מהדורת ליבת לינוקס 5.11

לאחר חודשיים של פיתוח, Linus Torvalds הציג את המהדורה של ליבת לינוקס 5.11. בין השינויים הבולטים: תמיכה במובלעות Intel SGX, מנגנון חדש ליירוט שיחות מערכת, אפיק עזר וירטואלי, איסור על הרכבת מודולים ללא MODULE_LICENSE(), מצב סינון מהיר לשיחות מערכת ב-seccomp, הפסקת תמיכה ב- ארכיטקטורת ia64, העברת טכנולוגיית WiMAX לענף "סטייגינג", יכולת לקלוט SCTP ב-UDP.

הגרסה החדשה כוללת 15480 תיקונים מ-1991 מפתחים, גודל התיקון הוא 72 מגה-בייט (השינויים השפיעו על 12090 קבצים, נוספו 868025 שורות קוד, 261456 שורות נמחקו). כ-46% מכל השינויים שהוצגו ב-5.11 קשורים למנהלי התקנים, כ-16% מהשינויים קשורים לעדכון קוד ספציפי לארכיטקטורות חומרה, 13% קשורים לערימת הרשת, 3% קשורים למערכות קבצים ו-4% קשורים לתתי מערכות ליבה פנימיות.

חידושים עיקריים:

• תת-מערכת דיסק, קלט/פלט ומערכות קבצים
  • מספר אפשרויות הרכבה נוספו ל-Btrfs לשימוש בעת שחזור נתונים ממערכת קבצים פגומה: "rescue=ignorebadroots" להרכבה, למרות נזק לעצי שורש מסוימים (היקף, uuid, reloc נתונים, מכשיר, csum, שטח פנוי), " rescue=ignoredatacsums" כדי לבטל את בדיקת ה-checksum עבור נתונים ו-"rescue=all" כדי לאפשר בו זמנית את המצבים 'ignorebadroots', 'ignoredatacsums' ו-'nologreplay'. אפשרות ההרכבה "inode_cache", שהוצאה משימוש בעבר, הופסקה. הקוד הוכן ליישם תמיכה בלוקים עם מטא נתונים ונתונים קטנים מגודל עמוד (PAGE_SIZE), כמו גם תמיכה במצב הקצאת שטח אזורי. בקשות לא מאוחסנות (Direct IO) הועברו לתשתית iomap. הביצועים של מספר פעולות עברו אופטימיזציה; במקרים מסוימים, התאוצה יכולה להגיע לעשרות אחוזים.
  • XFS מיישמת את הדגל "צריך תיקון", המסמן את הצורך בתיקון. כאשר דגל זה מוגדר, לא ניתן לטעון את מערכת הקבצים עד שהדגל מאופס על ידי כלי השירות xfs_repair.
  • Ext4 מציע רק תיקוני באגים ואופטימיזציות, כמו גם ניקוי קוד.
  • ייצוא מחדש של מערכות קבצים המותקנות על NFS מותר (כלומר ניתן לייצא מחיצה המותקנת באמצעות NFS באמצעות NFS ולהשתמש בה כמטמון ביניים).
  • קריאת המערכת close_range(), המאפשרת לתהליך לסגור טווח שלם של מתארי קבצים פתוחים בבת אחת, הוסיפה אפשרות CLOSE_RANGE_CLOEXEC לסגירת מתארים במצב סגור-על-exec.
  • מערכת הקבצים F2FS מוסיפה קריאות ioctl() חדשות כדי לאפשר שליטה במרחב המשתמש על הקבצים המאוחסנים בצורה דחוסה. נוספה אפשרות הרכבה "compress_mode=" כדי לבחור אם למקם את מטפל הדחיסה בצד הליבה או בחלל המשתמש.
  • סיפקה את היכולת לטעון Overlayfs על ידי תהליכים חסרי הרשאות באמצעות מרחב שמות משתמש נפרד. כדי לוודא עמידה ביישום מודל האבטחה, בוצעה ביקורת קוד מלאה. Overlays מוסיפה גם את היכולת להפעיל באמצעות עותקים של תמונות מערכת קבצים על ידי ביטול אופציונלי של בדיקת UUID.
