שחרור ליבה Linux 6.3

לאחר חודשיים של פיתוח, לינוס טורוואלדס שחרר את הליבה. Linux 6.3. Среди наиболее заметных изменений: чистка устаревших ARM-платформ и графических драйверов, продолжение интеграции поддержки языка Rust, утилита hwnoise, поддержка древовидных структур red-black в BPF, режим BIG TCP для IPv4, встроенный тест производительности Dhrystone, возможность запрета исполнения в memfd, поддержка создания HID-драйверов, используя BPF, в Btrfs приняты изменения для уменьшения фрагментации групп блоков.

הגרסה החדשה קיבלה 15637 תיקונים מ-2055 מפתחים; גודל תיקון - 76 מגה-בייט (השינויים השפיעו על 14296 קבצים, נוספו 1023183 שורות קוד, 883103 שורות נמחקו). לשם השוואה, בגרסה הקודמת, הוצעו 16843 תיקונים מ-2178 מפתחים; גודל תיקון - 62 מגה-בייט. כ-39% מכל השינויים שהוכנסו בקרנל 6.3 קשורים למנהלי התקנים, כ-15% מהשינויים קשורים לעדכון קוד ספציפי לארכיטקטורות חומרה, 10% קשורים למחסנית הרשת, 5% למערכות קבצים ו-3 % לתתי מערכות ליבה פנימיות.

חידושים מרכזיים בקרנל 6.3:

• שירותי זיכרון ומערכת
  • בוצע ניקוי משמעותי של קוד הקשור ללוחות ARM ישנים ולא בשימוש, שהקטין את גודל מקורות הקרנל ב-150 אלף שורות. הוסר מעל 40 פלטפורמות ARM ישנות.
  • הטמיע את היכולת ליצור דרייברים עבור התקני קלט עם ממשק HID (Human Interface Device) מיושם בצורה של תוכניות BPF.
  • Продолжен перенос из ветки Rust-for-Linux дополнительной функциональности, связанной с использованием языка Rust в качестве второго языка для разработки драйверов и модулей ядра. Поддержка Rust не активна по умолчанию, и не приводит ко включению Rust в число обязательных сборочных зависимостей к ядру. Предложенная в прошлых выпусках функциональность расширена поддержкой типов Arc (реализация указателей со счётчиком ссылок), ScopeGuard (выполняется чистку при выходе за область видимости) и ForeignOwnable (обеспечивает перемещение указателей между кодом на Си и Rust). Из пакета ‘alloc’ удалён модуль ‘borrow’ (тип ‘Cow’ и типаж ‘ToOwned’). Отмечается, что состояние поддержки Rust в ядре уже близко к тому, чтобы начать принимать в ядро первые модули, написанные на Rust.
  • במצב משתמש Linux (запуск ядра как пользовательского процесса) на системах x86-64 реализована поддержка кода, написанного на языке Rust. Добавлена поддержка сборки User-mode Linux при помощи clang с включением оптимизаций на этапе связывания (LTO).
  • נוסף כלי עזר hwnoise למעקב אחר עיכובים שנגרמו על ידי התנהגות חומרה. סטיות בזמן הביצוע של הפעולות (ריצוד) נקבעות כאשר עיבוד הפסקות מושבת, החורגות ממיקרו-שנייה אחת ב-10 דקות של חישובים.
  • נוסף מודול ליבה עם מימוש Dhrystone benchmark שניתן להשתמש בו כדי להעריך את ביצועי ה-CPU בתצורות ללא רכיבי מרחב משתמש (לדוגמה, בשלב ה-porting עבור SoCs חדשים שמיישמים רק טעינת ליבה).
  • נוספה אפשרות שורת הפקודה "cgroup.memory=nobpf" כדי להשבית את צריכת הזיכרון עבור תוכניות BPF, מה שיכול להיות שימושי עבור מערכות עם קונטיינרים מבודדים.
  • עבור תוכניות BPF, מוצע יישום של מבנה נתוני העץ האדום-שחור, המשתמש ב-kfunc + kptr (bpf_rbtree_add, bpf_rbtree_remove, bpf_rbtree_first) במקום הוספת סוג מיפוי חדש.
