Linux 6.1 カーネル リリース

6.1 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は、Rust 言語でのドライバーとモジュールの開発のサポート、使用済みメモリ ページを決定するメカニズムの最新化、BPF プログラム用の特別なメモリ マネージャー、メモリ問題を診断するシステム KMSAN、KCFI (カーネル コントロール) です。 -Flow Integrity) 保護メカニズム、Maple 構造ツリーの導入。

新しいバージョンには、15115 人の開発者による 2139 件の修正が含まれており、パッチのサイズは 51 MB で、カーネル 2 および 6.0 のパッチのサイズよりも約 5.19 倍小さいです。 この変更は 13165 のファイルに影響し、716247 行のコードが追加され、304560 行が削除されました。 45 で導入されたすべての変更の約 6.1% はデバイス ドライバーに関連し、変更の約 14% 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、14% はネットワーク スタックに関連し、3% はファイル システムに関連し、3% 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。

カーネル 6.1 の主な革新:

• メモリおよびシステム サービス
  • ドライバーとカーネル モジュールを開発するための第 40 言語として Rust を使用する機能が追加されました。 Rust をサポートする主な理由は、メモリを操作するときにエラーが発生する可能性を減らし、安全で高品質のデバイス ドライバーを簡単に作成できるようにすることです。 Rust サポートはデフォルトで無効になっており、Rust が必須のカーネル ビルド依存関係として含まれることはありません。 カーネルはこれまでのところ、コード行数を 13 万行から 9 万 1 行に削減し、Rust 言語で書かれた単純なカーネル モジュールを構築するのに十分な最小限の必要最低限​​のパッチのみを提供する、最小限の必要最低限​​のバージョンのパッチを採用しています。 将来的には、Rust-for-Linux ブランチから他の変更を移しながら、既存の機能を徐々に増やしていく予定です。 並行して、提案されたインフラストラクチャを使用して、NVMe ドライブ、XNUMXp ネットワーク プロトコル、および Apple MXNUMX GPU 用のドライバーを Rust 言語で開発するプロジェクトが開発されています。
  • AArch64、RISC-V、および EFI を備えた LoongArch アーキテクチャに基づくシステムの場合、圧縮されたカーネル イメージを直接ロードする機能が実装されました。 EFI zboot から直接呼び出される、カーネル イメージのロード、実行、アンロード用のハンドラーを追加しました。 EFI プロトコル データベースにプロトコルをインストールおよび削除するためのハンドラーも追加されました。 以前は、解凍は別のブートローダーによって実行されていましたが、現在はこれをカーネル自体のハンドラーによって実行できるようになり、カーネル イメージは EFI アプリケーションとして形成されます。
  • この構成には、マルチレベルのメモリ管理モデルを実装したパッチの一部が含まれており、これにより、異なるパフォーマンス特性を持つメモリ バンクを分離できます。 たとえば、最も頻繁に使用されるページは最も高速なメモリに格納され、最もまれに使用されるページは比較的低速なメモリに格納される場合があります。 カーネル 6.1 では、頻繁に使用されるページが低速メモリのどこにあるかを判断して、高速メモリに昇格できるようにするメカニズムが導入されています。また、メモリ層とその相対的なパフォーマンスの一般的な概念も導入されています。
  • これには、MGLRU (複数世代 LRU) メカニズムが含まれています。これは、どのメモリ ページが実際に使用されているか、どのメモリ ページをどのメモリ ページにプッシュできるかをより適切に判断する多段階構造を持つ XNUMX つのキューに基づく古い LRU (最も最近使用されていない) 実装を置き換えます。スワップパーティション。
  • Oracle エンジニアによって提案された「メープル ツリー」データ構造のサポートが追加されました。これは、「赤黒ツリー」構造のより効果的な代替として位置付けられています。 Maple ツリーは、範囲インデックス付けをサポートし、最新のプロセッサのキャッシュを効率的に使用するように設計された B ツリーのバリアントです。 一部のメモリ管理サブシステムはすでに Maple Tree に移行されており、パフォーマンスにプラスの影響を与えています。 将来的には、メープル ツリーを使用して範囲ロックを実装できるようになります。