  • מערכת הקבצים Ceph הוסיפה תמיכה בפרוטוקול msgr2.1, המאפשר שימוש באלגוריתם AES-GCM בעת העברת נתונים בצורה מוצפנת.
  • מודול dm-multipath מיישם את היכולת לקחת בחשבון זיקה של CPU ("זיקת IO") בעת בחירת המסלול עבור בקשות קלט/פלט.
• שירותי זיכרון ומערכת
  • נוסף מנגנון יירוט שיחות מערכת חדש, המבוסס על prctl(), המאפשר ליצור חריגים ממרחב המשתמש בעת גישה לקריאת מערכת ספציפית ולדמות את ביצועה. פונקציונליות זו נדרשת ב-Wine ו-Proton כדי לחקות קריאות מערכת של Windows, אשר נחוצה כדי להבטיח תאימות למשחקים ותוכניות המבצעות ישירות קריאות מערכת עוקפות את ה-API של Windows (לדוגמה, כדי להגן מפני שימוש לא מורשה).
  • קריאת המערכת userfaultfd(), שנועדה לטפל בתקלות עמוד (גישה לדפי זיכרון לא מוקצים) במרחב המשתמש, יש כעת את היכולת להשבית את הטיפול בחריגים המתרחשים ברמת הליבה כדי להקשות על ניצול פגיעויות מסוימות.
  • תת-מערכת BPF הוסיפה תמיכה באחסון מקומי של משימות, המספקת קישור נתונים למטפל ספציפי ב-BPF.
  • החשבון של צריכת הזיכרון על ידי תוכניות BPF תוכנן מחדש לחלוטין - בקר cgroup הוצע במקום memlock rlimit לניהול השימוש בזיכרון באובייקטים של BPF.
  • מנגנון BTF (BPF Type Format), המספק מידע על בדיקת סוגים בפסאודוקוד BPF, מספק תמיכה במודולי ליבה.
  • נוספה תמיכה בקריאות מערכת shutdown(), renameat2() ו-unlinkat() לממשק ה-I/O האסינכרוני של io_uring. בעת קריאה ל-io_uring_enter(), נוספה היכולת לציין פסק זמן (תוכל לבדוק תמיכה לארגומנט לציון פסק זמן באמצעות הדגל IORING_FEAT_EXT_ARG).
  • ארכיטקטורת ia64 המשמשת במעבדי אינטל Itanium הועברה לקטגוריית היתומים, מה שאומר שהבדיקות הופסקו. Hewlett Packard Enterprise הפסיקה לקבל הזמנות לציוד Itanium חדש, ואינטל עשתה זאת בשנה שעברה.
  • התמיכה במערכות המבוססות על ארכיטקטורת MicroBlaze שאינן כוללות יחידת ניהול זיכרון (MMU) הופסקה. מערכות כאלה לא נראו בחיי היומיום במשך זמן רב.
  • עבור ארכיטקטורת MIPS, נוספה תמיכה בבדיקת כיסוי קוד באמצעות כלי השירות gcov.
  • נוספה תמיכה באפיק העזר הוירטואלי להתממשקות למכשירים רב-תכליתיים המשלבים פונקציונליות הדורשת דרייברים שונים (למשל, כרטיסי רשת עם תמיכה ב-Ethernet ו-RDMA). ניתן להשתמש באפיק להקצאת דרייבר ראשי ומשני למכשיר, במצבים בהם השימוש בתת המערכת MFD (Multi-Function Devices) הוא בעייתי.
  • עבור ארכיטקטורת RISC-V, נוספה תמיכה במערכת הקצאת זיכרון CMA (Contiguous Memory Allocator), אשר מותאמת להקצאת אזורי זיכרון רציפים גדולים באמצעות טכניקות תנועת דפי זיכרון. עבור RISC-V, כלים מיושמים גם כדי להגביל את הגישה ל-/dev/mem ולקחת בחשבון זמן עיבוד של הפסקות.
  • עבור מערכות ARM של 32 סיביות, נוספה תמיכה בכלי ניפוי ה-KASan (חיטוי כתובות ליבה), המסייע בזיהוי שגיאות בעת עבודה עם זיכרון. עבור ARM של 64 סיביות, יישום KASan הומר לשימוש בתגי MTE (MemTag).
