Linux 5.3 カーネル リリース

XNUMX か月の開発を経て、Linus Torvalds 氏は 紹介された カーネルリリース Linux 5.3。 最も注目すべき変更点としては、AMD Navi GPU、Zhaoxi プロセッサ、Intel Speed Select 電源管理テクノロジのサポート、umwait 命令を使用してサイクルを使用せずに待機できる機能、
非対称 CPU の対話性を高める「使用率クランプ」モード、pidfd_open システム コール、4/0.0.0.0 サブネットからの IPv8 アドレスを使用する機能、nftables ハードウェア アクセラレーションの可能性、DRM サブシステムでの HDR サポート、ACRN の統合ハイパーバイザー。

В 発表 新しいリリースで、Linus はすべての開発者にカーネル開発の主なルール、つまりユーザー空間コンポーネントに対して同じ動作を維持することを思い出させました。 カーネルへの変更は、いかなる形であっても、すでに実行中のアプリケーションを破壊したり、ユーザー レベルでの回帰を引き起こしてはなりません。 この場合、動作の違反は、ABI の変更、古いコードの削除、またはエラーの発生を引き起こすだけでなく、正しく機能する有用な改善による間接的な影響も引き起こす可能性があります。 わかりやすい例としては、 捨てられた 役に立つ 最適化 Ext4 コードでは、小規模な I/O リクエストの i ノード テーブルの事前読み取りを無効にすることで、ドライブ アクセスの数を削減します。

最適化により、ディスク アクティビティの低下により、乱数ジェネレーター getrandom() のエントロピーの蓄積がより遅くなり始め、一部の構成では、特定の状況下で、エントロピー プールが確立されるまでロード中にフリーズが観察される可能性がありました。満たされました。 最適化は非常に役立つため、開発者の間で議論が起こり、getrandom() 呼び出しのデフォルトのブロック モードを無効にし、エントロピーを待機するオプションのフラグを追加することで問題を解決することが提案されましたが、そのような変更は、ロードの初期段階での乱数の品質。

新しいバージョンには、15794 人の開発者による 1974 件の修正が含まれています。
パッチ サイズ - 92 MB (変更により 13986 個のファイルが影響を受け、258419 行のコードが追加されました)
599137 行が削除されました)。 39 で提示された全体の約 5.3%
変更はデバイスドライバーに関連しており、変更の約 12% 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対する態度、11%
ネットワーク スタックに関連し、3% がファイル システムに、3% が内部に関連
カーネルサブシステム。

メイン イノベーション:

• メモリおよびシステム サービス
  • PID 再利用状況の処理に役立つ「pidfd」機能の継続的な開発 (pidfd は特定のプロセスに関連付けられており変更されませんが、PID は、その PID に関連付けられた現在のプロセスが終了した後に別のプロセスに関連付けることができます)。 以前にカーネルに追加されていました
    idfd_send_signal() システムコールと clone() コールの CLONE_PIDFD フラグは、idfd_send_signal() で使用する pdfd を取得します。 CLONE_PIDFD フラグを指定して clone() を使用すると、サービス マネージャーまたは Android プラットフォームのメモリ不足による強制終了システムで問題が発生する可能性があります。 この場合、CLONE_PIDFD を使用しない fork() または clone() の呼び出しが開始に使用されます。

    カーネル 5.3 ではシステム コールが導入されました pdfd_open()これにより、 CLONE_PIDFD フラグを指定して clone() を呼び出して作成されたものではない、任意の既存プロセスのチェック可能な pdfd を取得できます。 また、poll() および epoll() を使用した pidfd ポーリングのサポートも追加されました。これにより、プロセス マネージャーは、PID が新しいプロセスに割り当てられた場合に競合状態を心配することなく、任意のプロセスの終了を追跡できるようになります。 pdfd に関連付けられたプロセスが終了したときに通知するメカニズムは、その子プロセスが終了したときに通知するメカニズムと似ています。

