Linux 5.12 カーネル リリース

5.12 か月の開発後、Linus Torvalds は Linux カーネル XNUMX のリリースを発表しました。最も注目すべき変更点としては、Btrfs でのゾーン ブロック デバイスのサポート、ファイル システムのユーザー ID のマッピング機能、レガシー ARM アーキテクチャのクリーンアップ、NFS の「eager」書き込みモード、キャッシュからファイル パスを決定する LOOKUP_CACHED メカニズムなどがあります。 、BPF でのアトミック命令のサポート、メモリ操作時のエラーを特定するためのデバッグ システム KFENCE、ネットワーク スタック内の別のカーネル スレッドで実行される NAPI ポーリング モード、ACRN ハイパーバイザー、タスク内でオンザフライでプリエンプト モデルを変更する機能スケジューラーと、Clang で構築する際の LTO 最適化のサポート。

新しいバージョンには、14170 (15480) 開発者による 1946 (以前のリリースでは 1991) の修正が含まれており、パッチ サイズは 38 MB (変更は 12102 (12090) ファイルに影響し、538599 (868025) 行のコードが追加されました、333377 (261456)行は削除されました）。 43 で導入されたすべての変更の約 5.12% はデバイス ドライバーに関連し、変更の約 17% はハードウェア アーキテクチャに固有のコードの更新に関連し、12% はネットワーク スタックに関連し、5% はファイル システムに関連し、4% はファイル システムに関連します。内部カーネル サブシステムに関連しています。

主な革新:

• ディスク サブシステム、I/O、およびファイル システム
  • マウントされたファイル システムのユーザー ID をマップする機能が実装されました (マウントされた外部パーティション上の 4 人のユーザーのファイルを、現在のシステム上の別のユーザーにマップできます)。マッピングは、FAT、extXNUMX、および XFS ファイル システムでサポートされています。提案された機能により、異なるユーザー間および異なるコンピューター上のファイルの共有が容易になります。これには、systemd ホームのポータブル ホーム ディレクトリ メカニズムでマッピングが使用され、ユーザーがホーム ディレクトリを外部メディアに移動して、異なるコンピューターで使用できるようにするマッピングが含まれます。一致しないユーザーID。もう XNUMX つの便利なアプリケーションは、ファイル システム内のファイルの所有者に関するデータを実際に変更することなく、外部ホストからのファイルへの共有アクセスの提供を組織化することです。
  • LOOKUP_CACHED パッチがカーネルに採用されており、キャッシュ内で利用可能なデータのみに基づいて、ブロックすることなくユーザー空間からファイル パスを決定する操作が可能になります。 LOOKUP_CACHED モードは、openat2() 呼び出しで RESOLVE_CACHED フラグを渡すことによってアクティブ化されます。このモードでは、データはキャッシュからのみ提供され、パスの決定にドライブへのアクセスが必要な場合は、EAGAIN エラーが返されます。
  • Btrfs ファイル システムは、ゾーン ブロック デバイス (ハード磁気ディスクまたは NVMe SSD 上のデバイス、ブロックまたはセクターのグループを構成するゾーンに分割されたストレージ スペースであり、データの順次追加のみが許可される) の初期サポートを追加しました。ブロックのグループ全体を更新します)。読み取り専用モードでは、メタデータとページ (サブページ) より小さいデータを含むブロックのサポートが実装されます。
  • F2FS ファイル システムでは、アルゴリズムと圧縮レベルを選択する機能が追加されました。 LZ4 アルゴリズムの高レベル圧縮のサポートが追加されました。 Checkpoint_merge マウント オプションを実装しました。
  • fs-verity で保護されたファイルからメタデータを読み取るために、新しい ioctl コマンド FS_IOC_READ_VERITY_METADATA が実装されました。
  • NFS クライアントは「eager」書き込みモード (writes=eager) を実装しており、有効にすると、ファイルへの書き込み操作がページ キャッシュをバイパスして、ただちにサーバーに転送されます。このモードを使用すると、メモリ消費を削減し、ファイル システムの空き領域の終わりに関する情報を瞬時に受信できるようになり、場合によってはパフォーマンスの向上を実現できます。
  • 新しいマウント オプションが CIFS (SMB) に追加されました。ファイル キャッシュを制御する acregmax と、ディレクトリ メタデータ キャッシュを制御する acdirmax です。