  • במנגנון של רצפים ניתנים להפעלה מחדש (rseq, רצפים ניתנים להפעלה מחדש) הוסיפו את היכולת להעביר מזהי ביצוע מקבילים (מזהה מקבילי של מפת זיכרון) המזוהים עם מספר ה-CPU לתהליכים. Rseq מספק אמצעי לביצוע מהיר אטומית של פעולות שאם מופרעות על ידי חוט אחר, מנקים ומנסים שוב.
  • מעבדי ARM תומכים בהוראות SME 2 (Scalable Matrix Extension).
  • עבור הארכיטקטורות s390x ו-RISC-V RV64, מיושמת תמיכה במנגנון "BPF טרמפולינה", המאפשרת מזעור תקורה בעת העברת שיחות בין תוכניות הקרנל ל-BPF.
  • במערכות עם מעבדים המבוססים על ארכיטקטורת RISC-V, השימוש בהוראות "ZBB" יושם כדי להאיץ את פעולות המחרוזת.
  • עבור מערכות המבוססות על ארכיטקטורת ערכת ההוראות של LoongArch (בשימוש במעבדי Loongson 3 5000 ויישום RISC ISA חדש בדומה ל-MIPS ו-RISC-V), תמיכה באקראי של מרחב כתובת ליבה (KASLR), העברת הליבה בזיכרון (העברה ), נקודות חומרה עצירות ומנגנון kprobe.
  • מנגנון DAMOS (Data Access Monitoring Based Operation Schemes), המאפשר לך לפנות זיכרון על סמך תדירות הגישה לזיכרון, תומך במסננים להחריג אזורים מסוימים בזיכרון מעיבוד ב-DAMOS.
  • ספריית ה-C המינימלית Nolibc מיישמת תמיכה בארכיטקטורת s390 ובערכת ההוראות Arm Thumb1 (בנוסף לתמיכה ב-ARM, AArch64, i386, x86_64, RISC-V ו-MIPS).
  • Objtool עבר אופטימיזציה כדי להאיץ את בניית הליבה ולהפחית את שיא צריכת הזיכרון במהלך בנייה (כאשר בונים את הליבה במצב "allyesconfig", אין בעיות עם סיום כפוי של תהליכים במערכות עם 32 GB של זיכרון RAM).
  • הופסקה התמיכה בהרכבת הקרנל על ידי המהדר של Intel ICC, אשר הופסקה זמן רב ואיש לא הביע רצון לתקן זאת.
• תת-מערכת דיסק, קלט/פלט ומערכות קבצים
  • tmpfs תומך במיפוי מזהה משתמש רכוב של מערכת קבצים, המשמש למיפוי קבצים של משתמש ספציפי על מחיצה זרה מותקנת למשתמש אחר במערכת הנוכחית.
  • ב-Btrfs, כדי לצמצם את הפיצול של קבוצות בלוקים, ההיקפים מחולקים לפי גודל בעת הקצאת בלוקים, כלומר. כל קבוצת בלוקים מוגבלת כעת לקטנים (עד 128KB), בינוניים (עד 8MB) ובהיקף גדול. היישום של raid56 עבר שינוי. קוד שעוצב מחדש לבדיקת סכומי ביקורת. בוצעו אופטימיזציות של ביצועים כדי להאיץ את פעולת השליחה עד פי 10 על ידי שמירה במטמון של Utime עבור ספריות וביצוע פקודות רק בעת הצורך. פעולות fiemap מהירות פי 10 על ידי דילוג על בדיקות קישור נכנס לנתונים משותפים (תמונות מצב). פעולות עם מטא נתונים מואצות ב-XNUMX% על ידי אופטימיזציה של החיפוש אחר מפתחות במבני b-tree.
  • ביצועים משופרים של ext4 FS על ידי מתן אפשרות למספר תהליכים לבצע בו-זמנית פעולות I/O ישירות לבלוקים שהוקצו מראש באמצעות מנעולי אינוד משותפים במקום מנעולים בלעדיים.
