Linux 5.14 ბირთვის გამოშვება

ორთვიანი განვითარების შემდეგ, Linus Torvalds-მა წარმოადგინა Linux kernel 5.14-ის გამოშვება. ყველაზე შესამჩნევ ცვლილებებს შორის: ახალი quotactl_fd() და memfd_secret() სისტემური ზარები, ide და raw დრაივერების ამოღება, ახალი I/O პრიორიტეტული კონტროლერი cgroup-ისთვის, SCHED_CORE დავალების დაგეგმვის რეჟიმი, დადასტურებული BPF პროგრამის ჩამტვირთველების შექმნის ინფრასტრუქტურა.

ახალი ვერსია მოიცავს 15883 შესწორებას 2002 დეველოპერისგან, პაჩის ზომაა 69 მბ (ცვლილებებმა შეეხო 12580 ფაილს, დაემატა 861501 კოდის სტრიქონი, წაიშალა 321654 ხაზი). 47-ში შემოტანილი ყველა ცვლილების დაახლოებით 5.14% დაკავშირებულია მოწყობილობის დრაივერებთან, ცვლილებების დაახლოებით 14% დაკავშირებულია ტექნიკის არქიტექტურისთვის სპეციფიკური კოდის განახლებასთან, 13% დაკავშირებულია ქსელის დასტასთან, 3% დაკავშირებულია ფაილურ სისტემებთან და 3% დაკავშირებულია ბირთვის შიდა ქვესისტემებთან.

ძირითადი ინოვაციები:

• დისკის ქვესისტემა, I/O და ფაილური სისტემები
  • დანერგილია ახალი I/O პრიორიტეტიზაციის კონტროლერი cgroups, rq-qos, რომელსაც შეუძლია აკონტროლოს მოთხოვნების დამუშავების პრიორიტეტი თითოეული cgroup-ის წევრების მიერ გენერირებული მოწყობილობების დაბლოკვის მიზნით. ახალი პრიორიტეტული კონტროლერის მხარდაჭერა დაემატა mq-deadline I/O განრიგს.
  • ext4 ფაილური სისტემა ახორციელებს ახალ ioctl ბრძანებას, EXT4_IOC_CHECKPOINT, რომელიც აიძულებს ყველა მომლოდინე ტრანზაქციას ჟურნალიდან და მათთან ასოცირებულ ბუფერებზე დისკზე გადაიწეროს და ასევე გადაწერს ჟურნალის მიერ შენახვაში გამოყენებულ ტერიტორიას. ცვლილება მომზადდა ფაილური სისტემებიდან ინფორმაციის გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად ინიციატივის ფარგლებში.
  • Btrfs-ზე გაკეთდა შესრულების ოპტიმიზაცია: fsync-ის შესრულებისას გაფართოებული ატრიბუტების არასაჭირო ჟურნალის აღმოფხვრით, გაფართოებული ატრიბუტებით ინტენსიური ოპერაციების შესრულება გაიზარდა 17%-მდე. გარდა ამისა, შემცირების ოპერაციების შესრულებისას, რომლებიც გავლენას არ ახდენენ მასშტაბებზე, სრული სინქრონიზაცია გამორთულია, რამაც შეამცირა ოპერაციის დრო 12% -ით. პარამეტრი დაემატა sysfs-ს, რათა შეზღუდოს I/O გამტარუნარიანობა FS-ის შემოწმებისას. დამატებულია ioctl ზარები მოწყობილობის ზომის შეცვლისა და წაშლის გასაუქმებლად.
  • XFS-ში შეიცვალა ბუფერული ქეშის დანერგვა, რომელიც გადავიდა მეხსიერების გვერდების სურათების რეჟიმში გამოყოფაზე. გაუმჯობესებული ქეშის ეფექტურობა.
  • F2FS ამატებს მხოლოდ წაკითხვის რეჟიმში მუშაობის ვარიანტს და ახორციელებს შეკუმშული ბლოკის ქეშის რეჟიმს (compress_cache) შემთხვევითი წაკითხვის შესრულების გასაუმჯობესებლად. დანერგილია მხარდაჭერა მეხსიერებაში შედგენილი ფაილების შეკუმშვისთვის mmap() ოპერაციით. ნიღბის საფუძველზე ფაილის შეკუმშვის შერჩევით გამორთვისთვის, შემოთავაზებულია სამონტაჟო ახალი ვარიანტი nocompress.
