Linux 6.1 ბირთვის გამოშვება

ორთვიანი განვითარების შემდეგ, Linus Torvalds-მა წარმოადგინა Linux kernel 6.1-ის გამოშვება. ყველაზე შესამჩნევ ცვლილებებს შორის: დრაივერების და მოდულების განვითარების მხარდაჭერა Rust ენაზე, მეხსიერების გვერდების განსაზღვრის მექანიზმის მოდერნიზაცია, სპეციალური მეხსიერების მენეჯერი BPF პროგრამებისთვის, მეხსიერების პრობლემების დიაგნოსტიკის სისტემა KMSAN, KCFI (Kernelk Control). -Flow Integrity) დაცვის მექანიზმი, ნეკერჩხლის სტრუქტურის ხის დანერგვა.

ახალი ვერსია მოიცავს 15115 შესწორებას 2139 დეველოპერისგან, პაჩის ზომაა 51 მბ, რაც დაახლოებით 2-ჯერ მცირეა 6.0 და 5.19 ბირთვების პატჩების ზომაზე. ცვლილებები შეეხო 13165 ფაილს, დაემატა 716247 კოდის ხაზი და წაიშალა 304560 ხაზი. 45-ში შემოტანილი ყველა ცვლილების დაახლოებით 6.1% დაკავშირებულია მოწყობილობის დრაივერებთან, ცვლილებების დაახლოებით 14% დაკავშირებულია ტექნიკის არქიტექტურისთვის სპეციფიკური კოდის განახლებასთან, 14% დაკავშირებულია ქსელის დასტასთან, 3% დაკავშირებულია ფაილურ სისტემებთან და 3% დაკავშირებულია ბირთვის შიდა ქვესისტემებთან.

ძირითადი ინოვაციები ბირთვში 6.1:

• მეხსიერების და სისტემის სერვისები
  • დამატებულია Rust-ის, როგორც მეორე ენის გამოყენების შესაძლებლობა დრაივერებისა და ბირთვის მოდულების შესაქმნელად. Rust-ის მხარდაჭერის მთავარი მიზეზი არის მოწყობილობის უსაფრთხო და მაღალი ხარისხის დრაივერების დაწერის გაადვილება მეხსიერებასთან მუშაობისას შეცდომების დაშვების ალბათობის შემცირებით. Rust-ის მხარდაჭერა ნაგულისხმევად გამორთულია და არ იწვევს Rust-ის ჩართვას, როგორც ბირთვის აუცილებელ build დამოკიდებულებას. ბირთვმა აქამდე მიიღო პატჩების მინიმალური, ჩამოშლილი ვერსია, რომელიც შემცირდა კოდის 40-დან 13 ათას ხაზამდე და უზრუნველყოფს მხოლოდ აუცილებელ მინიმუმს, რომელიც საკმარისია Rust ენაზე დაწერილი ბირთვის მარტივი მოდულის შესაქმნელად. სამომავლოდ იგეგმება არსებული ფუნქციონირების ეტაპობრივი გაზრდა, Rust-for-Linux-ის ფილიალიდან სხვა ცვლილებების გადატანა. პარალელურად, მუშავდება პროექტები შემოთავაზებული ინფრასტრუქტურის გამოსაყენებლად NVMe დისკებისთვის დრაივერების შესაქმნელად, 9p ქსელის პროტოკოლისთვის და Apple M1 GPU Rust ენაზე.
  • სისტემებისთვის, რომლებიც დაფუძნებულია AArch64, RISC-V და LoongArch არქიტექტურებზე EFI-ით, დანერგილია შეკუმშული ბირთვის სურათების უშუალო ჩატვირთვის შესაძლებლობა. დამატებულია დამმუშავებლები ბირთვის სურათების ჩატვირთვის, გაშვებისა და გადმოტვირთვისთვის, პირდაპირ EFI zboot-დან. ასევე დამატებულია EFI პროტოკოლის მონაცემთა ბაზიდან პროტოკოლების ინსტალაციისა და წაშლის დამმუშავებლები. ადრე განლაგება ხდებოდა ცალკე ჩამტვირთველით, მაგრამ ახლა ეს შეიძლება გაკეთდეს თავად ბირთვში არსებული დამმუშავებლის მიერ - ბირთვის სურათი იქმნება როგორც EFI აპლიკაცია.
