4su omanud ja millised m\u00e4lu alad on t\u00e4helepanuta j\u00e4\u00e4nud.\n
\n
DAMON_RECLAIM m\u00e4lualade tuvastamiseks ja v\u00e4ljat\u00f5ukamiseks, mida ei ole kasutatud. Mehhanismi saab kasutada m\u00e4lu lehek\u00fclgede ennetavaks \u00f5rnaks v\u00e4ljat\u00f5ukamiseks, kui vaba m\u00e4lu hakkab otsa saama.\n
DAMOS (Data Access Monitoring-based Operation Schemes) m\u00e4\u00e4ratud operatsioonide madvise() rakendamiseks, nagu t\u00e4iendava vaba m\u00e4lu vabastamine, protsessi m\u00e4lu aladele, mille kohta registreeritakse teatav m\u00e4lu ligip\u00e4\u00e4su sagedus. DAMOSe parameetreid saab seadistada debugfs kaudu.\n
F\u00fc\u00fcsilise m\u00e4lu aadressiruumi j\u00e4lgimise v\u00f5imalus (varem sai j\u00e4lgida ainult virtuaalseid aadresse). <\/ul>\n
Zstd-pakkimise algoritmi teostus on uuendatud versioonile 1.4.10, mis on v\u00f5imaldanud m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt parandada erinevate tuuma alam\u00fcsteemide j\u00f5udlust, kus pakkimist kasutatakse (n\u00e4iteks tuumapildi lahtipakkimine on kiiruselt suurenenud 35%, Btrfsi ja SquashFS-i pakitud andmete lahtipakkimise j\u00f5udlus on paranenud 15% ja ZRAM-i puhul 30%). Alguses kasutas tuum eraldi zstd teostust, mis p\u00f5hines versioonil 1.3.1, mille v\u00e4ljalaskmisest on m\u00f6\u00f6dunud rohkem kui kolm aastat ja mis ei sisaldanud paljusid olulisi optimeerimisi. Peale \u00fclemineku ajakohasele versioonile lihtsustab lisatud patch ka s\u00fcnkroonimist zstd peavoolu harudega, v\u00f5imaldades genereerida koodi, mis integreeritakse tuumasse otse zstd p\u00f5hirepositooriumist. Tulevikus plaanitakse zstd koodi tuumas uuendada koos uute zstd raamatukogude versioonide v\u00e4ljalaskmisega.\n
Suure portsjon eBPF-i alams\u00fcsteemi parendusi. Lisatud on v\u00f5imalus kutsuda BPF-programmidest v\u00e4lja tuumamoodulite funktsioone. Rakendatud on funktsioon bpf_trace_vprintk(), mis erineb bpf_trace_printk() funktsioonist, v\u00f5imaldades korraga kuvada rohkem kui kolme argumenti. Uus andmestruktuur (BPF map) bloom filter on lisatud, mis v\u00f5imaldab kasutada sama nimega t\u00f5en\u00e4osusstruktuuri, et m\u00e4\u00e4rata, kas element on kogumis olemas. Lisatud uue atribuudi BTF_KIND_TAG, mida saab kasutada BPF-programmides siltide sidumiseks funktsiooniparametritega, n\u00e4iteks veateate lihtsustamiseks kasutaja programmides. libbpf-is on lubatud omade .rodata.* \/ .data.* sektsioonide loomine, rakendatud toetust uprobe ja kprobe j\u00e4lgimis\u00fcritustele, lisatud API, et kopeerida k\u00f5iki BTF t\u00fc\u00fcpide objekte \u00fchest objekti teise. AF_XDP toed on viidud libbpf-ist v\u00e4lja eraldi teeki libxdp. Arhitektuurile MIPS on loodud JIT-kompilaator BPF-i virtuaalmasinale.\n
Arhitektuurile ARM64 on rakendatud ARMv8.6 laienduste toetust ajastusse, sealhulgas v\u00f5imaldades s\u00fcsteemsete registrite esitamise enesekehtestamist ilma ISB k\u00e4skude kasutamiseta.\n