  • נוספה קריאת מערכת epoll_pwait2() כדי לאפשר פסקי זמן בדיוק של ננו-שניות (קריאת epoll_wait מפעילה מניפולציות של אלפיות שניות).
  • מערכת הבנייה מציגה כעת שגיאה בעת ניסיון לבנות מודולי ליבה ניתנים לטעינה שבהם רישיון הקוד אינו מוגדר באמצעות המאקרו MODULE_LICENSE()‎. מעתה ואילך, שימוש במאקרו EXPORT_SYMBOL() עבור פונקציות סטטיות יגרום גם לשגיאת בנייה.
  • נוספה תמיכה למיפוי אובייקטי GEM מזיכרון המשמש ל-I/O, שאפשרה לזרז את העבודה עם ה-framebuffer בכמה ארכיטקטורות.
  • Kconfig ביטלה את התמיכה ב-Qt4 (תוך כדי תמיכה ב-Qt5, GTK ו-Ncurses).
• וירטואליזציה ואבטחה
  • נוספה תמיכה במצב תגובה מהירה לקריאת המערכת seccomp() המאפשרת לקבוע במהירות רבה האם קריאת מערכת מסוימת מותרת או אסורה על סמך מפת הסיביות בפעולה מתמדת המצורפת לתהליך, שאינה דורשת הפעלה מטפל BPF.
  • רכיבי ליבה משולבים ליצירה וניהול של מובלעות המבוססות על טכנולוגיית Intel SGX (Software Guard eXtensions), המאפשרת ליישומים לבצע קוד באזורי זיכרון מוצפנים מבודדים, אליהם יש לשאר המערכת גישה מוגבלת.
  • כחלק מיוזמה להגבלת גישה ממרחב המשתמש ל-MSR (אוגר ספציפי לדגם), כתיבה לרישום MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS, המאפשר לך לשנות את מצב יעילות האנרגיה של המעבד ("רגיל", "ביצועים", "חיסכון בחשמל"). , אסור.
  • היכולת להשבית את ההגירה של משימות בעדיפות גבוהה בין מעבדים הועברה מענף kernel-rt עבור מערכות בזמן אמת.
  • עבור מערכות ARM64, נוספה היכולת להשתמש בתגי MTE (MemTag, Memory Tagging Extension) עבור כתובות זיכרון של מטפל איתות. השימוש ב-MTE מתאפשר על ידי ציון האפשרות SA_EXPOSE_TAGBITS ב-sigaction() ומאפשר לך לבדוק את השימוש הנכון במצביעים כדי לחסום את ניצול הפגיעויות הנגרמות על ידי גישה לבלוקים של זיכרון שכבר שוחררו, הצפת מאגר, גישה לפני אתחול ושימוש מחוץ ל- ההקשר הנוכחי.
  • הוסיף את הפרמטר "DM_VERITY_VERIFY_ROOTHASH_SIG_SECONDARY_KEYRING", המאפשר למערכת המשנה dm-verity לבדוק חתימות hash של אישורים המוצבים במחזיק המפתחות המשני. בפועל, ההגדרה מאפשרת לאמת לא רק אישורים המובנים בקרנל, אלא גם אישורים הנטענים במהלך הפעולה, מה שמאפשר לעדכן אישורים מבלי לעדכן את כל הליבה.
  • מצב משתמש לינוקס הוסיפה תמיכה במצב suspend-to-idle, המאפשר לך להקפיא את הסביבה ולהשתמש באות SIGUSR1 כדי להתעורר ממצב שינה.
  • מנגנון ה-virtio-mem, המאפשר חיבור חם וניתוק זיכרון למכונות וירטואליות, הוסיף תמיכה ב-Big Block Mode (BBM), המאפשר להעביר או לקחת זיכרון בבלוקים הגדולים מגודל זיכרון הקרנל. בלוק, הכרחי כדי לייעל את VFIO ב-QEMU.
  • תמיכה בצופן CHACHA20-POLY1305 נוספה למימוש הליבה של TLS.
