Linux ბირთვი 5.14

განვითარების ორი თვის შემდეგ, Linus Torvalds შემოიღო ბირთვის გამოშვება Linux 5.14. 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.

მთავარი ინოვაციები:

• დისკის ქვესისტემა, შეყვანა/გამომავალი და ფაილური სისტემები:
  • cჯგუფისთვის განხორციელდა ახალი I/O პრიორიტეტული კონტროლერი - rq-qos, რომელსაც შეუძლია აკონტროლოს მოთხოვნების დამუშავების პრიორიტეტი თითოეული cჯგუფის წევრების მიერ გენერირებული მოწყობილობების დაბლოკვის მიზნით. ახალი პრიორიტეტული კონტროლერის მხარდაჭერა დაემატა mq-deadline I/O განრიგს;
  • ext4 ფაილურ სისტემაზე განხორციელდა ახალი ioctl ბრძანება EXT4_IOC_CHECKPOINT, რომელიც აიძულებს ყველა მომლოდინე ტრანზაქციას ჟურნალიდან და მასთან დაკავშირებული ბუფერებიდან დისკზე, და ასევე გადაწერს არეს, რომელსაც იყენებს ჟურნალი შესანახად. ცვლილება მომზადდა ფაილური სისტემებიდან ინფორმაციის გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად ინიციატივის ფარგლებში;
  • Btrfs-ში გააცნო 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 გადამუშავებული ბუფერული ქეშის დანერგვა, რომელიც გადადის მეხსიერების გვერდების განაწილებაზე სურათების რეჟიმში. გაუმჯობესებული ქეშის ეფექტურობა;
  • F2FS-მა დაამატა მხოლოდ წაკითხვის რეჟიმში მუშაობის ვარიანტი და დანერგა შეკუმშული ბლოკის ქეშირების რეჟიმი (compress_cache) შემთხვევითი წაკითხვის შესრულების გასაუმჯობესებლად. დანერგილია მხარდაჭერა მეხსიერებაში შედგენილი ფაილების შეკუმშვისთვის mmap() ოპერაციით. ფაილის შეკუმშვის შერჩევით გამორთვის მიზნით, შემოთავაზებულია ახალი სამონტაჟო ვარიანტი nocompress;
  • გაკეთდა მუშაობა exFAT დრაივერში ზოგიერთი ციფრული კამერის შენახვასთან თავსებადობის გასაუმჯობესებლად;
  • დამატებულია სისტემური ზარი quotactl_fd(), რომელიც საშუალებას გაძლევთ მართოთ კვოტები არა სპეციალური მოწყობილობის ფაილის საშუალებით, არამედ ფაილის აღწერის მითითებით, რომელიც დაკავშირებულია ფაილურ სისტემასთან, რომელზეც გამოიყენება კვოტა;
  • IDE ინტერფეისის მქონე ბლოკის მოწყობილობების ძველი დრაივერები ამოღებულია ბირთვიდან; ისინი დიდი ხანია შეიცვალა libata ქვესისტემით. ძველი მოწყობილობების მხარდაჭერა სრულად შენარჩუნებულია, ცვლილებები ეხება მხოლოდ ძველი დრაივერების გამოყენების შესაძლებლობას, რომელთა გამოყენებისას დისკები ერქვა /dev/hd* და არა /dev/sd*;
  • „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:
  • განრიგის ახალი რეჟიმი დანერგილია დავალების განრიგში SCHED_CORE, რომელიც საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ რომელი პროცესები შეიძლება ერთად იმუშაოს 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 ერთსა და 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 მექანიზმისთვის დანერგილია 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 გამოვლენასთან ("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 სისტემური ლიმიტი ჩაკეტვის ოპერაციების სიჩქარეზე წამში, რომლის გადაჭარბების შემდეგ ნებისმიერი პროცესი, რომელიც გახდა გაყოფილი დაბლოკვის წყარო. იძულებული გახდე შეწყვეტის ნაცვლად 20 ms-ით გაჩერება;