  • სამუშაო გაკეთდა exFAT დრაივერში ციფრული კამერის ზოგიერთ საცავთან თავსებადობის გასაუმჯობესებლად.
  • დამატებულია quotactl_fd() სისტემური გამოძახება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მართოთ კვოტები არა სპეციალური მოწყობილობის ფაილის საშუალებით, არამედ ფაილის აღწერის მითითებით, რომელიც დაკავშირებულია ფაილურ სისტემასთან, რომლისთვისაც გამოიყენება კვოტა.
  • IDE ინტერფეისის მქონე ბლოკის მოწყობილობების ძველი დრაივერები ამოღებულია ბირთვიდან; ისინი დიდი ხანია შეიცვალა libata ქვესისტემით.
  • "ნედლეული" დრაივერი ამოღებულია ბირთვიდან, რაც უზრუნველყოფს არაბუფერულ წვდომას ბლოკის მოწყობილობებზე /dev/raw ინტერფეისის საშუალებით. ეს ფუნქცია დიდი ხანია დანერგილია აპლიკაციებში, რომლებიც იყენებენ O_DIRECT დროშას.
• მეხსიერების და სისტემის სერვისები
  • დავალების განრიგი ახორციელებს დაგეგმვის ახალ რეჟიმს, SCHED_CORE, რომელიც საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ რომელი პროცესები შეიძლება ერთად შესრულდეს იმავე CPU ბირთვზე. თითოეულ პროცესს შეიძლება მიენიჭოს ქუქი-ფაილის იდენტიფიკატორი, რომელიც განსაზღვრავს პროცესებს შორის ნდობის ფარგლებს (მაგალითად, იგივე მომხმარებლის ან კონტეინერის კუთვნილება). კოდის შესრულების ორგანიზებისას, განრიგს შეუძლია უზრუნველყოს, რომ ერთი CPU ბირთვი გაზიარდება მხოლოდ იმავე მფლობელთან დაკავშირებულ პროცესებს შორის, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას Specter-ის ზოგიერთი შეტევის დასაბლოკად სანდო და არასანდო ამოცანების გაშვების თავიდან ასაცილებლად იმავე SMT (Hyper Threading) თემაში. .
  • cgroup-ისთვის განხორციელდა kill ოპერაციის მხარდაჭერა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად მოკლათ ჯგუფთან დაკავშირებული ყველა პროცესი (გააგზავნოთ SIGKILL) ვირტუალურ ფაილზე cgroup.kill "1"-ის ჩაწერით.
  • გაფართოებული შესაძლებლობები, რომლებიც დაკავშირებულია გაყოფილი დაბლოკვის გამოვლენაზე ("გაყოფილი ჩაკეტვა"), რომელიც ხდება მეხსიერებაში შეუსწორებელ მონაცემებზე წვდომისას იმის გამო, რომ ატომური ინსტრუქციის შესრულებისას მონაცემები კვეთს პროცესორის ქეშის ორ ხაზს. ასეთი დაბლოკვა იწვევს შესრულების მნიშვნელოვან ვარდნას, ამიტომ ადრე შესაძლებელი იყო აპლიკაციის იძულებით შეწყვეტა, რამაც გამოიწვია დაბლოკვა. ახალ გამოცემას დაემატა ბირთვის ბრძანების ხაზის პარამეტრი "split_lock_detect=ratelimit:N", რომელიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ სისტემის მასშტაბის ლიმიტი ჩაკეტვის ოპერაციების სიხშირეზე წამში, რომლის გადაჭარბების შემდეგ ნებისმიერი პროცესი, რომელიც გახდა გაყოფილი დაბლოკვის წყარო. იძულებული იქნება შეწყვეტის ნაცვლად 20 ms-ით გაჩერდეს.
  • cgroup bandwidth controller CFS (CFS bandwidth controller), რომელიც განსაზღვრავს რა პროცესორის დრო შეიძლება გამოყოს თითოეულ cgroup-ს, ახორციელებს დროში შეზღუდული ლიმიტების განსაზღვრის შესაძლებლობას, რაც საშუალებას იძლევა უკეთესად რეგულირდეს შეყოვნებისადმი მგრძნობიარე დატვირთვები. მაგალითად, cpu.cfs_quota_us-ზე 50000-ზე და cpu.cfs_period_us-ზე 100000-ზე დაყენება საშუალებას მისცემს პროცესების ჯგუფს დახარჯოს 100მმ CPU-ის დრო ყოველ 50ms.