• תת מערכת רשת
  • עבור 802.1Q (VLAN), הופעל מנגנון ניהול כשלי חיבור (CFM, Connectivity Fault Management), המאפשר לזהות, לאמת ולבודד כשלים ברשתות עם גשרים וירטואליים (Virtual Bridged Networks). לדוגמה, ניתן להשתמש ב-CFM כדי לבודד בעיות ברשתות המשתרעות על פני מספר ארגונים עצמאיים שלעובדים שלהם יש רק גישה לציוד שלהם.
  • נוספה תמיכה בהטמעת מנות פרוטוקול SCTP בחבילות UDP (RFC 6951), המאפשרת לך להשתמש ב-SCTP ברשתות עם מתרגמי כתובות ישנים יותר שאינם תומכים ישירות ב-SCTP, וכן ליישם SCTP במערכות שאינן מספקות גישה ישירה ל-IP שִׁכבָה.
  • הטמעת טכנולוגיית WiMAX הועברה ל-Staging והיא מיועדת להסרה בעתיד אם אין משתמשים שזקוקים ל-WiMAX. WiMAX כבר לא נמצא בשימוש ברשתות ציבוריות, ובקרנל הדרייבר היחיד שאיתו ניתן להשתמש ב-WiMAX הוא מנהל ההתקן המיושן של Intel 2400m. תמיכת WiMAX הופסקה בתצורת הרשת NetworkManager ב-2015. נכון לעכשיו, WiMax מוחלף כמעט לחלוטין בטכנולוגיות כמו LTE, HSPA+ ו-Wi-Fi 802.11n.
  • נעשתה עבודה כדי לייעל את הביצועים של עיבוד תעבורת TCP נכנסת במצב אפס, כלומר. ללא העתקה נוספת למאגרים חדשים. עבור תעבורה בינונית, כיסוי של עשרות או כמה מאות קילובייטים של נתונים, השימוש ב- zerocopy במקום recvmsg() יעיל יותר באופן ניכר. לדוגמה, השינויים שיושמו אפשרו להגביר את היעילות של עיבוד תעבורה בסגנון RPC עם הודעות של 32 KB בעת שימוש ב- Zerocopy ב-60-70%.
  • נוספו קריאות ioctl() חדשות ליצירת גשרי רשת המשתרעים על מספר קישורי PPP. היכולת המוצעת מאפשרת למסגרות לעבור מערוץ אחד לאחר, למשל מ-PPPoE לסשן PPPoL2TP.
  • שילוב בליבת MPTCP (MultiPath TCP), הרחבה של פרוטוקול TCP לארגון פעולת חיבור TCP עם משלוח מנות בו זמנית לאורך מספר מסלולים דרך ממשקי רשת שונים המשויכים לכתובות IP שונות. המהדורה החדשה מציגה תמיכה באפשרות ADD_ADDR לפרסום כתובות IP זמינות שניתן להתחבר אליהן בעת ​​הוספת זרימות חדשות לחיבור MPTCP קיים.
  • נוספה היכולת להגדיר פעולות כאשר חריגה מתקציב הסקרים של החיבור (תפוס-סקר). מצב SO_BUSY_POLL שהיה זמין בעבר פירושו לעבור ל-softirq כאשר התקציב מוצה. עבור יישומים שצריכים להמשיך להשתמש בסקר, מוצעת אפשרות חדשה SO_PREFER_BUSY_POLL.
  • IPv6 מיישמת תמיכה במצבי SRv6 End.DT4 ו-End.DT6, המשמשים ליצירת רב-משתמשים IPv4 L3 VPNs והתקני VRF (ניתוב והעברה וירטואלית).
  • Netfilter איחד את ההטמעה של ביטויי סט, מה שאיפשר לציין מספר ביטויים עבור כל רכיב של רשימות סט.
  • ממשקי API נוספו למחסנית האלחוטית 802.11 כדי להגדיר מגבלות כוח SAR, כמו גם פרמטרים של AE PWE ו-HE MCS. מנהל ההתקן של Intel iwlwifi הוסיף תמיכה לטווח 6GHz (Ultra High Band). מנהל ההתקן של Qualcomm Ath11k הוסיף תמיכה בטכנולוגיית FILS (Fast Initial Link Setup, המתוקנת כ-IEEE 802.11ai), המאפשרת לך להיפטר מעיכובי נדידה במהלך העברה מנקודת גישה אחת לאחרת.