  • 負荷固定メカニズムのサポートがタスク スケジューラに追加されました (使用率のクランプ)、CPU 上でアクティブなタスクに応じて、最小または最大の周波数範囲を遵守することができます。 提示されたメカニズムは、ユーザー エクスペリエンスの品質に直接影響を与えるタスクを、少なくとも「要求された」頻度の下限で実行することで高速化します。 ユーザーの作業に影響を与えない優先度の低いタスクは、「許可された」頻度の上限を使用して起動されます。 制限は、sched_setattr() システム コールの sched_uclamp_util_min 属性と sched_uclamp_util_max 属性によって設定されます。
  • エネルギー管理テクノロジーのサポートを追加 インテルスピードセレクト、Intel Xeon プロセッサを搭載した一部のサーバーで利用できます。 このテクノロジーを使用すると、さまざまな CPU コアのパフォーマンスとパーティション スループットを設定できるため、特定のコアで実行されるタスクのパフォーマンスを優先し、他のコアのパフォーマンスを犠牲にすることができます。
  • ユーザー空間のプロセス 承諾する umwait 命令を使用して、ループを使用せずに短時間待機する機能。 この命令は、umonitor および tpause 命令とともに、Intel の今後の「Tremont」チップで提供される予定で、エネルギー効率が高く、ハイパー スレッディングを使用するときに他のスレッドのパフォーマンスに影響を与えない遅延の実装が可能になります。
  • RISC-V アーキテクチャでは、ラージ メモリ ページのサポートが追加されました。
  • kprobes トレース メカニズムには、カーネル ポインターをユーザー空間に逆参照する機能が追加されました。これは、たとえば、システム コールに渡される構造体の内容を評価するために使用できます。 ブート段階でチェックをインストールする機能も追加されました。
  • リアルタイム操作のための設定ファイルに PREEMPT_RT オプションを追加しました。 リアルタイム モードをサポートするコード自体はまだカーネルに追加されていませんが、このオプションの出現は、長期的な大作が実現する良い兆候です。 統合 Realtime-Preempt パッチは完成に近づいています。
  • clone3() システムコールを追加し、より拡張可能なバージョンの clone() インターフェイスを実装しました。これにより、より多くのフラグを指定できるようになります。
  • bpf_send_signal() ハンドラーを追加し、BPF プログラムが任意のプロセスにシグナルを送信できるようにしました。
  • KVM ハイパーバイザー環境のパフォーマンス イベントについては、新しいイベント フィルタリング メカニズムが追加され、管理者はゲスト システム側での監視を許可するイベントの種類と禁止するイベントの種類を決定できるようになりました。
  • ループの実行が制限されており、命令の最大数の制限を超えることができない場合に、ループを使用してプログラムを処理する機能が eBPF アプリケーション検証メカニズムに追加されました。
• ディスク サブシステム、I/O、およびファイル システム
  • XFS ファイル システムは、マルチスレッド i ノード バイパスをサポートするようになりました (たとえば、クォータをチェックする場合)。 新しい ioctl BULKSTAT および INUMBERS が追加され、inode の誕生時刻や各 AG グループ (割り当てグループ) の BULKSTAT および INUMBERS パラメータを設定する機能など、FS フォーマットの第 XNUMX 版で登場した機能へのアクセスが提供されます。
  • 内線4 サポートが追加されました ディレクトリ内の空隙 (リンクされていないブロック)。
    提供される加工 オープンファイルのフラグ「i」（不変）（ファイルがすでにオープンされているときにフラグが設定された場合、書き込みは禁止されます）。

  • Btrfs は、すべてのアーキテクチャ上で crc32c の高速実装の定義を提供します。
  • CIFS では、smbdirect サポートのコードが実験的開発として削除されました。 SMB3 では、GCM モードで暗号化アルゴリズムを使用する機能が追加されました。 ACE (アクセス コントロール エントリ) エントリからモード パラメータを抽出するための新しいマウント オプションが追加されました。 open() 呼び出しのパフォーマンスを最適化しました。
  • Checkpoint=disable モードで実行するときにガベージ コレクターを制限するオプションを F2FS に追加しました。 F2FS からブロック範囲を削除する ioctl を追加し、オンザフライでパーティション サイズを調整できるようにしました。 直接 I/O を提供するために F2FS にスワップ ファイルを配置する機能が追加されました。 ファイルを固定し、すべてのユーザーに対して同様のファイルにブロックを割り当てるためのサポートが追加されました。
  • 非同期入出力 io_uring のインターフェイスに、非同期操作 sendmsg() および recvmsg() のサポートを追加しました。
  • zstd アルゴリズムを使用した圧縮のサポートと、署名された FS イメージを検証する機能が UBIFS ファイル システムに追加されました。
  • Ceph FS は、ファイルの SELinux セキュリティ ラベルをサポートするようになりました。
  • NFSv4 では、新しいマウント オプション「nconnect=」が実装されており、これによりサーバーと確立される接続の数が決まります。 これらの接続間のトラフィックは、負荷分散を使用して分散されます。 さらに、NFSv4 サーバーは、現在のクライアントに関する情報 (クライアントが開いたファイルに関する情報など) を含むディレクトリ /proc/fs/nfsd/clients を作成するようになりました。
• 仮想化とセキュリティ
  • カーネルには組み込みデバイス用のハイパーバイザーが含まれています ACRN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ています。 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、ダッシュボード、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。
  • ユーザーモード Linux の場合 追加されました タイム トラベル モード。仮想 UML 環境で時間を遅くしたり速くしたりして、時間関連のコードのデバッグを容易にします。 さらに、パラメータが追加されました
    time-travel-start は、システム クロックをエポック形式で指定された瞬間から開始できるようにします。