  • დამატებულია საწყისი ინფრასტრუქტურა BPF პროგრამის ჩამტვირთველების შესაქმნელად, რაც შემდგომში საშუალებას მისცემს ჩაიტვირთოს მხოლოდ სანდო ციფრული გასაღებით ხელმოწერილი BPF პროგრამები.
  • დამატებულია ფუტექსის ახალი ოპერაცია FUTEX_LOCK_PI2, რომელიც იყენებს მონოტონურ ტაიმერს დროის ამოწურვის გამოსათვლელად, რომელიც ითვალისწინებს სისტემის მიერ ძილის რეჟიმში გატარებულ დროს.
  • RISC-V არქიტექტურისთვის დანერგილია დიდი მეხსიერების გვერდების მხარდაჭერა (Transparent Huge-Pages) და KFENCE მექანიზმის გამოყენების შესაძლებლობა მეხსიერებასთან მუშაობისას შეცდომების აღმოსაჩენად.
  • madvise() სისტემური გამოძახება, რომელიც უზრუნველყოფს პროცესის მეხსიერების მართვის ოპტიმიზაციის საშუალებას, დაამატა MADV_POPULATE_READ და MADV_POPULATE_WRITE დროშები, რათა წარმოქმნას "page fault" მეხსიერების ყველა გვერდზე, რომლებიც შედგენილია წაკითხვისა და ჩაწერის ოპერაციებისთვის, ფაქტობრივი წაკითხვისა და ჩაწერის გარეშე. (წინასწარი). დროშების გამოყენება შეიძლება სასარგებლო იყოს პროგრამის შესრულების შეფერხებების შესამცირებლად, ყველა გამოუყენებელი გვერდისთვის "გვერდის ბრალის" დამმუშავებლის პროაქტიული შესრულების გამო ერთდროულად, მათზე ფაქტობრივი წვდომის მოლოდინის გარეშე.
  • kunit ერთეულის ტესტირების სისტემამ დაამატა QEMU გარემოში ტესტების გაშვების მხარდაჭერა.
  • დამატებულია ახალი ტრასერები: "osnoise" აპლიკაციის შეფერხებების თვალყურის დევნებისთვის, რომლებიც გამოწვეულია შეფერხების დამუშავებით, და "timerlat" რათა აჩვენოს დეტალური ინფორმაცია შეფერხებების შესახებ ტაიმერის სიგნალიდან გაღვიძებისას.
• ვირტუალიზაცია და უსაფრთხოება
  • memfd_secret() სისტემური გამოძახება დაემატა პირადი მეხსიერების არეალის შესაქმნელად იზოლირებულ მისამართთა სივრცეში, ხილული მხოლოდ მფლობელი პროცესისთვის, არ აისახება სხვა პროცესებზე და უშუალოდ არ არის ხელმისაწვდომი ბირთვისთვის.
  • seccomp სისტემური ზარის ფილტრაციის სისტემაში, ბლოკირების დამმუშავებლების მომხმარებლის სივრცეში გადაადგილებისას, შესაძლებელია ერთი ატომური ოპერაციის გამოყენება იზოლირებული ამოცანისთვის ფაილის აღწერის შესაქმნელად და მისი დაბრუნება სისტემური ზარის დამუშავებისას. შემოთავაზებული ოპერაცია წყვეტს სიგნალის მოსვლისას დამმუშავებლის მომხმარებლის სივრცეში შეწყვეტის პრობლემას.
  • დამატებულია ახალი მექანიზმი მომხმარებლის ID სახელთა სივრცეში რესურსების ლიმიტების მართვისთვის, რომელიც აკავშირებს ინდივიდუალურ rlimit მრიცხველებს მომხმარებელს "user namespace"-ში. ცვლილება წყვეტს პრობლემას საერთო რესურსების მრიცხველების გამოყენებისას, როდესაც ერთი მომხმარებელი აწარმოებს პროცესებს სხვადასხვა კონტეინერში.