• Оборудование
  • מנהל ההתקן של amdgpu מספק תמיכה עבור AMD "Green Sardine" APU (Ryzen 5000) ו-"Dimgrey Cavefish" GPU (Navi 2), כמו גם תמיכה ראשונית עבור AMD Van Gogh APU עם ליבת Zen 2 ו-RDNA 2 GPU (Navi 2). נוספה תמיכה במזהי APU חדשים של Renoir (מבוסס על Zen 2 CPU ו- Vega GPU).
  • מנהל ההתקן i915 עבור כרטיסי מסך של אינטל תומך בטכנולוגיית IS (קנה מידה שלם) עם הטמעת מסנן להגדלת קנה המידה תוך התחשבות במצב הפיקסלים השכנים (האינטרפולציה הקרובה לשכן) כדי לקבוע את צבע הפיקסלים החסרים. התמיכה בכרטיסי Intel DG1 דיסקרטיים הורחבה. הוטמעה תמיכה בטכנולוגיית "Big Joiner", הקיימת מאז שבבי Ice Lake / Gen11 ומאפשרת שימוש בממיר אחד לעיבוד שני זרמים, למשל, לפלט למסך 8K דרך DisplayPort אחד. נוסף מצב למעבר אסינכרוני בין שני מאגרים בזיכרון הווידאו (היפוך אסינכרוני).
  • מנהל ההתקן של נובו הוסיף תמיכה ראשונית עבור NVIDIA GPUs המבוססים על המיקרו-ארכיטקטורה של אמפר (GA100, GeForce RTX 30xx), עד כה מוגבל לכלים לשליטה במצבי וידאו.
  • נוספה תמיכה בפרוטוקול 3WIRE המשמש בלוחות LCD. נוספה תמיכה בפאנלים novatek nt36672a, TDO tl070wsh30, Innolux N125HCE-GN1 ו-ABT Y030XX067A 3.0. בנפרד, אנו יכולים לציין את התמיכה בפאנל של טלפונים חכמים של OnePlus 6 ו-6T, שאפשרה לארגן את הטעינה של ליבה ללא שינוי במכשירים.
  • נוספה תמיכה בבקר המארח הבדיד הראשון של אינטל USB4, Maple Ridge.
  • נוספה תמיכה ב-Allwinner H6 I2S, Analog Devices ADAU1372, Intel Alderlake-S, GMediatek MT8192, NXP i.MX HDMI ו-XCVR, Realtek RT715 ו-Qualcomm SM8250 codec.
  • נוספה תמיכה ללוחות, התקנים ופלטפורמות ARM: Galaxy Note 10.1, Microsoft Lumia 950 XL, NanoPi R1, FriendlyArm ZeroPi, Elimo Initium SBC, Broadcom BCM4908, Mediatek MT8192/MT6779/MT8167, MStar Infinity2CM, 730​Marl ​Mikrotik מבוסס על Marvell Prestera 382DX98, שרתים עם Nuvoton NPCM3236 BMC, Kontron i.MX750M Mini, Espressobin Ultra, "Trogdor" Chromebook, Kobol Helios8, Engicam PX64.Core.
  • תמיכה מובנית בקונסולת המשחקים Ouya המבוססת על NVIDIA Tegra 3.

במקביל, קרן התוכנה החופשית של אמריקה הלטינית יצרה גרסה של ליבת ה-5.11 החינמית לחלוטין - Linux-libre 5.11-gnu, מנוקה מאלמנטים של קושחה ומנהלי התקנים המכילים רכיבים או קטעי קוד שאינם חופשיים, שהיקפם מוגבל. על ידי היצרן. המהדורה החדשה מנקה דרייברים עבור qat_4xxx (קריפטו), lt9611uxcm (dsi/hdmi bridge), ccs/smia++ (חיישן), ath11k_pci, משדר שמע nxp ובקר mhi pci. קוד ניקוי כתמים מעודכן בדרייברים ובתתי מערכות amdgpu, btqca, btrtl, btusb, i915 csr. השבתה כתמים חדשים ב-m3 rproc, שעון idt82p33 ptp ו-qualcomm arm64.

מקור: OpenNet.ru