  • ב-f2fs, נעשתה עבודה לשיפור הקריאות של הקוד. תיקנו בעיות חשובות הקשורות לכתיבה אטומית ולמטמון ההיקף החדש.
  • תוכנן למחיצות לקריאה בלבד, ל-EROFS (Enhanced Read-Only File System) יש את היכולת לאגד פעולות ביטול דחיסה של קבצים דחוסים למעבד כדי להפחית את זמן השהיית גישה לנתונים.
  • מתזמן BFQ I/O הוסיף תמיכה בכונני דיסקים מסתובבים מתקדמים, כגון אלה המשתמשים במספר כוננים מבוקרים בנפרד (Multi Actuator).
  • ביישום הלקוח ו שרת NFS הוסיף תמיכה בהצפנת נתונים באמצעות אלגוריתם AES-SHA2.
  • תת-המערכת FUSE (Filesystems In User Space) הוסיפה תמיכה במנגנון הרחבת השאילתה, המאפשר להכניס מידע נוסף לשאילתה. בהתבסס על תכונה זו, מיושמת הוספת מזהי קבוצה לבקשת ה-FS, אשר נחוצות כדי לקחת בחשבון זכויות גישה בעת יצירת אובייקטים ב-FS (create, mkdir, symlink, mknod).
• וירטואליזציה ואבטחה
  • היפרוויזר KVM למערכות x86 מוסיף תמיכה בהיפר-קריאות מורחבות Hyper-V ומספק להן העברה למטפל הפועל בסביבת מארח במרחב המשתמש. השינוי איפשר ליישם תמיכה בהשקה מקוננת של Hyper-V hypervisor.
  • KVM מקל על הגבלת גישה למערכת אורחת לאירועי PMU (Performance Monitor Unit) הקשורים למדידת ביצועים.
  • למנגנון memfd, המאפשר לזהות אזור זיכרון באמצעות מתאר קבצים המועבר בין תהליכים, נוספה האפשרות ליצור אזורים בהם ביצוע קוד אסור (memfd שאינו ניתן להרצה) ואי אפשר להגדיר זכויות הפעלה ב- עתיד.
  • פעולת PR_SET_MDWE prctl חדשה נוספה כדי לחסום ניסיונות לכלול זכויות גישה לזיכרון המאפשרות כתיבה והפעלה בו-זמנית.
  • הגנה מפני התקפות מדרגת Spectre נוספה והתאפשרה כברירת מחדל, בהתבסס על המצב האוטומטי IBRS (Enhanced Indirect Branch Restricted Speculation) המוצע במעבדי AMD Zen 4, המאפשר לך להפעיל ולהשבית באופן אדפטיבי ביצוע ספקולטיבי של הוראות במהלך עיבוד פסיקה , שיחות מערכת ומתגי הקשר. ההגנה המוצעת מביאה לתקורה נמוכה יותר בהשוואה להגנת Retpoline.
  • מטפל בפגיעות שעלולה לעקוף את הגנת התקפת Spectre v2 בעת שימוש בטכנולוגיית ריבוי הליכי סימולטני (SMT או Hyper-Threading) ונגרמת על ידי השבתת STIBP (Single Thread Indirect Branch Predictors) בעת בחירת מצב הגנת IBRS.
  • עבור מערכות מבוססות ARM64, נוספה יעד בנייה חדש "virtconfig", אשר, כאשר נבחר, מפעיל רק את הסט המינימלי של רכיבי ליבה הנדרשים לאתחול במערכות וירטואליזציה.
  • נוספה תמיכה בסינון קריאות מערכת באמצעות מנגנון seccomp עבור ארכיטקטורת m68k.
  • נוספה תמיכה בהתקני CRB TPM2 (Command Response Buffer) המובנים של מעבדי AMD Ryzen המבוססים על טכנולוגיית Microsoft Pluton.