  • XFS では、マルチスレッド クォータ チェック モードが有効になり、fsync の実行が高速化され、ファイル システムのサイズを削減する機能を実装するための Growfs コードが用意されました。
• メモリおよびシステム サービス
  • DTMP (Dynamic Thermal Power Management) サブシステムが追加され、設定された一般的な温度制限に基づいてさまざまなデバイスの消費電力を動的に調整できるようになりました。
  • Clang コンパイラを使用して、リンク段階での最適化 (LTO、リンク時間最適化) を組み込んだカーネルを構築する機能が実装されました。 LTO 最適化は、ビルド プロセスに関与するすべてのファイルの状態を考慮する点で異なりますが、従来の最適化モードは各ファイルを個別に最適化し、他のファイルで定義された関数を呼び出す条件を考慮しません。例えば、LTOでは他ファイルからの関数のインラインデプロイが可能、実行ファイルに未使用のコードが含まれない、型チェックや全般的な最適化がプロジェクトレベル全体で行われます。現在、LTO サポートは x86 および ARM64 アーキテクチャに限定されています。
  • カーネルの構築時に PREEMPT_DYNAMIC 設定が指定されていた場合は、ブート段階 (preempt=none/voluntary/full) または debugfs (/debug/sched_debug) の作業中にタスク スケジューラでプリエンプション モード (PREEMPT) を選択することができます。以前は、押し出しモードはアセンブリ パラメータ レベルでのみ設定できました。この変更により、ディストリビューションは PREEMPT モードを有効にしてカーネルを出荷できるようになり、スループットが若干低下する代わりにデスクトップの遅延を最小限に抑え、必要に応じて PREEMPT_VOLUNTARY (デスクトップの中間モード) または PREEMPT_NONE (サーバーに最大のスループットを提供) にフォールバックできるようになります。 。
  • アトミック操作 BPF_ADD、BPF_AND、BPF_OR、BPF_XOR、BPF_XCHG、および BPF_CMPXCHG のサポートが BPF サブシステムに追加されました。
  • BPF プログラムには、変数オフセットを持つポインターを使用してスタック上のデータにアクセスする機能が与えられます。たとえば、以前はスタック上の配列にアクセスするために定数要素インデックスしか使用できませんでしたが、現在は変更要素インデックスを使用できるようになります。既存の境界内のみのアクセス制御は、BPF 検証者によって実行されます。投機的コード実行の脆弱性が悪用される懸念があるため、この機能は特権プログラムでのみ利用できます。
  • ユーザー空間に表示されるトレース イベントに関連付けられていないベア トレースポイントに BPF プログラムをアタッチする機能が追加されました (そのようなトレースポイントでは ABI の保存は保証されません)。
  • CXL 2.0 (Compute Express Link) バスのサポートが実装されました。これは、CPU とメモリ デバイス間の高速対話を組織するために使用されます (外部メモリ デバイスを RAM または永続メモリの一部として、まるでこのメモリのように使用できるようになります) CPU の標準メモリ コントローラーを介して接続されていました)。
  • Linux から直接アクセスできないファームウェアで予約されたメモリ領域 (たとえば、ファームウェアのみが物理的にアクセスできる EEPROM メモリ、または初期ブート フェーズ中にのみアクセスできるデータなど) からデータを取得するための nvmem ドライバを追加しました。
  • 「oprofile」プロファイリング システムのサポートは削除されました。これは広く使用されておらず、より最新の perf メカニズムに置き換えられました。
  • io_uring 非同期 I/O インターフェイスは、メモリ使用量を制御する cgroup との統合を提供します。
  • RISC-V アーキテクチャは、NUMA システムだけでなく、kprobes および uprobes メカニズムもサポートしています。
  • プロセス状態スナップショット (チェックポイント/復元) の機能に関係なく、kcmp() システム コールを使用する機能が追加されました。
  • 実際には長年使用されていなかった EXPORT_UNUSED_SYMBOL() マクロと EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE() マクロは削除されました。
• 仮想化とセキュリティ