  • cgroup bandwidth controller CFS (CFS bandwidth controller), რომელიც განსაზღვრავს, თუ რამდენი პროცესორის დრო შეიძლება გამოყოს თითოეულ cgroup-ს, აქვს უნარი განსაზღვროს ლიმიტები შეზღუდული მოქმედების მოცემული ხანგრძლივობით, რაც საშუალებას იძლევა უკეთესად რეგულირდეს ლატენტურად მგრძნობიარე დატვირთვები. მაგალითად, cpu.cfs_quota_us-ზე 50000-ზე და cpu.cfs_period_us-ზე 100000-ზე დაყენება საშუალებას მისცემს პროცესების ჯგუფს დახარჯოს 100ms CPU დრო ყოველ 50ms;
  • დაემატა საწყისი ინფრასტრუქტურა BPF პროგრამის ჩამტვირთველების შესაქმნელად, რაც შემდგომში საშუალებას მისცემს ჩამოტვირთოს მხოლოდ სანდო ციფრული გასაღებით ხელმოწერილი BPF პროგრამები;
  • დაამატა ახალი ფუტექსის ოპერაცია FUTEX_LOCK_PI2, რომელიც იყენებს მონოტონურ ტაიმერს დროის ამოწურვის გამოსათვლელად, რომელიც ითვალისწინებს სისტემის მიერ ძილის რეჟიმში გატარებულ დროს;
  • RISC-V არქიტექტურისთვის, დიდი მეხსიერების გვერდების მხარდაჭერა (Transparent Huge-Pages) და გამოყენების შესაძლებლობა KFENCE მეხსიერებასთან მუშაობისას შეცდომების იდენტიფიცირება;
  • madvise() სისტემურ ზარში, რომელიც უზრუნველყოფს პროცესების მეხსიერების მართვის ოპტიმიზაციის საშუალებას, დაემატა MADV_POPULATE_READ და MADV_POPULATE_WRITE დროშები წარმოქმნის "გვერდის ხარვეზს" მეხსიერების ყველა გვერდზე, რომლებიც შედგენილია წაკითხვის ან ჩაწერის ოპერაციებისთვის, ფაქტობრივი წაკითხვის ან ჩაწერის შესრულების გარეშე (წინასწარი). დროშების გამოყენება შეიძლება სასარგებლო იყოს პროგრამის შესრულების შეფერხებების შესამცირებლად, „გვერდის ბრალის“ დამმუშავებლის პროაქტიული შესრულების წყალობით ყველა გამოუყენებელი გვერდისთვის ერთდროულად, მათზე ფაქტობრივი წვდომის მოლოდინის გარეშე;
  • ერთეულის ტესტირების სისტემაში კუნიტი დაემატა QEMU გარემოში ტესტების გაშვების მხარდაჭერა;
  • დამატებულია ახალი ტრასერები: "ოსნოიზიაპლიკაციის შეფერხებების თვალყურის დევნება, რომლებიც გამოწვეულია შეფერხების დამუშავებით, და „timerlat“ რათა აჩვენოს დეტალური ინფორმაცია ტაიმერის სიგნალიდან გაღვიძებისას შეფერხებების შესახებ;
• ვირტუალიზაცია და უსაფრთხოება:
  • დაემატა სისტემური ზარი memfd_secret(), რომელიც საშუალებას გაძლევთ შექმნათ პირადი მეხსიერების ზონა იზოლირებულ მისამართთა სივრცეში, ხილული მხოლოდ მფლობელის პროცესისთვის, არ აისახება სხვა პროცესებში და პირდაპირ მიუწვდომელია ბირთვისთვის;
