Linux 6.0 カーネル リリース

6.0 か月の開発後、Linus Torvalds は Linux XNUMX カーネルのリリースを発表しました。 バージョン番号の大幅な変更は見た目の美しさのためであり、シリーズに大量の問題が蓄積されることによる不快感を軽減するための正式な措置です (ライナスは、枝番号を変更した理由は指が足りなくなった可能性が高いと冗談を言っています)とつま先でバージョン番号を数えます)。 最も注目すべき変更点は、XFS での非同期バッファ書き込みのサポート、ublk ブロック ドライバー、タスク スケジューラの最適化、カーネルの正しい動作を検証するメカニズム、ARIA ブロック暗号のサポートです。

カーネル 6.0 の主な革新:

• ディスク サブシステム、I/O、およびファイル システム
  • XFS ファイル システムには、io_uring メカニズムを使用した非同期バッファ書き込みのサポートが追加されました。 fio ツールを使用して実施されたパフォーマンス テスト (1 スレッド、4kB ブロック サイズ、600 秒、シーケンシャル書き込み) では、77 秒あたりの入出力操作 (IOPS) が 209k から 314k に、データ転送速度が 854MB/s から 9600MB/s に増加したことが示されています。レイテンシは 120ns から 80ns (XNUMX 倍) に減少しました。
  • Btrfs ファイル システムは、「send」コマンドのプロトコルの 64 番目のバージョンを実装します。これは、追加のメタデータのサポートを実装し、より大きなブロック (3K を超える) でのデータの送信と、圧縮形式でのエクステントの送信を実現します。 最大 256 セクターの同時読み取りにより、直接読み取り操作のパフォーマンスが大幅に向上しました (最大 XNUMX 倍)。 遅延要素の予約されたメタデータを減らすことで、ロックの競合が減少し、メタデータのチェックが高速化されました。
  • スーパーブロックに格納されている UUID を取得または設定するための、新しい ioctl 操作 EXT4_IOC_GETFSUUID および EXT4_IC_SETFSUUID が ext4 ファイル システムに追加されました。
  • F2FS ファイル システムは、低メモリ消費モードを提供します。これにより、少量の RAM を搭載したデバイスでの動作が最適化され、パフォーマンスは低下しますが、メモリ消費を削減できます。
  • NVMe ドライブ認証のサポートが追加されました。
  • NFSv4 サーバーは、アクティブなクライアントの数に制限を実装しており、システム内の RAM の 1024 ギガバイトあたり XNUMX の有効なクライアントとして設定されています。
  • CIFS クライアントの実装により、マルチチャネル送信モードのパフォーマンスが向上しました。
  • 特定のイベントを無視するために、新しいフラグ FAN_MARK_IGNORE が fanotify FS のイベント追跡サブシステムに追加されました。
  • Overlayfs FS では、ユーザー ID マッピングを使用して FS の上にマウントすると、POSIX 準拠のアクセス制御リストの正しいサポートが提供されます。
  • ublk ブロック ドライバーが追加されました。これは、特定のロジックをユーザー空間のバックグラウンド プロセス側に移動し、io_uring サブシステムを使用します。
• メモリおよびシステム サービス
  • DAMON (Data Access MONitor) サブシステムに新機能が追加され、ユーザー空間から RAM へのプロセス アクセスを監視できるだけでなく、メモリ管理にも影響を与えることができます。 特に、新しいモジュール「LRU_SORT」が提案されています。これは、特定のメモリ ページの優先順位を高めるために LRU (Least Recently Used) リストを再グループ化する機能を提供します。
  • 新しいメモリ領域を作成する機能は、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る CXL (Compute Express Link) バスの機能を使用して実装されています。 CXL を使用すると、外部メモリ デバイスによって提供される新しいメモリ領域を接続し、追加の物理アドレス空間リソースとして使用して、システムのランダム アクセス メモリ (DDR) または永久メモリ (PMEM) を拡張できます。
  • 一部のチップセットのハードウェア問題を回避するために 20 年前に追加されたコードによって引き起こされた AMD Zen プロセッサーのパフォーマンス問題を解決しました (チップセットがアイドル状態になる時間を確保するために、プロセッサーの速度を低下させるために追加の WAIT 命令が追加されました)。 この変更により、アイドル状態とビジー状態が頻繁に切り替わるワークロード下ではパフォーマンスが低下しました。 たとえば、回避策を無効にした後、tbench テストの平均スコアは 32191 MB/秒から 33805 MB/秒に増加しました。