  • კომპოზიცია მოიცავს პატჩების ნაწილს მეხსიერების მართვის მრავალ დონის მოდელის განხორციელებით, რაც საშუალებას გაძლევთ გამოყოთ მეხსიერების ბანკები სხვადასხვა შესრულების მახასიათებლებით. მაგალითად, ყველაზე ხშირად გამოყენებული გვერდები შეიძლება ინახებოდეს ყველაზე სწრაფ მეხსიერებაში, ხოლო ყველაზე იშვიათად გამოყენებული გვერდები შეიძლება შენახული იყოს შედარებით ნელ მეხსიერებაში. Kernel 6.1 წარმოგიდგენთ მექანიზმს იმის დასადგენად, თუ სად მდებარეობს ძლიერად გამოყენებული გვერდები ნელ მეხსიერებაში, რათა მოხდეს მათი დაწინაურება სწრაფ მეხსიერებაში და ასევე წარმოგიდგენთ მეხსიერების დონის ზოგად კონცეფციას და მათ შედარებით შესრულებას.
  • იგი მოიცავს MGLRU (Multi-Generational LRU) მექანიზმს, რომელიც ცვლის ძველ LRU (სულ ცოტა ხნის წინ გამოყენებული) იმპლემენტაციას, რომელიც დაფუძნებულია ორ რიგში მრავალსაფეხურიანი სტრუქტურით, რომელიც უკეთ განსაზღვრავს მეხსიერების რომელი გვერდებია რეალურად გამოყენებული და რომელი შეიძლება გადაიტანოს. სვოპ დანაყოფი.
  • დამატებულია Oracle-ის ინჟინრების მიერ შემოთავაზებული „ნეკერჩხლის ხის“ მონაცემთა სტრუქტურის მხარდაჭერა, რომელიც პოზიციონირებულია, როგორც „წითელ-შავი ხის“ სტრუქტურის უფრო ეფექტური შემცვლელი. ნეკერჩხლის ხე არის B-ხის ვარიანტი, რომელიც მხარს უჭერს დიაპაზონის ინდექსირებას და შექმნილია თანამედროვე პროცესორების ქეშის ეფექტურად გამოყენებისთვის. მეხსიერების მართვის ზოგიერთი ქვესისტემა უკვე გადავიდა ნეკერჩხლის ხეზე, რამაც დადებითად იმოქმედა მათ შესრულებაზე. მომავალში, ნეკერჩხლის ხე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიაპაზონის ჩაკეტვის განსახორციელებლად.
  • BPF ქვესისტემას დაემატა „დესტრუქციული“ BPF პროგრამების შექმნის შესაძლებლობა, რომელიც სპეციალურად შექმნილია საგანგებო გამორთვის დასაწყებად crash_kexec() ზარის საშუალებით. ასეთი BPF პროგრამები შეიძლება საჭირო გახდეს გამართვის მიზნებისთვის, რათა დაიწყოს ავარიის ნაგავსაყრელის შექმნა დროის გარკვეულ მომენტში. BPF პროგრამის ჩატვირთვისას დესტრუქციულ ოპერაციებზე წვდომისთვის, თქვენ უნდა მიუთითოთ BPF_F_DESTRUCTIVE დროშა, გაააქტიუროთ sysctl kernel.destructive_bpf_enabled და გქონდეთ CAP_SYS_BOOT უფლებები.