• תת מערכת רשת
  • התווסף ממשק Netlink כדי להגדיר את תצורת תת-השכבה PLCA (Physical Layer Collision Avoidance), המוגדרת במפרט IEEE 802.3cg-2019 ומשמשת ברשתות Ethernet 802.3cg (10Base-T1S) המותאמות לחיבור התקני IoT ומערכות תעשייתיות. השימוש ב-PLCA משפר את הביצועים ברשתות Ethernet של מדיה משותפת.
  • התמיכה ב-API "הרחבות אלחוטיות" לניהול ממשקים אלחוטיים של WiFi 7 (802.11be) הופסקה, מכיוון ש-API זה אינו מכסה את כל ההגדרות הדרושות. כאשר מנסים להשתמש ב-API "הרחבות אלחוטיות", שממשיך להיתמך כשכבה מדומה, תוצג כעת אזהרה עבור רוב המכשירים הנוכחיים.
  • הוכן תיעוד מפורט על ממשק ה-API של netlink (למפתחי ליבה ולמפתחי יישומי מרחב משתמש). כלי השירות ynl-gen-c יושם ליצירת קוד C המבוסס על מפרטי YAML של פרוטוקול Netlink.
  • תמיכה באפשרות IP_LOCAL_PORT_RANGE נוספה לשקעי הרשת כדי לפשט את הגדרת החיבורים היוצאים דרך מתרגמי כתובות מבלי להשתמש ב-SNAT. בעת שימוש באחד... כתובות IP במארחים מרובים, IP_LOCAL_PORT_RANGE מאפשר לכל מארח להשתמש בטווח משלו של פורטים יוצאים ברשת, ובשער להעברת חבילות על סמך מספרי פורטים.
  • עבור MPTCP (MultiPath TCP), מיושמת היכולת לעבד זרמים מעורבים המשתמשים בפרוטוקולי IPv4 ו- IPv6. MPTCP הוא הרחבה של פרוטוקול TCP לארגון פעולת חיבור TCP עם משלוח מנות בו זמנית לאורך מספר מסלולים דרך ממשקי רשת שונים הקשורים לכתובות IP שונות.
  • עבור IPv4 מיושמת האפשרות להשתמש בתוסף BIG TCP, המאפשר הגדלת גודל מנות ה-TCP המקסימלי עד ל-4 GB כדי לייעל את הפעולה של רשתות פנימיות מהירות של מרכזי נתונים. הגדלה זו בגודל מנות עם שדה כותרת של 16 סיביות מושגת על ידי הטמעת חבילות "ג'מבו" שגודל כותרת ה-IP שלהן מוגדר ל-0 והגודל בפועל משודר בשדה נפרד של 32 סיביות בכותרת מצורפת נפרדת.
  • נוסף פרמטר sysctl חדש default_rps_mask, שדרכו ניתן להגדיר את תצורת ברירת המחדל של RPS (Receive Packet Steering), אשר אחראית על הפצת עיבוד התעבורה הנכנסת על פני ליבות ה-CPU ברמת המטפל בפסיקות.
  • הופסקה התמיכה בדיסציפלינות בתור להגבלת תעבורת CBQ (תורים מבוססי כיתה), ATM (מעגלים וירטואליים ATM), dsmark (סמן שירות מבודל), tcindex (אינדקס בקרת תנועה) ו-RSVP (פרוטוקול הזמנת משאבים). דיסציפלינות אלו ננטשו במשך זמן רב ואף אחד לא היה מוכן להמשיך בתמיכתם.
• Оборудование
  • הסירו את כל מנהלי ההתקנים הגרפיים מבוססי DRI1: i810 (כרטיסי גרפיקה ישנים משולבים Intel 8xx), mga (Matrox GPU), r128 (ATI Rage 128 GPU כולל כרטיסי Rage Fury, XPERT 99 ו-XPERT 128), savage (S3 Savage GPU), sis ( Crusty SiS GPU), tdfx (3dfx Voodoo) ו-via (VIA IGP), שהוצאו משימוש ב-2016 ולא נתמכו ב-Mesa מאז 2012.