  • crash_kexec() 呼び出しを介して緊急シャットダウンを開始するように特別に設計された「破壊的な」BPF プログラムを作成する機能が BPF サブシステムに追加されました。 このような BPF プログラムは、特定の時点でクラッシュ ダンプの作成を開始するためのデバッグ目的で必要になる場合があります。 BPF プログラムのロード時に破壊的操作にアクセスするには、BPF_F_DESTRUCTIVE フラグを指定し、sysctl kernel.destructive_bpf_enabled をアクティブ化し、CAP_SYS_BOOT 権限を持っている必要があります。
  • BPF プログラムの場合、cgroup 要素を列挙したり、特定のスレッドまたはタスクのリソース (ファイル、vma、プロセスなど) を列挙したりすることができます。 ユーザー リング バッファを作成するために、新しいマップ タイプが実装されました。
  • BPF プログラムでのメモリ割り当てのための特別な呼び出し (メモリ アロケータ) が追加されました。これにより、標準 kmalloc() よりも BPF コンテキストで安全なメモリ割り当てが提供されます。
  • 変更の最初の部分は統合され、BPF プログラムの形式で実装された、HID (ヒューマン インターフェイス デバイス) インターフェイスを備えた入力デバイス用のドライバーを作成する機能を提供します。
  • カーネルは、a.out 実行可能ファイル形式をサポートするコードを完全に削除しました。a.out 実行可能ファイル形式は、リリース 5.1 で非推奨となり、バージョン 5.18 および 5.19 以降の主要なアーキテクチャでは無効になっています。 a.out 形式は Linux システムでは長い間非推奨になっており、デフォルトの Linux 構成では最新のツールでは a.out ファイルの生成がサポートされていません。 a.out ファイルのローダーは、完全にユーザー空間に実装できます。
  • Loongson 3 5000 プロセッサで使用され、新しい RISC ISA を実装する LoongArch 命令セット アーキテクチャに基づくシステムの場合、MIPS や RISC-V と同様に、パフォーマンス測定イベント (perf イベント)、kexec、kdump、および BPF JIT コンパイルのサポートが実装されます。 。
  • io_uring 非同期 I/O インターフェイスは、新しいモード IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN を提供し、アプリケーションのリクエストが行われるまでリング バッファ関連の作業を一時的に延期できるようにし、これを使用してバッチ作業を行い、プリエンプションによる遅延の問題を回避できます。間違った時間。
  • ユーザー空間のプロセスには、通常のメモリ ページの範囲を大きなメモリ ページのセット (透過的巨大ページ) に変換する機能が与えられます。
  • /dev/userfaultfd デバイスの実装を追加しました。これにより、FS 内のアクセス権を使用して userfaultfd() システム コールの機能にアクセスできるようになります。 userfaultfd 機能を使用すると、ユーザー空間内の未割り当てメモリ ページ (ページ フォールト) にアクセスするためのハンドラーを作成できます。
  • GNU Make ユーティリティのバージョンの要件が増加しました。カーネルをビルドするには、少なくともバージョン 3.82 が必要になりました。
• ディスク サブシステム、I/O、およびファイル システム
  • Btrfs ファイル システムに対して大幅なパフォーマンスの最適化が行われ、特に FIEMAP ioctl 呼び出しのパフォーマンスが桁違いに向上しました。 io_uring を使用するアプリケーションの非同期バッファ書き込みのサポートが追加されました。 fs-verity で保護されたファイルのサポートが「送信」操作に追加されました。
  • ext4 ファイル システムには、ジャーナルのメンテナンスと読み取り専用操作に関連するパフォーマンスの最適化が追加されました。
  • EROFS (Enhanced Read-Only File System) ファイル システムは、読み取り専用モードでアクセス可能なパーティションで使用するように設計されており、異なるファイル システムで重複したデータを共有する機能を実装しています。