  • BPF პროგრამებისთვის შესაძლებელია cgroup ელემენტების დათვლა, ასევე რესურსების (ფაილები, vma, პროცესები და ა.შ.) დათვლა კონკრეტული თემის ან ამოცანის. დანერგილია ახალი რუკის ტიპი მომხმარებლის რგოლების ბუფერების შესაქმნელად.
  • დამატებულია სპეციალური ზარი მეხსიერების გამოყოფისთვის BPF პროგრამებში (მეხსიერების განაწილება), რომელიც უზრუნველყოფს მეხსიერების უფრო უსაფრთხო განაწილებას BPF კონტექსტში, ვიდრე სტანდარტული kmalloc().
  • ცვლილებების პირველი ნაწილი ინტეგრირებულია, რაც უზრუნველყოფს შეყვანის მოწყობილობების დრაივერების შექმნის შესაძლებლობას HID (Human Interface Device) ინტერფეისით, დანერგილი BPF პროგრამების სახით.
  • ბირთვმა მთლიანად ამოიღო კოდი a.out შესრულებადი ფაილის ფორმატის მხარდასაჭერად, რომელიც მოძველებული იყო 5.1 გამოშვებაში და გამორთულია ძირითადი არქიტექტურებისთვის 5.18 და 5.19 ვერსიებიდან. a.out ფორმატი უკვე დიდი ხანია მოძველებულია Linux სისტემებზე და a.out ფაილების გენერირება არ არის მხარდაჭერილი თანამედროვე ინსტრუმენტებით Linux-ის ნაგულისხმევ კონფიგურაციებში. a.out ფაილების ჩამტვირთავი შეიძლება განხორციელდეს მთლიანად მომხმარებლის სივრცეში.
  • სისტემებისთვის, რომლებიც დაფუძნებულია LoongArch ინსტრუქციების ნაკრების არქიტექტურაზე, რომელიც გამოიყენება Loongson 3 5000 პროცესორებში და ახორციელებს ახალ RISC ISA-ს, MIPS-ისა და RISC-V-ის მსგავსი, დანერგილია შესრულების საზომი მოვლენების მხარდაჭერა (perf events), kexec, kdump და BPF JIT კომპილაცია. .
  • io_uring ასინქრონული I/O ინტერფეისი გვთავაზობს ახალ რეჟიმს, IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN, რომელიც საშუალებას იძლევა დროებით გადაიდოს რგოლების ბუფერთან დაკავშირებული სამუშაოები აპლიკაციის მოთხოვნამდე, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჯგუფური მუშაობისთვის და თავიდან იქნას აცილებული შეყოვნების პრობლემები წინასწარი შერჩევის გამო. ცუდი დრო.
  • მომხმარებელთა სივრცეში პროცესებს ეძლევა შესაძლებლობა დაიწყოს მეხსიერების რიგი ნორმალური გვერდების კონვერტაცია დიდი მეხსიერების გვერდებად (Transparent Huge-Pages).
  • დამატებულია /dev/userfaultfd მოწყობილობის იმპლემენტაცია, რომელიც საშუალებას აძლევს წვდომას userfaultfd() სისტემის ზარის ფუნქციონირებაზე FS-ში წვდომის უფლებების გამოყენებით. userfaultfd ფუნქცია საშუალებას გაძლევთ შექმნათ დამმუშავებლები მომხმარებლის სივრცეში გამოუყენებელი მეხსიერების გვერდებზე (გვერდის ხარვეზები) წვდომისთვის.
  • GNU Make უტილიტას ვერსიის მოთხოვნები გაიზარდა - ბირთვის ასაგებად ახლა მაინც საჭიროა 3.82 ვერსია.
• დისკის ქვესისტემა, I/O და ფაილური სისტემები
  • მნიშვნელოვანი შესრულების ოპტიმიზაცია განხორციელდა Btrfs ფაილურ სისტემაში; სხვა საკითხებთან ერთად, FIEMAP ioctl ზარის შესრულება გაიზარდა მასშტაბების ბრძანებით. დამატებულია მხარდაჭერა ასინქრონული ბუფერული ჩაწერისთვის აპლიკაციებისთვის io_uring-ის გამოყენებით. "გაგზავნა" ოპერაციას დაემატა fs-verity-ით დაცული ფაილების მხარდაჭერა.