  • הוסרו מנהלי התקנים של framebuffer (fbdev) המיושנים omap1, s3c2410, tmiofb ו-w100fb.
  • מנהל התקן DRM נוסף ל-VPU (יחידת עיבוד רב-צדדית) המשולבת במעבדי Intel Meteor Lake (דור 14), שנועדו להאיץ את פעולות ראיית המחשב ולמידת מכונה. הדרייבר מיושם באמצעות תת-המערכת "accel", שמטרתה לספק תמיכה במאיצי מחשוב, שניתן לספק הן בצורה של ASICs נפרדים והן כבלוק IP בתוך ה-SoC וה-GPU.
  • מנהל ההתקן i915 (Intel) מרחיב את התמיכה בכרטיסי גרפיקה נפרדים של Intel Arc (DG2/Alchemist), מספק תמיכה ראשונית עבור Meteor Lake GPUs, וכולל תמיכה עבור Intel Xe HP 4tile GPUs.
  • מנהל ההתקן של amdgpu מוסיף תמיכה בטכנולוגיית AdaptiveSync ויכולת להשתמש בתצוגה מאובטחת עם מספר צגים. תמיכה מעודכנת עבור DCN 3.2 (Display Core Next), SR-IOV RAS, VCN RAS, SMU 13.x ו-DP 2.1.
  • נוספה תמיכה עבור פלטפורמות SM8350, SM8450 SM8550, SDM845 ו-SC8280XP למנהל התקן msm (GPU Qualcomm Adreno).
  • מנהל ההתקן של נובו הפסיק את התמיכה בשיחות ioctl ישנות.
  • תמיכה ניסיונית עבור NPU VerSilicon (מעבד רשת עצבי של VeriSilicon) נוספה למנהל ההתקן של etnaviv.
  • מנהל ההתקן pata_parport עבור כונני IDE המחוברים דרך יציאה מקבילה יושם. הדרייבר שנוסף איפשר להסיר את מנהל ההתקן הישן של PARIDE מהקרנל ולשדרג את תת-מערכת ה-ATA. מגבלה של הדרייבר החדש היא חוסר היכולת לחבר מדפסת ודיסק בו זמנית דרך יציאה מקבילה.
  • נוסף דרייבר ath12k לכרטיסים אלחוטיים המבוססים על שבבי Qualcomm עם תמיכה ב-Wi-Fi 7. נוספה תמיכה בכרטיסים אלחוטיים המבוססים על שבבי RealTek RTL8188EU.
  • נוספה תמיכה עבור 46 לוחות המבוססים על ארכיטקטורת ARM64, כולל Samsung Galaxy tab A (2015), Samsung Galaxy S5, BananaPi R3, Debix Model A, EmbedFire LubanCat 1/2, Facebook Greatlakes, Orange Pi R1 Plus, Tesla FSD, וגם מכשירים מבוסס על SoC Qualcomm MSM8953 (Snapdragon 610), SM8550 (Snapdragon 8 Gen 2), SDM450 ו-SDM632, Box TV Rockchips RK3128, RV1126 Vision, RK3588, RK3568, RK3566, RK3588, RK3328 ו-K3 642/AM654 / AM68).

במקביל, קרן התוכנה החופשית של אמריקה הלטינית יצרה גרסה של הגרעין החינמי לחלוטין 6.3 - Linux-libre 6.3-gnu, очищенного от элементов прошивок и драйверов, содержащих несвободные компоненты или участки кода, область применения которых ограничена производителем. В выпуске 6.3 проведена чистка блобов в новых драйверах ath12k, aw88395 и peb2466, а также в новых файлах devicetree для устройств qcom на базе архитектуры AArch64. Обновлён код чистки блобов в драйверах и подсистемах amdgpu, xhci-rcar, qcom-q6v5-pas, sp8870, av7110, а также в драйверах для DVB-карт с программным декодированием и в предкомпилированных BPF-файлах. Прекращена чистка драйверах mga, r128, tm6000, cpia2 и r8188eu, так как они были удалены из ядра. Улучшена очистка от блобов драйвера i915.

מקור: OpenNet.ru