커널 릴리스 Linux 7.2

두 달간의 개발 끝에 리누스 토르발스는 커널을 공개했습니다. Linux 7.2. 가장 주목할 만한 변경 사항으로는 USB4STREAM 데이터 스트리밍 메커니즘, btrfs, xfs 및 ext4 성능 최적화, i486 CPU 지원 관련 코드 제거 지속, 중첩 SCHED_EXT 스케줄러 생성 기능, 스왑 서브시스템의 메모리 사용량 감소, 이름 없는 파이프 가속, KVM에서 Intel MBEC 및 AMD GMET 확장 지원, AppleTalk 프로토콜 제거, AMDGPU 드라이버의 HDMI 2.1 FRL 초기 지원 등이 있습니다.

커널 7.2의 주요 새로운 기능(1, 2, 3):

• 디스크 하위 시스템, I/O 및 파일 시스템
  • iomap 메커니즘에서 iomap_iter() 함수 내에서 이미 완료된 반복에 대해 memset 함수를 추가로 호출하는 부분이 제거되었습니다. 이로 인해 고속 NVMe 드라이브에서 높은 I/O 강도를 처리할 때 ext4 및 xfs 파일 시스템을 사용한 테스트에서 초당 입출력 작업 수(IOPS)가 5% 증가했습니다.
  • XFS는 영역별 저장 장치 지원에 대해 안정화되었다고 발표되었습니다(블록 또는 섹터 그룹을 영역으로 나누고, 각 영역에는 순차적인 데이터 추가만 허용하여 전체 블록 그룹을 업데이트하는 방식).
  • Btrfs는 이제 기본적으로 대용량 폴리오를 지원하여 오버헤드를 줄이고 집중적인 순차 I/O 작업 시 성능을 향상시킵니다. 최대 2MB의 초대형 폴리오에 대한 실험적 지원이 추가되었습니다. 사용자 공간에서 체크섬 정보를 가져오는 새로운 ioctl인 GET_CSUMS가 추가되었으며, 이는 mkfs 유틸리티 및 중복 제거 최적화 등에 활용될 수 있습니다. 순차 쓰기 성능은 15%, 직접 I/O 성능은 59% 향상되었습니다.
  • Ext4 파일 시스템의 "빠른 커밋" 메커니즘이 경합 및 교착 상태를 제거하도록 크게 재설계되었습니다. /proc/fs/ext4/*/fc_info를 통해 inode 스냅샷 통계를 내보낼 수 있습니다. 디렉터리 해시 계산 성능이 최적화되었습니다(255자 이름의 경우 거의 두 배, 64자 이름의 경우 27%, 32자 이름의 경우 11% 향상).
  • F2FS는 이제 fserror 오류 반환을 지원하여 사용자 공간에서 파일 시스템 문제를 모니터링할 수 있습니다. 인터럽트 처리 시간이 단축되었습니다.
  • 인라인 암호화 기능을 갖춘 하드웨어 장치를 사용하여 블록 장치의 투명한 암호화 및 복호화를 위해 Device Mapper(DM)에 새로운 dm-inlinecrypt 핸들러가 추가되었습니다.
  • 커널에 새로운 파일 시스템을 추가하는 방법에 대한 문서가 제공되었습니다.
  • NFS에서 기본 블록 크기가 16GB 이상의 RAM을 갖춘 시스템에서는 4MB로 증가했습니다(/proc/fs/nfsd/max_block_size 파일을 사용하여 블록 크기를 수동으로 변경할 수 있습니다). 디렉터리 위임 기능이 추가되어 특정 디렉터리에 대한 작업을 일정 기간 동안 상태 변경 확인 없이 수행할 수 있습니다. 섬기는 사람.
  • SMB 서버는 이제 압축된 형태로 저장된 파일과 네트워크를 통한 전송 중 데이터 압축을 지원합니다.
  • 새로운 NTFS 구현(ntfsplus)은 심볼릭 링크 지원을 추가합니다. Windows 또한 다양한 유형의 메타데이터 손상에 대한 올바른 처리가 보장됩니다.
  • 2년 전에 사용이 중단된 EROFS(Enhanced Read-Only File System) 데이터 캐싱용 fscache 백엔드가 제거되었습니다.
  • Ceph FS에서 이제 클라이언트 세션의 수동 재설정을 지원합니다.
  • 9P 파일 시스템은 프로젝트 빌드와 같은 시나리오에서 성능을 향상시키도록 최적화되었습니다.