  • ヒューリスティックを使用したコードがタスク スケジューラから削除され、予測されるエネルギー消費量の増加を考慮して、最も負荷の低い CPU にプロセスが確実に移行されます。 開発者は、ヒューリスティックは十分に有用ではなく、そのような移行により消費電力が低下する可能性がある場合 (たとえば、ターゲット CPU が低電力層にある場合)、ヒューリスティックを削除して追加の評価を行わずにプロセスを移行する方が簡単であると結論付けました。 ヒューリスティックを無効にすると、負荷の高いタスクを実行する際の消費電力が削減されました。たとえば、ビデオ デコード テストでは、消費電力が 5.6% 減少しました。
  • 大規模システム上の CPU コア間でのタスクの分散が最適化され、特定の種類のワークロードのパフォーマンスが向上しました。
  • io_uring 非同期 I/O インターフェイスは、新しいフラグ IORING_RECV_MULTISHOT を提供します。これにより、recv() システム コールでマルチショット モードを使用して、同じネットワーク ソケットから複数の読み取り操作を一度に実行できるようになります。 io_uring は、中間バッファリングなしのネットワーク転送 (ゼロコピー) もサポートします。
  • uprobe に接続された BPF プログラムをスリープ状態にする機能を実装しました。 BPF は、カーネル シンボル テーブルを操作するための新しい反復子 ksym も追加します。
  • UEFI ブート変数へのアクセスを目的とした sysfs の廃止された「efivars」インターフェイスは削除されました (efivarfs 仮想 FS は現在、EFI データへのアクセスに広く使用されています)。
  • perf ユーティリティには、ロックの競合とプロセッサがカーネル コンポーネントを実行するのに費やした時間を分析するための新しいレポートが追加されました。
  • CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_PERFORMANCE_O3 設定が削除され、カーネルを「-O3」最適化モードでビルドできるようになりました。 最適化モードの実験は、アセンブリ中にフラグを渡す (「make KCFLAGS=-O3」) ことで実行でき、Kconfig に設定を追加するには反復可能なパフォーマンス プロファイリングが必要であることに注意してください。これは、「-O3」 モードで使用されるループ アンローリングが次のことを示しています。 「-O2」最適化レベルと比較して利点があります。
  • debugfs インターフェースが追加され、個々の「メモリーシュリンカー」 (メモリーが不足し、メモリー消費を削減するためにカーネルデータ構造をパッキングするときに呼び出されるハンドラー) の動作に関する情報を取得します。
  • OpenRISC および LoongArch アーキテクチャでは、PCI バスのサポートが実装されています。
  • RISC-V アーキテクチャの場合、キャッシュ コヒーレントではない DMA を使用してデバイスを管理するために、「Zicbom」拡張機能が実装されています。
• 仮想化とセキュリティ
  • RV (Runtime Verification) 検証メカニズムが追加され、障害がないことを保証する信頼性の高いシステムでの正しい動作を検証します。 検証は、システムの予期される動作を定義するマシンの事前に決定された参照決定モデルに対して実際の実行の進行状況をチェックするハンドラーをトレース ポイントにアタッチすることによって実行時に実行されます。 実行時のモデルによる検証は、重要なシステムでの実行の正しさを確認するための、より軽量で実装が簡単な方法として位置付けられ、古典的な信頼性検証方法を補完します。 RV の利点の XNUMX つは、システム全体をモデリング言語で個別に実装することなく厳密な検証を提供できることと、予期せぬイベントに柔軟に対応できることです。
  • Intel SGX2 (Software Guard eXtensions) テクノロジーに基づいてエンクレーブを管理するための統合カーネル コンポーネント。これにより、アプリケーションは、システムの残りの部分がアクセスを制限されているメモリの分離された暗号化領域でコードを実行できます。 Intel SGX2 テクノロジーは、Intel Ice Lake および Gemini Lake チップでサポートされており、エンクレーブの動的メモリ管理のための追加命令が Intel SGX1 とは異なります。
  • x86 アーキテクチャの場合、ブートローダー設定を通じて擬似乱数ジェネレーターのシードを転送する機能が実装されました。