  • KVM ჰიპერვიზორმა ARM64 სისტემებისთვის დაამატა შესაძლებლობა გამოიყენოს MTE (MemTag, Memory Tagging Extension) გაფართოება სტუმრის სისტემებში, რაც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ ტეგები მეხსიერების განაწილების თითოეულ ოპერაციაზე და მოაწყოთ მაჩვენებლების სწორი გამოყენების შემოწმება, რათა დაბლოკოთ ექსპლუატაცია. დაუცველობა, რომელიც გამოწვეულია უკვე გათავისუფლებულ მეხსიერების ბლოკებზე წვდომით, ბუფერზე გადასვლის, ინიციალიზაციამდე წვდომით და მიმდინარე კონტექსტის გარეთ გამოყენებით.
  • ARM64 პლატფორმის Pointer Authentication საშუალებები ახლა შეიძლება ცალკე კონფიგურირებული იყოს ბირთვისა და მომხმარებლის სივრცისთვის. ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ სპეციალიზებული ARM64 ინსტრუქციები, რათა გადაამოწმოთ დაბრუნების მისამართები ციფრული ხელმოწერების გამოყენებით, რომლებიც ინახება თავად მაჩვენებლის გამოუყენებელ ზედა ბიტებში.
  • მომხმარებლის რეჟიმში Linux-მა დაამატა დრაივერების გამოყენების მხარდაჭერა PCI მოწყობილობებისთვის ვირტუალური PCI ავტობუსით, დანერგილი PCI-over-virtio დრაივერის მიერ.
  • x86 სისტემებისთვის დაემატა მხარდაჭერა virtio-iommu პარავირტუალიზებული მოწყობილობისთვის, რაც საშუალებას აძლევს IOMMU-ს მოთხოვნები, როგორიცაა ATTACH, DETACH, MAP და UNMAP, გაიგზავნოს virtio ტრანსპორტით მეხსიერების გვერდების ცხრილების ემულაციის გარეშე.
  • ინტელის პროცესორებისთვის, Skylake ოჯახიდან დაწყებული Coffee Lake-მდე, Intel TSX-ის (Transactional Synchronization Extensions) გამოყენება, რომელიც უზრუნველყოფს ინსტრუმენტებს მრავალ ნაკადიანი აპლიკაციების მუშაობის გასაუმჯობესებლად, დინამიურად აღმოფხვრის არასაჭირო სინქრონიზაციის ოპერაციებს, ნაგულისხმევად გამორთულია. გაფართოებები გამორთულია Zombieload-ის შეტევების შესაძლებლობის გამო, რომელიც მანიპულირებს ინფორმაციის გაჟონვას მესამე მხარის არხებით, რაც ხდება TAA (TSX Asynchronous Abort) მექანიზმის მუშაობის დროს.
• ქსელის ქვესისტემა
  • ინტეგრაცია MPTCP-ის ბირთვში (MultiPath TCP), TCP პროტოკოლის გაფართოება TCP კავშირის მუშაობის ორგანიზებისთვის პაკეტების ერთდროულად მიწოდებით რამდენიმე მარშრუტის გასწვრივ სხვადასხვა ქსელური ინტერფეისის საშუალებით, რომლებიც დაკავშირებულია სხვადასხვა IP მისამართებთან. ახალი გამოშვება ამატებს მექანიზმს IPv4-ისა და IPv6-ისთვის ტრაფიკის ჰეშირების საკუთარი პოლიტიკის დასაყენებლად (მრავალმხრივი ჰეშის პოლიტიკა), რაც შესაძლებელს გახდის მომხმარებლის სივრციდან განსაზღვროს, თუ რომელი ველები იქნება გამოყენებული პაკეტებში, მათ შორის დახურული, ჰეშის გაანგარიშებისას, რომელიც განსაზღვრავს პაკეტის გზის არჩევა.
  • ვირტუალურ ტრანსპორტს დაემატა SOCK_SEQPACKET სოკეტების მხარდაჭერა (დატაგრამების შეკვეთილი და საიმედო გადაცემა).
  • გაფართოვდა SO_REUSEPORT სოკეტის მექანიზმის შესაძლებლობები, რაც საშუალებას აძლევს რამდენიმე მოსასმენ სოკეტს ერთდროულად დაუკავშირდეს ერთ პორტს, რათა მიიღონ კავშირები შემომავალი მოთხოვნების განაწილებით ერთდროულად SO_REUSEPORT-ის საშუალებით დაკავშირებულ ყველა სოკეტზე, რაც ამარტივებს მრავალ ხრახნიანი სერვერის აპლიკაციების შექმნას. . ახალი ვერსია ამატებს ინსტრუმენტებს სხვა სოკეტზე კონტროლის გადასატანად წარუმატებლობის შემთხვევაში თავდაპირველად შერჩეული სოკეტის მიერ მოთხოვნის დამუშავებისას (აგვარებს პრობლემას ინდივიდუალური კავშირების დაკარგვით სერვისების გადატვირთვისას).