  • 新しいカーネル コマンド ライン オプション「init_on_alloc」および「init_on_free」が追加されました。指定すると、割り当ておよび解放されたメモリ領域のゼロ化が有効になり (malloc と free にゼロを埋め込む)、追加の初期化オーバーヘッドによりセキュリティが強化されます。
  • 新しいドライバーが追加されました virtio-iommu 準仮想化デバイスの実装により、メモリ ページ テーブルをエミュレートせずに、ATTACH、DETACH、MAP、UNMAP などの IOMMU リクエストを virtio トランスポート経由で送信できるようになります。
  • 新しいドライバーが追加されました virtio-pmemNVDIMM など、物理アドレス空間にマップされたストレージ デバイスへのアクセスを表します。
  • ユーザーまたはネットワークの名前空間に暗号キーを添付する機能 (選択した名前空間の外ではキーにアクセスできなくなります)、および ACL を使用してキーを保護する機能が実装されました。
  • 暗号サブシステムへ 追加した 非常に高速な非暗号化ハッシュ アルゴリズムのサポート xxハッシュ、その速度はメモリのパフォーマンスに依存します。
• ネットワークサブシステム
  • 以前は使用できなかった 4/0.0.0.0 の範囲の IPv8 アドレスの処理が有効になりました。 このサブネットの紹介 意志 さらに 16 万個の IPv4 アドレスを配布します。
  • nftables の Netfilter 内 追加した 追加されたドライバーを使用したパケット フィルタリングのハードウェア アクセラレーション メカニズムのサポート フローブロックAPI。 すべてのチェーンを含むルールのテーブル全体をネットワーク アダプターの側に配置できます。 有効にするには、NFT_TABLE_F_HW フラグをテーブルにバインドします。 シンプルなレイヤー 3 およびレイヤー 4 プロトコル メタデータ、受け入れ/拒否アクション、IP、送信者/受信者のネットワーク ポート、プロトコル タイプによるマッピングをサポートします。
  • 追加した ネットワーク ブリッジの接続追跡サポートが組み込まれており、br_netfilter エミュレーション層を使用する必要がありません。
  • nf_tables 内 追加した iptables から同様の機能を複製する SYNPROXY モジュールのサポートと、IPv4 ヘッダーの個々のオプションのルールをチェックインする機能も実装されています。
  • BPF プログラムを setsockopt() および getsockopt() システム コールにアタッチする機能が追加されました。これにより、たとえば、これらの呼び出しに独自のアクセス ハンドラをアタッチできるようになります。 さらに、新しい呼び出しポイント (フック) が追加され、RTT 間隔 (往復時間、ping 時間) ごとに XNUMX 回、BPF プログラムへの呼び出しを整理できます。
  • IPv4およびIPv6の場合 追加されました ルーティング テーブルのスケーラビリティを向上させることを目的とした、新しいネクストホップ ルーティング データ ストレージ メカニズム。 テストの結果、新しいシステムを使用すると、743 万 4.3 のルートのセットがわずか XNUMX 秒でカーネルにロードされたことがわかりました。
  • Bluetoothの場合 実装されました LE ping をサポートするために必要な機能。
• 機器
  • 追加した 同社のx86互換プロセッサのサポート 芯、VIA Technologiesと上海市との共同プロジェクトの結果として開発されました。 ZX CPU ファミリは、x86-64 Isaiah アーキテクチャに基づいて構築されており、テクノロジーの開発を続けています。 ケンタウロス経由;
  • DRM (ダイレクト レンダリング マネージャー) サブシステム、および amdgpu および i915 グラフィックス ドライバーは、HDMI ポート経由での HDR (ハイ ダイナミック レンジ) メタデータの解析、処理、送信のサポートを追加し、追加の輝度範囲を表示します。
  • amdgpu ドライバーには、ベース ドライバー、画面インタラクション コード (DCN5700)、GFX およびコンピューティング サポート (GFX2) を含む AMD NAVI GPU (RX10) の初期サポートが追加されました。
    SDMA 5 (システム DMA0)、電源管理およびマルチメディア エンコーダ/デコーダ (VCN2)。 amdgpu は、追加のメモリと電源管理機能が追加された Vega12 および Vega20 GPU ベースのカードのサポートも改善します。