  • statx() システム コールは、ファイルに直接 I/O を適用できるかどうかに関する情報を表示するために追加されました。
  • O_TMPFILE フラグを使用した一時ファイルの作成のサポートが FUSE (ユーザー空間のファイルシステム) サブシステムに追加されました。
• 仮想化とセキュリティ
  • CFI (制御フロー整合性) 保護メカニズムの実装が置き換えられ、関数の各間接呼び出しの前にチェックが追加され、通常の実行順序 (制御フロー) の違反につながる可能性があるいくつかの形式の未定義の動作が検出されます。メモリに格納されている関数へのポインタを変更するエクスプロイトの使用の結果。 LLVM プロジェクトによる CFI の標準実装は、同じく Clang の使用に基づいたオプションに置き換えられましたが、低レベルのサブシステムとオペレーティング システム カーネルを保護するために特別に適合されました。 LLVM では、Clang 16 リリースで新しい実装が提供され、「-fsanitize=kcfi」オプションで有効になります。 新しい実装との主な違いは、リンク時最適化 (LTO) に関連付けられておらず、ジャンプ テーブル内のリンクによって関数ポインターが置き換えられることがないことです。
  • LSM モジュール (Linux セキュリティ モジュール) の場合、ネームスペースを作成する操作をインターセプトするハンドラーを作成できます。
  • BPF プログラムで PKCS#7 デジタル署名を検証するためのツールが提供されています。
  • カーネル 5.6 で誤って削除された非ブロッキング モード (O_NONBLOCK) で開く機能が /dev/random に戻されました。
  • x86 アーキテクチャのシステムでは、実行と書き込みを同時に許可するカーネル サブシステムによるメモリ ページのマッピングの場合の警告が追加されました。 将来的には、このようなメモリマッピングを完全に禁止する可能性も検討されています。
  • カーネル内の初期化されていないメモリ使用量およびユーザー空間とデバイス間の初期化されていないメモリ リークを検出するための KMSAN (Kernel Memory Sanitizer) デバッグ メカニズムを追加しました。
  • getrandom 呼び出しで使用される暗号化セキュアな CRNG 擬似乱数ジェネレーターが改良されました。 この変更は、VPN WireGuard の著者である Jason A. Donenfeld によって作成され、擬似ランダム整数抽出のセキュリティを向上させることを目的としています。
• ネットワークサブシステム
  • TCP スタックは、名前空間ごとにソケット ハッシュ テーブルを個別に使用する機能 (デフォルトでは無効) を提供し、これにより、多数の名前空間を持つシステムのパフォーマンスが向上します。
  • 従来の DECnet プロトコルをサポートするコードを削除しました。 ユーザー空間 API スタブは、DECnet を使用するアプリケーションをコンパイルできるように所定の位置に残されますが、これらのアプリケーションはネットワークに接続できません。
  • ネットリンクプロトコルは文書化されています。
• 機器
  • amdgpu ドライバーには、非常に高い解像度をサポートする画面と情報を交換する際のロスレス データ圧縮のための DSC (ディスプレイ ストリーム圧縮) 転送のサポートが追加されました。 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するための作業が継続されています。 DCN 3.2、SMU 13.x、NBIO 7.7、GC 11.x、PSP 13.x、SDMA 6.x、および GMC 11.x IP コンポーネントのサポートが追加されました。 amdkfd ドライバー (Polaris などのディスクリート AMD GPU 用) は、GFX 11.0.3 のサポートを提供します。
  • i915 (Intel) ドライバーには、Meteor Lake GPU のサポートが含まれています。 Meteor Lake およびそれ以降の GPU は DP 2.0 (DisplayPort) インターフェイスをサポートします。 Alder Lake S マイクロアーキテクチャに基づいたビデオ カードの識別子を追加しました。