  • 파일 시스템의 대소문자 구분 여부에 대한 정보를 가져오는 플래그가 file_getattr() 시스템 호출에 추가되었습니다. FS_XFLAG_CASEFOLD 플래그는 파일 이름 검사 시 대소문자를 구분하지 않음을 나타내고, FS_XFLAG_CASENONPRESERVING 플래그는 새 파일 이름을 생성할 때 대소문자 정보를 유지하지 않음을 나타냅니다. 이러한 플래그는 대소문자를 구분하지 않는 NFS 클라이언트에서 사용할 수 있습니다.
  • openat2() 시스템 호출에 O_EMPTYPATH 플래그가 추가되어 빈 파일 경로를 전달할 수 있게 되었습니다. 이 경우, 열려는 파일의 경로는 전달된 파일 디스크립터를 기반으로 결정됩니다.
  • openat2() 시스템 호출에 OPENAT2_REGULAR 플래그가 추가되었습니다. 이 플래그를 사용하면 일반 파일만 열 수 있습니다(소켓, 파이프 또는 장치와 같은 특수 파일을 열려고 하면 EFTYPE 오류가 반환됩니다).
• 메모리 및 시스템 서비스
  • USB4STREAM 메커니즘은 USB4 포트를 통해 연결된 컴퓨터 간 데이터 스트리밍을 위해 구현되었습니다. /dev/tbstreamX 장치가 추가되어 표준 read() 및 write() 함수를 사용하여 파일을 읽고 쓰는 것과 유사하게 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다. 예를 들어, 한 호스트에서 "echo hello > /dev/tbstream0" 명령을 사용하여 정보를 전송하고, 다른 호스트에서 "cat /dev/tbstream0" 명령을 사용하여 읽을 수 있습니다. USB4STREAM 메커니즘은 USB4 케이블(thunderbolt_net)을 통한 네트워크 연결 기능과 함께 사용하거나, 네트워크 소켓을 지원하지 않는 애플리케이션 간 데이터 전송을 위해 별도로 사용할 수 있습니다.
  • i486 프로세서 지원을 제거하는 두 번째 변경 사항이 포함되었습니다. FPU(부동 소수점 장치)가 없는 프로세서의 부동 소수점 장치 에뮬레이션과 관련된 13줄 이상의 코드가 제거되었습니다. CX8(8바이트 비교 및 ​​교환) 및 TSC(작업 스케줄러에 사용되는 CPU 사이클 카운터) 하드웨어 연산이 없는 i486 프로세서에 대한 에뮬레이션 코드가 제거됨에 따라 해당 프로세서에 대한 지원도 제거되었습니다.
  • OLPC XO-1 컴퓨터에 사용된 AMD Geode 프로세서에 대한 지원이 중단되었다고 발표되었습니다.
  • Intel의 TDX(Trusted Domain Extensions) 구현 업데이트 지원이 추가되었습니다. TDX는 게스트 시스템 RAM을 암호화하는 데 사용되는 메커니즘입니다. TDX는 부팅 시 BIOS에서 플래시 메모리에서 RAM으로 전송되는 특수 소프트웨어 런타임 모듈로 구현됩니다. 이제 커널에는 이 모듈을 관리하고 재부팅 없이 실행 중인 시스템에서 최신 버전으로 교체할 수 있는 기능이 포함되어 있습니다.
  • 새로운 GPU 리소스 할당 스케줄러(공정한 GPU 스케줄러)가 구현되었습니다. 이 스케줄러는 GPU를 사용하는 프로세스가 제출한 작업이 GPU에서 실행되는 순서를 결정하는 데 사용됩니다. 기존의 FIDO 큐를 사용하는 대신, 새로운 스케줄러는 다음 프로세스로의 전환 시간을 포함하는 실행 계획을 사용하는 CFS(Completely Fair Scheduler) 작업 스케줄러 기반의 공정한 리소스 할당 메커니즘을 활용합니다. 새로운 스케줄러의 가장 두드러진 효과는 GPU를 많이 사용하는 대화형 작업의 병렬 실행 시에 나타납니다. 커널 7.2 출시 직전, Proton 환경에서 특정 게임 실행 시 성능 저하 및 100% GPU 사용률을 유발하는 회귀 오류를 디버깅하기 위해 공정한 GPU 스케줄러가 비활성화되고 기존 FIFO 스케줄러로 되돌려졌습니다.