  • KFence (カーネル エレクトリック フェンス) 保護メカニズムが追加されました。これは、バッファ オーバーランやメモリ解放後のアクセスなど、メモリを操作する際のエラーを捕捉します。 KASAN デバッグ メカニズムとは異なり、KFence サブシステムは高い動作速度と低いオーバーヘッドを特徴としており、稼働中のシステムまたは長期的な動作中にのみ発生するメモリ エラーを捕捉できます。
  • ACRN ハイパーバイザーのサポートが追加されました。これは、リアルタイム タスクへの対応とミッション クリティカルなシステムでの使用への適合性を考慮して作成されました。 ACRN はオーバーヘッドを最小限に抑え、機器と対話する際の低遅延と適切な応答性を保証します。 CPU リソース、I/O、ネットワーク サブシステム、グラフィックス、サウンド操作の仮想化をサポートします。 ACRN を使用すると、電子制御ユニット、計器パネル、自動車情報システム、消費者向け IoT デバイス、その他の組み込みテクノロジーで複数の分離された仮想マシンを実行できます。 ACRN は、システム リソース (CPU、メモリ、I/O など) の管理に使用される特権サービス VM と、Linux、Android、および Windows ディストリビューションを実行できるカスタム ユーザー VM の 2 種類のゲスト システムをサポートします。
  • ファイルおよび関連するメタデータの整合性をチェックするためのハッシュ データベースを維持する IMA (Integrity Measurement Architecture) サブシステムでは、たとえば SELinux ルールの変更を追跡するなど、カーネル自体のデータの整合性をチェックできるようになりました。 。
  • Xen ハイパーコールをインターセプトし、ユーザー空間で実行されているエミュレータに転送する機能が KVM ハイパーバイザーに追加されました。
  • Hyper-V ハイパーバイザーのルート環境として Linux を使用する機能が追加されました。ルート環境はハードウェアに直接アクセスでき、ゲスト システム (Xen の Dom0 に類似) を実行するために使用されます。これまで、Hyper-V (Microsoft Hypervisor) はゲスト環境でのみ Linux をサポートしていましたが、ハイパーバイザー自体は Windows ベースの環境から制御されていました。
  • eMMC カードのインライン暗号化のサポートが追加され、I/O を透過的に暗号化および復号化するドライブ コントローラーに組み込まれた暗号化メカニズムを使用できるようになりました。
  • コアでは使用されない RIPE-MD 128/256/320 および Tiger 128/160/192 ハッシュ、および ChaCha20 アルゴリズムに置き換えられた Salsa20 ストリーム暗号のサポートは、暗号サブシステム。 blake2 アルゴリズムが更新され、blake2s が実装されました。
• ネットワークサブシステム
  • ネットワーク デバイスの NAPI ポーリング ハンドラーを別のカーネル スレッドに移動する機能が追加されました。これにより、一部の種類のワークロードのパフォーマンスが向上します。以前は、ポーリングは Softirq のコンテキストで実行され、タスク スケジューラではカバーされていなかったため、最大のパフォーマンスを達成するためのきめ細かい最適化を実行することが困難でした。別のカーネル スレッドで実行すると、ポーリング ハンドラーをユーザー空間から監視し、個々の CPU コアに接続して、タスク切り替えをスケジュールするときに考慮することができます。 sysfs で新しいモードを有効にするために、/sys/class/net//threaded パラメーターが提案されています。
  • MPTCP (MultiPath TCP) のコアへの統合。これは、異なる IP アドレスに関連付けられた異なるネットワーク インターフェイスを介して複数のルートに沿って同時にパケットを配信する TCP 接続の操作を組織するための TCP プロトコルの拡張です。新しいリリースでは、特定のスレッドに優先順位を割り当てる機能が追加されており、これにより、たとえば、プライマリ スレッドに問題がある場合にのみオンになるバックアップ スレッドの作業を整理することができます。
  • IGMPv3 は、EHT (明示的ホスト追跡) メカニズムのサポートを追加します。
  • Netfilter のパケット フィルタリング エンジンは、特定のテーブルを所有して排他制御を取得する機能を提供します (たとえば、バックグラウンドのファイアウォール プロセスが特定のテーブルの所有権を取得し、他の誰かがテーブルに干渉するのを防ぐことができます)。
• 機器
  • 時代遅れでメンテナンスされていない ARM プラットフォームをクリーンアップしました。 efm32、picoxcell、prima2、tango、u300、zx、および c6x プラットフォームのコードと、それらに関連するドライバーは削除されました。