  • Apple Silicon、Intel SkyLake、Intel KabyLake プロセッサに実装されたオーディオ サブシステムのサポートが追加されました。 CS35L41 HDA オーディオ ドライバーはスリープ モードをサポートしています。 統合オーディオ チップ Apple Silicon、AMD Rembrant DSP、AMD Pink Sardine ACP 6.2、Everest ES8326、Intel Sky Lake および Kaby Lake、Mediatek MT8186、NXP i.MX8ULP DSP、Qualcomm SC8280XP、SM8250 に対する ASoC (ALSA システム オン チップ) サポートを追加しました。 SM8450 およびテキサス・インスツルメンツ SRC4392
  • LCD パネル Samsung LTL101AL01、B120XAN01.0、R140NWF5 RH、Densitron DMT028VGHMCMI-1A TFT、AUO B133UAN02.1、IVO M133NW4J-R3、Innolux N120ACA-EA1、AUO B116XAK01.6、BOE NT116WH M のサポートを追加-N21、INX N116BCA- EA2、INX N116BCN-EA1、Multi-Inno Technology MI0800FT-9。
  • Baikal-T1 SoC で使用される AHCI SATA コントローラーのサポートが追加されました。
  • Bluetooth チップ MediaTek MT7921、Intel Magnetor (CNVi、統合接続)、Realtek RTL8852C、RTW8852AE および RTL8761BUV (Edimax BT-8500) のサポートを追加しました。
  • Qualcomm ワイヤレス モジュール用の ath11k ドライバーには、160 MHz 範囲のスペクトル スキャンのサポートが追加され、マルチスレッド NAPI が実装され、Qualcomm WCN6750 Wi-Fi チップのサポートが向上しました。
  • PinePhone キーボード、InterTouch タッチパッド (ThinkPad P1 G3)、X-Box アダプティブ コントローラー、PhoenixRC フライト コントローラー、VRC-2 カー コントローラー、DualSense エッジ コントローラー、IBM 操作パネル、XBOX One Elite リモコン、タブレット XP-PEN Deco Pro S 用のドライバーを追加しました。および Intuos Pro Small (PTH-460)。
  • Aspeed HACE (ハッシュおよび暗号化エンジン) 暗号化アクセラレータのドライバーを追加しました。
  • 統合された Thunderbolt/USB4 Intel Meteor Lake コントローラーのサポートが追加されました。
  • Sony Xperia 1 IV、Samsung Galaxy E5、E7、Grand Max、Pine64 Pinephone Pro スマートフォンのサポートを追加しました。
  • ARM SoC およびボードのサポートを追加: AMD DaytonaX、Mediatek MT8186、Rockchips RK3399 および RK3566、TI AM62A、NXP i.MX8DXL、Renesas R-Car H3Ne-1.7G、Qualcomm IPQ8064-v2.0、IPQ8062、IPQ8065、Kontron SL/ BL i.MX8MM OSM-S、MT8195 (Acer Tomato)、Radxa ROCK 4C+、NanoPi R4S Enterprise Edition、JetHome JetHub D1p。 SoC Samsung、Mediatek、Renesas、Tegra、Qualcomm、Broadcom、NXP 用のドライバーを更新しました。

同時に、Latin American Free Software Foundation は、完全に無料のカーネル 6.1 のバージョンである Linux-libre 6.1-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いたもので、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、AArch8852 アーキテクチャに基づくプロセッサを搭載したさまざまな Qualcomm および MediaTek SoC 用の新しい rtw64b ドライバーと DTS ファイルがクリーンアップされます。 ドライバーおよびサブシステム amdgpu、i915、brcmfmac、r8188eu、rtw8852c、Intel ACPI の BLOB クリーニング コードを更新しました。 古いドライバー tm6000 TV カード、cpia2 v4l、sp8870、av7110 のクリーニングが修正されました。

出所： オープンネット.ru