  • seccomp სისტემური ზარის ფილტრაციის სისტემაში, საკეტის დამმუშავებლების მომხმარებლის სივრცეში გადატანისას, შესაძლებელია ერთი ატომური ოპერაციის გამოყენება იზოლირებული ამოცანისთვის ფაილის აღწერის შესაქმნელად და მისი დაბრუნება სისტემური ზარის დამუშავებისას. შემოთავაზებული ოპერაცია წყვეტს პრობლემა დამმუშავებლის შეფერხებით მომხმარებლის სივრცეში სიგნალის მოსვლისას;
  • დაემატა ახალი მექანიზმი მომხმარებლის ID სახელთა სივრცეში რესურსების შეზღუდვის სამართავად, რომელიც აკავშირებს ინდივიდუალურ rlimit მრიცხველებს მომხმარებელს "მომხმარებლის სახელთა სივრცეში". 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 ოპერაციასთან და მოაწყოთ მაჩვენებლების სწორი გამოყენების შემოწმება, რათა დაბლოკოთ ექსპლუატაცია. დაუცველობა, რომელიც გამოწვეულია უკვე გათავისუფლებულ მეხსიერების ბლოკებზე წვდომით, ბუფერების გადატვირთვით, ინიციალიზაციამდე წვდომით და მიმდინარე კონტექსტის გარეთ გამოყენებით;
  • ARM64 პლატფორმის მიერ მოწოდებული Pointer Authentication-ის კონფიგურაცია ახლა შესაძლებელია ბირთვისა და მომხმარებლის სივრცისთვის ცალკე. ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ სპეციალიზებული ARM64 ინსტრუქციები, რათა გადაამოწმოთ დაბრუნების მისამართები ციფრული ხელმოწერების გამოყენებით, რომლებიც ინახება თავად მაჩვენებლის გამოუყენებელ ზედა ბიტებში;
  • მომხმარებლის რეჟიმში Linux-ში დაემატა PCI მოწყობილობებისთვის დრაივერების გამოყენების მხარდაჭერა ვირტუალური PCI ავტობუსით, დანერგილი PCI-over-virtio დრაივერის მიერ;
  • x86 სისტემებისთვის დაემატა მხარდაჭერა virtio-iommu პარავირტუალიზებული მოწყობილობისთვის, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გააგზავნოთ IOMMU მოთხოვნები, როგორიცაა ATTACH, DETACH, MAP და UNMAP, ვირტიო ტრანსპორტზე 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 თავდასხმების შესაძლებლობის გამო Zombieload, ინფორმაციის გაჟონვით მანიპულირება მესამე მხარის არხებით, რაც ხდება ოპერაციების ასინქრონული შეწყვეტის მექანიზმის მუშაობის დროს (TAA, TSX Asynchronous Abort);
• ქსელის ქვესისტემა:
  • მუდმივი ინტეგრაცია MPTCP-ის ბირთვში (MultiPath TCP), TCP პროტოკოლის გაფართოება TCP კავშირის მუშაობის ორგანიზებისთვის პაკეტების მიწოდებით ერთდროულად რამდენიმე მარშრუტით სხვადასხვა ქსელური ინტერფეისით, რომლებიც დაკავშირებულია სხვადასხვა IP მისამართებთან. ახალ ნომერში დაემატა მექანიზმი IPv4 და IPv6-სთვის ტრაფიკის ჰეშირების საკუთარი პოლიტიკის დასაყენებლად (მრავალმხრივი ჰეშის პოლიტიკა), რაც შესაძლებელს გახდის მომხმარებლის სივრციდან განსაზღვროს, თუ რომელი ველები იქნება გამოყენებული პაკეტებში, მათ შორის ენკაფსულირებული, ჰეშის გაანგარიშებისას, რომელიც განსაზღვრავს ბილიკის არჩევანს. პაკეტისთვის;