  • eBPF 서브시스템 변경 사항: 하나의 BPF 프로그램을 여러 추적 지점에 연결할 수 있는 기능이 추가되었습니다. 추적 지점에 연결된 BPF 프로그램은 이제 사용자 공간 구성 요소의 메모리에 접근할 수 있으며, 할당되지 않은 메모리 페이지(페이지 폴트)를 올바르게 처리합니다. bpf() 시스템 호출은 이제 표준 속성(log_buf, log_size, log_level, log_true_size)을 지원하여 BPF_PROG_LOAD, BPF_BTF_LOAD, BPF_MAP_CREATE뿐만 아니라 모든 BPF 명령에서 통합된 메타데이터 전송이 가능합니다. BPF 함수에 전달할 수 있는 매개변수 개수 제한이 제거되었습니다. 할당되지 않은 메모리 페이지(페이지 폴트)에 대한 걱정 없이 bpf_arena 공유 메모리에 안전하게 접근할 수 있는 기능이 추가되었습니다. 동적 크기 조정을 지원하는 새로운 버전의 BPF 해시 맵 구조가 구현되었습니다.
  • 인터럽트 통계를 포함하는 "/proc/interrupts" 출력 생성이 최적화되었으며, 인터럽트 카운터 저장 구조가 현대화되고 캐싱 기능이 추가되었습니다.
  • libselinux에서 사용되는 "/proc/filesystems" 파일의 생성 속도가 향상되었습니다.
  • 이제 작업 스케줄러는 프로세서의 내부 캐시 상태를 고려하여 CPU 코어 간 로드 밸런싱을 지원합니다. 스케줄러는 이제 단일 프로세스 내의 스레드와 같은 공유 리소스를 사용하는 프로세스를 그룹화하여 동일한 상위 캐시를 공유하도록 시도함으로써, 필요한 데이터가 캐시에서 발견될 가능성을 높여 데이터 접근 효율성을 향상시킵니다.
  • BPF를 사용하여 CPU 스케줄러를 생성할 수 있도록 하는 SCHED_EXT 메커니즘은 각 cgroup이 자체 작업 스케줄러를 사용할 수 있도록 중첩 스케줄러(하위 스케줄러)를 생성하는 기능을 계속해서 구현하고 있습니다.
  • Rust-for- 브랜치에서 변경 사항을 계속 마이그레이션하고 있습니다.LinuxRust를 드라이버 및 커널 모듈 개발을 위한 제2언어로 사용하는 것과 관련이 있습니다(Rust 지원은 기본적으로 활성화되어 있지 않으며, 커널 빌드 필수 종속성으로 Rust가 포함되어 있지 않습니다). s390 아키텍처용 커널의 Rust 지원이 구현되었습니다. "unsafe" 모드의 코드에 빠른 메모리 기본 요소를 제공하는 "zerocopy" 패키지가 포함되어 있습니다.
  • 커널 빌드에 필요한 LLVM 툴셋의 최소 버전이 17.0.1로 상향 조정되었습니다.
  • 커널 소스 코드와 함께 제공되는 최소한의 C 라이브러리인 nolibc에서 Linux 또한 OpenRISC 및 32비트 PA-RISC 아키텍처를 지원하는 기본 시스템 호출을 위한 프레임워크를 제공합니다.
  • 스왑 서브시스템은 정적 메타데이터 저장 시 발생하는 오버헤드를 제거하고, 토름(tomes) 사용 시 익명 메모리와 공유 메모리를 통합함으로써 서브시스템 자체의 성능을 향상시키고 메모리 사용량을 줄이도록 최적화되었습니다. 메모리 사용량 감소 효과는 상당히 큽니다. 예를 들어, 1TB 스왑 파티션을 마운트하면 메모리 사용량이 약 512MB 감소합니다.
  • 시스템 부하가 높아질 때 메모리를 삭제하거나 스왑 공간으로 이동시켜 메모리를 확보하는 메모리 제거 메커니즘의 성능이 향상되었습니다. YCSB(Yahoo! Cloud Serving Benchmark)를 사용하여 MongoDB를 테스트하는 등의 특정 워크로드에서 최대 30%의 성능 향상이 확인되었습니다.
  • "make sbom" 명령어가 빌드 시스템에 추가되어 현재 커널 빌드에 사용된 구성 요소, 라이브러리 및 종속성 목록과 코드 파일의 SPDX 헤더에서 가져온 라이선스 정보를 반영하는 SBOM(소프트웨어 명세서) 목록을 생성합니다.
  • 이름 없는 파이프 구현은 잠금 처리에 최적화되어(메모리 할당 작업이 잠금 범위 밖으로 이동됨) 이름 없는 파이프의 처리량이 21~48% 증가하고 지연 시간이 17~33% 감소했습니다.