  • SafeSetID LSM モジュールは、setgroups() 呼び出しを通じて行われた変更を管理できるようになりました。 SafeSetID を使用すると、システム サービスは、権限を昇格したり (CAP_SETUID) したり、root 権限を取得したりすることなく、ユーザーを安全に管理できます。
  • ARIA ブロック暗号のサポートが追加されました。
  • BPF ベースのセキュリティ管理モジュールは、ハンドラーを個々のプロセスおよびプロセス グループ (cgroup) にアタッチする機能を提供します。
  • vCPU アクティビティの監視に基づいてゲスト システムのハングを検出するために、ウォッチドッグ実装のメカニズムが追加されました。
• ネットワークサブシステム
  • SYN Cookie を生成およびチェックするためのハンドラーが BPF サブシステムに追加されました。 また、接続状態にアクセスして変更するための関数セット (kfunc) も追加されています。
  • ワイヤレス スタックには、WiFi 7 仕様で定義されている MLO (マルチリンク オペレーション) メカニズムのサポートが追加されており、デバイスが異なる周波数帯域とチャネルを使用してデータを同時に送受信できるようになります。たとえば、複数の通信チャネルを同時に確立できるようになります。アクセス ポイントをクライアント デバイスに接続します。
  • カーネルに組み込まれている TLS プロトコルのパフォーマンスが向上しました。
  • カーネル コマンド ライン オプション「hostname=」を追加して、ユーザー空間コンポーネントが開始される前のブート プロセスの早い段階でホスト名を設定できるようにしました。
• 機器
  • i915 (Intel) ドライバーは、Intel Arc (DG2/Alchemist) A750 および A770 ディスクリート ビデオ カードのサポートを提供します。 Intel Ponte Vecchio (Xe-HPC) および Meteor Lake GPU のサポートの初期実装が提案されています。 Intel Raptor Lake プラットフォームのサポートは引き続き行われます。
  • amdgpu ドライバーは、引き続き AMD RDNA3 (RX 7000) および CDNA (Instinct) プラットフォームのサポートを提供します。
  • Nouveau ドライバーは、NVIDIA nv50 GPU ディスプレイ エンジンのサポート コードを作り直しました。
  • LogiCVC 画面用の新しいlogicvc DRM ドライバーを追加しました。
  • v3d ドライバー (Broadcom Video Core GPU 用) は、Raspberry Pi 4 ボードをサポートします。
  • Qualcomm Adreno 619 GPU のサポートが msm ドライバーに追加されました。
  • Panfrost ドライバーに ARM Mali Valhall GPU のサポートが追加されました。
  • Lenovo ThinkPad X8s ラップトップで使用される Qualcomm Snapdragon 3cx Gen13 プロセッサーの初期サポートが追加されました。
  • AMD Raphael (Ryzen 7000)、AMD Jadeite、Intel Meteor Lake、Mediatek MT8186 プラットフォーム用のサウンド ドライバーを追加しました。
  • Intel Habana Gaudi 2 機械学習アクセラレータのサポートが追加されました。
  • ARM SoC Allwinner H616、NXP i.MX93、Sunplus SP7021、Nuvoton NPCM8XX、Marvell Prestera 98DX2530、Google Chameleon v3 のサポートを追加しました。

同時に、Latin American Free Software Foundation は、完全に無料のカーネル 6.0 のバージョンである Linux-libre 6.0-gnu を作成しました。これは、フリーではないコンポーネントやコードのセクションを含むファームウェアとドライバーの要素を取り除き、その範囲は次のとおりです。メーカーにより限定されます。 新しいリリースでは、CS35L41 HD オーディオ ドライバおよび STM32G0 マイクロコントローラ用の UCSI ドライバでの BLOB の使用が無効になります。 Qualcomm および MediaTek チップの DTS ファイルはクリーンアップされました。 MediaTek MT76 ドライバーの BLOB の無効化が修正されました。 AMDGPU、Adreno、Tegra VIC、Netronome NFP、Habanalabs Gaudi2 ドライバーおよびサブシステムの BLOB クリーニング コードを更新しました。 カーネルから削除された VXGE ドライバーのクリーニングを停止しました。

出所： オープンネット.ru