Arhitektuurile PA-RISC on rakendatud KFENCE mehhanismi kasutamise v\u00f5imalus m\u00e4luh\u00e4irete tuvastamiseks ning lisatud on KCSANi toe koode, et hallata olukordi.\n
Pakkuda on v\u00f5imalik seadistada tracefsi ligip\u00e4\u00e4su\u00f5igusi individuaalsete kasutajate ja r\u00fchmade tasemel, n\u00e4iteks on n\u00fc\u00fcd v\u00f5imalik lubada juurdep\u00e4\u00e4s j\u00e4lgimisvahenditele vaid teatud r\u00fchma liikmetele. <\/ul>\n
Virtualiseerimine ja turvalisus<\/b>\n
\n
Alams\u00fcsteemides io_uring ja device-mapper on rakendatud auditeerimise s\u00fcndmuste genereerimise toetust. io_uring-is on tagatud juurdep\u00e4\u00e4su haldamine LSM moodulite kaudu. Lisatud on auditeerimise v\u00f5imalus s\u00fcsteemi kutsest openat2().\n
Tuuma kood on t\u00e4ielikult vabanenud katkematutest avaldustest case switchis (ilma returni v\u00f5i breakita iga case ploki j\u00e4rel). Tuuma kokkupaneku ajal saab n\u00fc\u00fcd rakendada re\u017eiimi \u201e-Wimplicit-fallthrough\u201c.\n
Lisatud muudatused, et karmistada piiride kontrollimist memcpy() funktsiooni t\u00e4itmisel.\n
As\u00fcnkroonse sisendi\/v\u00e4ljundi io_uring liideses on rakendatud v\u00f5imalust rakendada sisendi\/v\u00e4ljundi operatsioonide jaoks ohutuspoliitikaid, mida m\u00e4\u00e4ravad SELinux ja Smack moodulid.\n
IMA (Integrity Measurement Architecture) alams\u00fcsteemis, mis v\u00f5imaldab v\u00e4listel teenustel tuvastada tuuma alams\u00fcsteemide olekuid nende autentsuse kontrollimiseks, on sisse viidud reeglite rakendamise v\u00f5imalus, mis p\u00f5hineb faili kuuluvusgrupi (GID) v\u00f5i faili juurde p\u00e4\u00e4seva kasutaja kuulumisel.\n
M\u00f5ned seccomp() protsesside kaitsmise t\u00e4iustatud mehhanismid Spectre r\u00fcnnakute vastu, mis osutuvad liialdatuks ja millel ei ole m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rset negatiivset m\u00f5ju turvalisusele, on vaikimisi deaktiveeritud. Retpoline'i kaitse rakendamist on \u00fcle vaadatud.\n
Cryptoloopi mehhanismi rakendus on eemaldatud, selle asemel rakendati 2004. aastal dm-crypt, mis toetab vajadusel samu algoritme.\n
Vaikimisi on blokeeritud mitteprivilegeeritud juurdep\u00e4\u00e4s eBPF alams\u00fcsteemile. Muudatus on tehtud BPF-programmide kasutamise v\u00e4ltimiseks k\u00fclgkanalite r\u00fcnnakute t\u00f5kestamiseks. Vajadusel saab administraator taastada eBPF kasutamise mitteprivilegeeritud kasutajate poolt.\n
Aeg-reaalsete \u00fclesannete t\u00e4itmiseks ja kriitiliselt olulistes s\u00fcsteemides kasutamiseks m\u00f5eldud ACRN h\u00fcperviisori on lisatud virtuaalsete seadmete loomise\/tekitamise ja MMIO seadmete indekseerimise toetamine.\n
Kr\u00fcptomootorisse on lisatud KPP (Key-agreement Protocol Primitives) m\u00e4\u00e4ratlemise tugi, mis lihtsustab kr\u00fcptos\u00fcsteemide draiverite arendamise loogikat.\n