  • amdgpu ドライバーは、Sienna Cichlid GPU (Navi 22、Radeon RX 6xxx) に基づいてカードをオーバークロック (OverDrive) する機能を提供します。第 16 世代から第 8 世代までの DCE (ディスプレイ コントローラー エンジン) の FP11 ピクセル フォーマットのサポートが追加されました。 GPU Navy Flounder (Navi 21) および APU Van Gogh の場合、GPU をリセットする機能が実装されました。
  • Intel グラフィックス カード用の i915 ドライバーは、パフォーマンスの向上を優先して分離および保護メカニズムを無効にする i915.mitigations パラメーターを実装しています。 Tiger Lake 以降のチップには、VRR (可変レート リフレッシュ) メカニズムのサポートが含まれており、モニターのリフレッシュ レートを適応的に変更して、ゲーム中に滑らかさとギャップを確保できます。 Intel Clear Color テクノロジーのサポートが含まれており、色の精度が向上しています。 DP-HDMI 2.1のサポートが追加されました。 eDP パネルのバックライトを制御する機能が実装されました。 LSPCON (レベル シフターおよびプロトコル コンバーター) をサポートする Gen9 GPU の場合、HDR サポートが有効になります。
  • nouveau ドライバーは、GA100 (Ampere) アーキテクチャーに基づく NVIDIA GPU の初期サポートを追加します。
  • msm ドライバーは、SDM (Snapdragon) 508、509、および 512 チップで使用される Adreno 630、636、および 660 GPU のサポートを追加します。
  • Sound BlasterX AE-5 Plus、Lexicon I-ONIX FW810、Pioneer DJM-750 サウンド カードのサポートが追加されました。 Intel Alder Lake PCH-P オーディオ サブシステムのサポートが追加されました。ユーザー空間でハンドラーをデバッグするために、オーディオ コネクタの接続と切断のソフトウェア シミュレーションのサポートが実装されました。
  • 64 年から 1996 年までに製造された Nintendo 2003 ゲーム コンソールのサポートが追加されました (Linux を Nintendo 64 に移植するという過去の試みは完了せず、Vaporware として分類されました)。ほぼ XNUMX 年間リリースされていなかった古いプラットフォームの新しい移植を作成する動機は、エミュレータの開発を刺激し、ゲームの移植を簡素化したいという願望です。
  • Sony PlayStation 5 DualSense ゲーム コントローラー用のドライバーを追加しました。
  • ARM ボード、デバイス、プラットフォームのサポートを追加しました: PineTab、Snapdragon 888 / SM8350、Snapdragon MTP、Two Beacon EmbeddedWorks、Intel eASIC N5X、Netgear R8000P、Plymovent M2M、Beacon i.MX8M Nano、NanoPi M4B。
  • Purism Librem5 Evergreen、Xperia Z3+/Z4/Z5、ASUS Zenfone 2 Laser、BQ Aquaris X5、OnePlus6、OnePlus6T、Samsung GT-I9070 スマートフォンのサポートを追加しました。
  • Broadcom VK アクセラレータ ボード (Valkyrie および Viper PCIe ボードなど) 用の bcm-vk ドライバーを追加しました。これを使用すると、オーディオ、ビデオ、画像の処理操作や暗号化関連の操作を別のデバイスにオフロードできます。
  • 常時充電とキーボード バックライトを制御する機能を備えた Lenovo IdeaPad プラットフォームのサポートが追加されました。また、消費電力モードを制御する機能を備えた ThinkPad プラットフォームの ACPI プロファイルのサポートも提供されています。 Lenovo ThinkPad X1 Tablet Gen 2 HID サブシステム用のドライバーを追加しました。
  • Raspberry Pi 用のカメラ モジュールをサポートする ov5647 ドライバーを追加しました。
  • RISC-V SoC FU740 および HiFive Unleashed ボードのサポートが追加されました。 Kendryte K210 チップ用の新しいドライバーも追加されました。

出所： オープンネット.ru