  • ext4 ფაილურ სისტემას დაემატა მუშაობის ოპტიმიზაცია, რომელიც დაკავშირებულია ჟურნალის შენარჩუნებასთან და მხოლოდ წაკითხვასთან მუშაობასთან.
  • EROFS (გაძლიერებული წაკითხვის ფაილური სისტემა) ფაილური სისტემა, რომელიც შექმნილია მხოლოდ წაკითხვის რეჟიმში მისაწვდომ დანაყოფებზე გამოსაყენებლად, ახორციელებს სხვადასხვა ფაილურ სისტემაში დუბლირებული მონაცემების გაზიარების შესაძლებლობას.
  • statx() სისტემური ზარი დაემატა ინფორმაციის საჩვენებლად, შესაძლებელია თუ არა პირდაპირი I/O ფაილზე გამოყენება.
  • O_TMPFILE დროშით დროებითი ფაილების შექმნის მხარდაჭერა დაემატა FUSE (ფაილის სისტემები მომხმარებლის სივრცეში) ქვესისტემას.
• ვირტუალიზაცია და უსაფრთხოება
  • CFI (Control Flow Integrity) დაცვის მექანიზმის დანერგვა შეიცვალა, დამატებულია შემოწმებები ფუნქციის ყოველი არაპირდაპირი გამოძახების წინ, რათა აღმოაჩინოს გარკვეული ქცევის გაურკვეველი ფორმები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ნორმალური შესრულების ბრძანების დარღვევა (კონტროლის ნაკადი). ექსპლოიტების გამოყენების შედეგი, რომელიც ცვლის მაჩვენებლებს მეხსიერებაში შენახულ ფუნქციებზე. CFI-ის სტანდარტული განხორციელება LLVM პროექტიდან შეიცვალა ოფციით, რომელიც ასევე დაფუძნებულია Clang-ის გამოყენებაზე, მაგრამ სპეციალურად ადაპტირებულია დაბალი დონის ქვესისტემებისა და ოპერაციული სისტემის ბირთვების დასაცავად. LLVM-ში ახალი იმპლემენტაცია იქნება შემოთავაზებული Clang 16 გამოშვებაში და ჩართული იქნება "-fsanitize=kcfi" ოფციით. მთავარი განსხვავება ახალ იმპლემენტაციასთან არის ის, რომ ის არ არის მიბმული ბმულის დროის ოპტიმიზაციებთან (LTO) და არ იწვევს ფუნქციის მაჩვენებლების შეცვლას ნახტომის ცხრილის ბმულებით.
  • LSM მოდულებისთვის (Linux Security Module) შესაძლებელია შეიქმნას დამმუშავებლები, რომლებიც წყვეტენ ოპერაციებს სახელთა სივრცის შესაქმნელად.
  • ინსტრუმენტები მოწოდებულია PKCS#7 ციფრული ხელმოწერების შესამოწმებლად BPF პროგრამებში.
  • არადაბლოკვის რეჟიმში (O_NONBLOCK) გახსნის შესაძლებლობა, რომელიც უნებლიედ წაიშალა ბირთვში 5.6, დაბრუნდა /dev/random-ში.
  • x86 არქიტექტურის მქონე სისტემებზე დამატებულია გაფრთხილება ბირთვის ქვესისტემების მიერ მეხსიერების გვერდების რუკების გამოსახვის შემთხვევაში, რომლებიც ერთდროულად იძლევა შესრულებისა და ჩაწერის საშუალებას. სამომავლოდ განიხილება ასეთი მეხსიერების რუკების სრულად აკრძალვის შესაძლებლობა.