• Оборудование
  • amdgpu დრაივერი უზრუნველყოფს GPU-ების ახალი AMD Radeon RX 6000 სერიის მხარდაჭერას, კოდური სახელწოდებით „Beige Goby“ (Navi 24) და „Yellow Carp“, ასევე გაუმჯობესებულ მხარდაჭერას Aldebaran GPU-სთვის (gfx90a) და ვან გოგის APU-სთვის. დამატებულია რამდენიმე eDP პანელთან ერთდროულად მუშაობის შესაძლებლობა. APU Renoir-ისთვის დანერგილია ვიდეო მეხსიერებაში დაშიფრულ ბუფერებთან მუშაობის მხარდაჭერა (TMZ, Trusted Memory Zone). დამატებულია მხარდაჭერა ცხელი გამორთვის გრაფიკული ბარათებისთვის. Radeon RX 6000 (Navi 2x) GPU-სთვის და უფრო ძველი AMD GPU-სთვის ნაგულისხმევად ჩართულია ASPM (Active State Power Management) მხარდაჭერა, რომელიც ადრე ჩართული იყო მხოლოდ Navi 1x, Vega და Polaris GPU-ებისთვის.
  • AMD ჩიპებისთვის დამატებულია საზიარო ვირტუალური მეხსიერების მხარდაჭერა (SVM, საერთო ვირტუალური მეხსიერება) HMM (ჰეტეროგენული მეხსიერების მენეჯმენტი) ქვესისტემის საფუძველზე, რომელიც საშუალებას იძლევა გამოიყენოს მოწყობილობები საკუთარი მეხსიერების მართვის ერთეულით (MMU, მეხსიერების მართვის განყოფილება). რომელსაც შეუძლია მთავარ მეხსიერებაზე წვდომა. კერძოდ, HMM-ის გამოყენებით, შეგიძლიათ მოაწყოთ საერთო მისამართების სივრცე GPU-სა და CPU-ს შორის, რომელშიც GPU-ს შეუძლია წვდომა პროცესის მთავარ მეხსიერებაზე.
  • დამატებულია თავდაპირველი მხარდაჭერა AMD Smart Shift ტექნოლოგიისთვის, რომელიც დინამიურად ცვლის CPU და GPU ენერგიის პარამეტრებს ლეპტოპებზე AMD ჩიპსეტით და გრაფიკული ბარათით, რათა გაზარდოს შესრულება თამაშების, ვიდეო რედაქტირებისა და 3D რენდერისთვის.
  • Intel-ის გრაფიკული ბარათების i915 დრაივერი მოიცავს Intel Alderlake P ჩიპების მხარდაჭერას.
  • დამატებულია drm/hyperv დრაივერი Hyper-V ვირტუალური გრაფიკული ადაპტერისთვის.
  • დამატებულია მხარდაჭერა Raspberry Pi 400 ერთში ერთ კომპიუტერზე.
  • დამატებულია dell-wmi-privacy დრაივერი, რომელიც მხარს უჭერს ტექნიკის კამერას და მიკროფონის გადამრთველებს, რომლებიც შედის Dell ლეპტოპებში.
  • Lenovo-ს ლეპტოპებისთვის დამატებულია WMI ინტერფეისი BIOS პარამეტრების შესაცვლელად sysfs /sys/class/firmware-attributes/ საშუალებით.
  • გაფართოებული მხარდაჭერა მოწყობილობებისთვის USB4 ინტერფეისით.
  • დამატებულია მხარდაჭერა AmLogic SM1 TOACODEC, Intel AlderLake-M, NXP i.MX8, NXP TFA1, TDF9897, Rockchip RK817, Qualcomm Quinary MI2 და Texas Instruments TAS2505 ხმის ბარათებისა და კოდეკებისთვის. გაუმჯობესებული აუდიო მხარდაჭერა HP და ASUS ლეპტოპებზე. დამატებულია პატჩები შეფერხებების შესამცირებლად, სანამ აუდიო დაკვრას დაიწყებს USB მოწყობილობებზე.

წყარო: opennet.ru