  • სოკეტის მხარდაჭერა დაემატა ვირტუალურ სატრანსპორტო ვირტუს SOCK_SEQPACKET (დატაგრამების მოწესრიგებული 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 სერვერის მრავალნაკადიანი აპლიკაციების შექმნას. . ახალ ვერსიაში დაემატა საწყისად შერჩეული სოკეტის მიერ მოთხოვნის დამუშავებისას მარცხის შემთხვევაში სხვა სოკეტზე კონტროლის გადაცემის საშუალება (მოგვარდება სერვისების გადატვირთვისას ინდივიდუალური კავშირების დაკარგვის პრობლემა);
• აღჭურვილობა:
  • amdgpu დრაივერში განხორციელდა მხარდაჭერა ახალი AMD Radeon RX 6000 GPU-ების სერიის, კოდირებული სახელწოდებით "Beige Goby" (Navi 24) და "Yellow Carp", ასევე Aldebaran GPU (gfx90a) და ვან გოგის APU-ს გაუმჯობესებული მხარდაჭერა. 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) ენერგიის დაზოგვის მექანიზმის 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. HMM-ის გამოყენების ჩათვლით, შეგიძლიათ მოაწყოთ საერთო მისამართების სივრცე GPU-სა და CPU-ს შორის, რომელშიც GPU-ს შეუძლია პროცესის მთავარ მეხსიერებაზე წვდომა;
  • დაემატა საწყისი ტექნოლოგიური მხარდაჭერა AMD Smart Shift, რომელიც დინამიურად ცვლის CPU-ს და GPU-ს ენერგიის მოხმარების პარამეტრებს ჩიპსეტით და AMD გრაფიკული ბარათით ლეპტოპებზე, რათა გაზარდოს შესრულება თამაშების, ვიდეო რედაქტირების და 3D რენდერის დროს;
  • i915 დრაივერში Intel ვიდეო ბარათებისთვის შედის Intel Alderlake P ჩიპების მხარდაჭერა;
  • დაემატა drm/hyperv დრაივერი Hyper-V ვირტუალური გრაფიკული ადაპტერისთვის;
  • დაემატა simpledrm გრაფიკის დრაივერი, რომელიც გამოსასვლელად იყენებს EFI-GOP ან VESA ჩარჩობუფერს, რომელიც მოწოდებულია UEFI firmware-ის ან BIOS-ის მიერ. დრაივერის მთავარი მიზანია უზრუნველყოს გრაფიკული გამომავალი შესაძლებლობები ჩატვირთვის საწყის ეტაპებზე, სანამ სრული DRM დრაივერი გამოიყენებოდა. დრაივერი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც დროებითი გადაწყვეტა აღჭურვილობისთვის, რომელსაც ჯერ კიდევ არ აქვს მშობლიური DRM დრაივერები;
  • დაემატა კომპიუტერის სრული მხარდაჭერა Raspberry Pi 400;
  • დამატებულია dell-wmi-privacy დრაივერი კამერისა და მიკროფონის აპარატურის გადამრთველების მხარდასაჭერად Dell ლეპტოპებში;
  • Lenovo ლეპტოპებისთვის დაემატა WMI ინტერფეისი BIOS პარამეტრების შეცვლისთვის sysfs /sys/class/firmware-attributes/ საშუალებით;
  • გაფართოვდა USB4 ინტერფეისის მქონე მოწყობილობების მხარდაჭერა;
  • დაემატა ხმის ბარათებისა და კოდეკების მხარდაჭერა AmLogic SM1 TOACODEC, Intel AlderLake-M, NXP i.MX8, NXP TFA1, TDF9897, Rockchip RK817, Qualcomm Quinary MI2 და Texas Instruments TAS2505. გაუმჯობესებული აუდიო მხარდაჭერა HP და ASUS ლეპტოპებზე. დამატებულია პატჩები შეფერხებების შესამცირებლად, სანამ აუდიო დაკვრას დაიწყებს მოწყობილობებზე USB ინტერფეისით.

წყარო – opennet.ru.

წყარო: linux.org.ru