  • დამატებულია KMSAN (Kernel Memory Sanitizer) გამართვის მექანიზმი, რათა აღმოაჩინოს მეხსიერების არაინიციალიზებული გამოყენება ბირთვში, ისევე როგორც მეხსიერების არაინიცირებადი გაჟონვა მომხმარებლის სივრცესა და მოწყობილობებს შორის.
  • გაუმჯობესდა კრიპტო-უსაფრთხო CRNG ფსევდო შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი, რომელიც გამოიყენება getrandom ზარში. ცვლილებები მოამზადა ჯეისონ ა. დონენფელდმა, VPN WireGuard-ის ავტორმა და მიზნად ისახავს ფსევდო შემთხვევითი მთელი რიცხვების ამოღების უსაფრთხოების გაუმჯობესებას.
• ქსელის ქვესისტემა
  • TCP სტეკი იძლევა შესაძლებლობას (ნაგულისხმევად გამორთულია) სოკეტების ჰეშის ცხრილების ცალ-ცალკე გამოყენება თითოეული სახელების სივრცისთვის, რაც აუმჯობესებს მუშაობას სისტემებზე სახელთა სივრცის დიდი რაოდენობით.
  • წაშლილია კოდი მოძველებული DECnet პროტოკოლის მხარდასაჭერად. მომხმარებლის სივრცის API ნაკრებები ადგილზეა დარჩენილი, რათა აპლიკაციებს, რომლებიც იყენებენ DECnet-ს, შედგეს, მაგრამ ეს აპლიკაციები ვერ შეძლებენ ქსელთან დაკავშირებას.
  • netlink პროტოკოლი დოკუმენტირებულია.
• Оборудование
  • amdgpu დრაივერმა დაამატა DSC (Display Stream Compression) გადამისამართების მხარდაჭერა მონაცემთა უდანაკარგო შეკუმშვისთვის, როდესაც ინფორმაციის გაცვლის ეკრანებს, რომლებიც მხარს უჭერენ ძალიან მაღალ გარჩევადობას. მუშაობა გრძელდება AMD RDNA3 (RX 7000) და CDNA (Instinct) პლატფორმების მხარდაჭერაზე. დამატებულია მხარდაჭერა DCN 3.2, SMU 13.x, NBIO 7.7, GC 11.x, PSP 13.x, SDMA 6.x და GMC 11.x IP კომპონენტებისთვის. amdkfd დრაივერი (დისკრეტული AMD GPU-ებისთვის, როგორიცაა Polaris) უზრუნველყოფს GFX 11.0.3-ის მხარდაჭერას.
  • i915 (Intel) დრაივერი მოიცავს Meteor Lake GPU-ს მხარდაჭერას. Meteor Lake და უფრო ახალი GPU-ები მხარს უჭერენ DP 2.0 (DisplayPort) ინტერფეისს. დაემატა იდენტიფიკატორები ვიდეო ბარათებისთვის, რომელიც დაფუძნებულია Alder Lake S მიკროარქიტექტურაზე.
  • დამატებულია აუდიო ქვესისტემების მხარდაჭერა Apple Silicon, Intel SkyLake და Intel KabyLake პროცესორებში. CS35L41 HDA აუდიო დრაივერი მხარს უჭერს ძილის რეჟიმს. დამატებულია ASoC (ALSA სისტემა ჩიპზე) ინტეგრირებული აუდიო ჩიპების Apple Silicon, AMD Rembrant DSPs, AMD Pink Sardine ACP 6.2, Everest ES8326, Intel Sky Lake და Kaby Lake, Mediatek MT8186, NXP i.MX8ULP DSPS,8280com. SM8250 და Texas Instruments SRC8450
  • დამატებულია LCD პანელების მხარდაჭერა Samsung LTL101AL01, B120XAN01.0, R140NWF5 RH, Densitron DMT028VGHMCMI-1A TFT, AUO B133UAN02.1, IVO M133NW4J-R3, Innolux B120J-R1, Innolux B116AU01.6. NT116WH M-N21, INX N116BCA- EA2, INX N116BCN-EA1, Multi-Inno Technology MI0800FT-9.