  • VegaM GPU に基づくカードのサポートを amdkfd ドライバーに追加しました (フィジー、トンガ、ポラリスなどの個別 GPU 用)。
  • Icelake チップ用の Intel ビデオ カードの DRM ドライバー内 実装された 新しいマルチセグメントガンマ補正モード。 YCbCr4:2:0 形式で DisplayPort 経由で出力する機能が追加されました。 新しいファームウェアが追加されました GuC SKL、BXT、KBL、GLK、ICL用。 非同期モードで画面の電源をオフにする機能が実装されました。 追加した Ironlake (gen5) および gen4 (Broadwater - Cantiga) チップのレンダリング コンテキストの保存と復元のサポート。これにより、あるバッチ操作から別のバッチ操作に移行するときにユーザー空間から GPU 状態を復元できます。
  • Nouveau ドライバーは、NVIDIA Turing TU116 チップセットの検出を提供します。
  • ARM Komeda スクリーン アクセラレータ (Mali D71) 用の DRM/KMS ドライバーの機能が拡張され、スケーリング、レイヤーの分割/マージ、回転、遅延書き込み、AFBC、SMMU、およびカラー エンコード形式 Y0L2、P010、YUV420_8/10BIT がサポートされています。追加されました。
  • MSM ドライバーは、Qualcomm プロセッサーで使用される A540 GPU Adreno シリーズのサポートと、Snapdragon 8998 用の MSM835 DSI コントローラーのサポートを追加します。
  • LCD パネル Samsung S6E63M0、Armadeus ST0700、EDT ETM0430G0DH6、OSD101T2045-53TS 用のドライバーを追加しました。
    Evervision VGG804821、FriendlyELEC HD702E、KOE tx14d24vm1bpa、TFC S9700RTWV43TR-01B、EDT ET035012DM6 および VXT VL050-8048NT-C01。

  • 追加した デコード高速化ツールを有効にするドライバー
    ビデオは Amlogic Meson SoC で利用可能です。

  • v3d ドライバー (Raspberry Pi で使用される Broadcom Video Core V GPU 用) が登場 サポート 計算シェーダーをディスパッチする。
  • 追加した Apple MacBook および MacBookPro ラップトップの最新モデルで使用される SPI キーボードおよびトラックパッド用のドライバー。
  • 追加した フロッピー ドライバに関連付けられた ioctl 呼び出しに対する追加の保護。ドライバ自体はメンテナンスされていないとしてマークされます。
    (「孤立」)、これはテストの終了を意味します。 ドライバーは引き続きカーネルに保存されますが、その正しい動作は保証されません。 ドライバーをテストするための動作する機器を見つけるのが難しいため、ドライバーは古いと考えられます。原則として、現在のすべての外部ドライブは USB インターフェイスを使用します。

  • 追加した Raspberry Pi ボード用の cpufreq ドライバー。プロセッサ周波数の変更を動的に制御できます。
  • 新しい ARM SoC Mediatek mt8183 (4x Cortex-A73 + 4x Cortex-A53)、TI J721E (2x Cortex-A72 + 3x Cortex-R5F + 3 DSP + MMA)、および Amlogic G12B (4x Cortex-A73 + 2x Cortex-A53) のサポートを追加しました。 AXNUMX )、およびボード:
    • ピュリズム・リブレム5,
    • スピードBMC、
    • マイクロソフト オリンパス BMC、
    • コントロンSMARC、
    • ノヴテック Meerkat96 (i.MX7)、
    • STマイクロアベンジャー96、
    • Google Cheza (クアルコム SDM845)、
    • クアルコム Dragonboard 845c (クアルコム SDM845)、
    • Hugsun X99 TV ボックス (Rockchip RK3399)、
    • カダス エッジ/エッジ-V/キャプテン (ロックチップ RK3399)、
    • ハイホープRZ/G2M、
    • NXP LS1021A-TSN。

同時に、ラテンアメリカ・フリー・ソフトウェア財団 形成された
вариант 完全に無料のカーネル 5.3 - Linux-libre 5.3-gnu、メーカーによって範囲が制限されている、非フリーのコンポーネントまたはコードセクションを含むファームウェアおよびドライバー要素が除去されます。 新しいリリースでは、qcom、hdcp drm、allegro-dvt、および meson-vdec ドライバーで BLOB ロードが無効になっています。
ドライバーとサブシステム amdgpu、i915、netx、r8169、brcmfmac、rtl8188eu、adreno、si2157、pvrusb2、touchscreen_dmi、Skylake のサウンド ドライバー、およびマイクロコード ドキュメントの BLOB クリーニング コードを更新しました。

出所： オープンネット.ru