  • დამატებულია მხარდაჭერა AHCI SATA კონტროლერებისთვის, რომლებიც გამოიყენება Baikal-T1 SoC-ში.
  • დამატებულია Bluetooth ჩიპების მხარდაჭერა MediaTek MT7921, Intel Magnetor (CNVi, ინტეგრირებული დაკავშირება), Realtek RTL8852C, RTW8852AE და RTL8761BUV (Edimax BT-8500).
  • Qualcomm-ის უკაბელო მოდულების ath11k დრაივერმა დაამატა სპექტრული სკანირების მხარდაჭერა 160 MHz დიაპაზონში, დანერგა მრავალძახიანი NAPI და გააუმჯობესა Qualcomm WCN6750 Wi-Fi ჩიპების მხარდაჭერა.
  • დამატებულია დრაივერები PinePhone კლავიატურისთვის, InterTouch სენსორული პანელებისთვის (ThinkPad P1 G3), X-Box ადაპტური კონტროლერი, PhoenixRC Flight Controller, VRC-2 მანქანის კონტროლერი, DualSense Edge კონტროლერი, IBM ოპერაციული პანელი, XBOX One Elite დისტანციური პულტი, ტაბლეტები XP-PEN Deco Pro S და Intuos Pro Small (PTH-460).
  • დამატებულია დრაივერი Aspeed HACE (Hash and Crypto Engine) კრიპტოგრაფიული ამაჩქარებლებისთვის.
  • დამატებულია მხარდაჭერა Thunderbolt/USB4 Intel Meteor Lake-ის ინტეგრირებული კონტროლერებისთვის.
  • დამატებულია მხარდაჭერა Sony Xperia 1 IV, Samsung Galaxy E5, E7 და Grand Max, Pine64 Pinephone Pro სმარტფონებისთვის.
  • დამატებულია მხარდაჭერა ARM SoC-ისთვის და დაფებისთვის: AMD DaytonaX, Mediatek MT8186, Rockchips RK3399 და RK3566, TI AM62A, NXP i.MX8DXL, Renesas R-Car H3Ne-1.7G, Qualcomm IPQ8064, KonroQ2.0. BL i.MX8062MM OSM-S, MT8065 (Acer Tomato), Radxa ROCK 8C+, NanoPi R8195S Enterprise Edition, JetHome JetHub D4p. განახლებული დრაივერები SoC Samsung, Mediatek, Renesas, Tegra, Qualcomm, Broadcom და NXP-სთვის.

ამავდროულად, ლათინური ამერიკის თავისუფალი პროგრამული უზრუნველყოფის ფონდმა ჩამოაყალიბა სრულიად უფასო ბირთვის ვერსია 6.1 - Linux-libre 6.1-gnu, გასუფთავებული პროგრამული უზრუნველყოფის ელემენტებისა და დრაივერებისგან, რომლებიც შეიცავს არათავისუფალ კომპონენტებს ან კოდის სექციებს, რომლის ფარგლებიც არის. შეზღუდულია მწარმოებლის მიერ. ახალი გამოშვება ასუფთავებს ახალ rtw8852b დრაივერს და DTS ფაილებს Qualcomm და MediaTek SoC-ებისთვის AArch64 არქიტექტურაზე დაფუძნებული პროცესორებით. განახლებული blob გაწმენდის კოდი დრაივერებში და ქვესისტემებში amdgpu, i915, brcmfmac, r8188eu, rtw8852c, Intel ACPI. მოძველებული დრაივერების tm6000 სატელევიზიო ბარათების გაწმენდა, cpia2 v4l, sp8870, av7110 გასწორებულია.

წყარო: opennet.ru