• 가상화 및 보안
  • 슬랩 할당자는 이제 Clang 22 컴파일러에 구현된 할당 토큰 사용을 지원합니다. 토큰을 사용하면 메모리 할당 작업에 고유 식별자를 부여하고, 서로 다른 유형의 객체를 분리하여 할당함으로써 버퍼 오버플로 취약점 악용을 어렵게 만들 수 있습니다 (분리된 할당 방식을 통해 한 유형의 객체에서 발생하는 버퍼 오버플로가 다른 유형의 객체에 영향을 미치는 것을 쉽게 악용할 수 없습니다).
  • 페이지 캐시의 데이터를 수정하는 데 악용되었던 Copy Fail 취약점의 핵심 기능인 AF_ALG는 더 이상 사용되지 않으며 향후 릴리스에서 제거될 예정입니다. AF_ALG는 커널의 Crypto API에서 암호화 연산을 위한 하드웨어 가속기를 활성화하지만, 매우 특정한 상황에서만 사용됩니다. 커널 7.2에서는 AF_ALG에서 비동기 I/O, 레거시 드라이버, 그리고 skcipher 및 aead 구현의 제로 카피 메커니즘에 대한 지원이 제거되었습니다. 암호화 알고리즘의 소프트웨어 구현만 유지되며, AF_ALG는 공격 표면을 크게 확장하지만 사용자 공간 암호화 구현에 비해 성능 향상을 제공하지 않으므로 커널의 Crypto API에서 하드웨어 암호화 가속기에 대한 지원이 제거되었습니다. AF_ALG는 Cryptsetup 툴킷에서 사용되었지만, 최근 2.8.7 릴리스에서 지원이 제거되었습니다.
  • 외부 서비스가 커널 하위 시스템의 상태를 검증하여 진위성을 보장할 수 있도록 하는 IMA(Integrity Measurement Architecture) 메커니즘에 측정 결과가 포함된 내부 테이블을 사용자 공간으로 내보내고 메모리 절약을 위해 커널 버퍼에서 삭제하는 기능이 추가되었습니다.
  • Landlock 모듈은 권한이 없는 프로그램이 커널 객체의 사용을 제한할 수 있는 수단을 제공합니다. Linux (파일 계층 구조, 네트워크 소켓, ioctl 등) UDP 소켓에 대한 접근 제어 지원이 추가되었으며, 관련 없는 정보로 로그가 복잡해지는 것을 방지하기 위해 객체 잠금 정보 출력을 선택적으로 비활성화할 수 있는 기능도 추가되었습니다.
  • 커널에서 지정된 바이트 수만큼 입력 문자열을 복사하는 strncpy() 함수 사용이 권장되지 않습니다. strncpy() 함수는 문자열 끝에 널 문자가 누락되거나 0으로 추가 패딩되는 경우 오류가 발생할 위험이 있었습니다. strncpy() 대신 널 종료 문자열을 복사할 때는 strscpy() 및 strscpy_pad() 함수를, 고정된 크기의 문자열을 복사할 때는 strtomem_pad(), memcpy_and_pad(), memcpy() 함수를 사용하는 것이 좋습니다. 커널에서 strncpy() 함수 사용을 권장하지 않도록 하는 작업은 2020년에 시작되었으며 70명의 개발자가 362개의 커밋을 수행했습니다.
  • 하이퍼바이저에서 KVM Intel MBEC(모드 기반 실행 제어) 및 AMD GMET(게스트 모드 실행 트랩) 확장 기능에 대한 지원이 추가되었습니다. 이 기능들을 통해 메모리 변환 테이블에서 게스트 시스템의 커널 공간과 사용자 공간의 실행 권한을 분리하여 처리할 수 있습니다. 이전에는 Intel 및 AMD 하드웨어 가상화 확장 기능을 통해 메모리 페이지를 단일 비트로 실행 가능으로 표시하고 하이퍼바이저 수준에서 소프트웨어 기반으로 커널 공간과 사용자 공간 권한을 분리할 수 있었습니다. MBEC 및 GMET를 사용하면 하이퍼바이저 측 권한 검사가 필요 없어지고 게스트 시스템에서 VMexit 하이퍼바이저로의 리소스 집약적인 제어 전송이 크게 줄어듭니다.
• 네트워크 하위 시스템
  • TCP-AO(TCP 인증 옵션, RFC 5925) 확장 기능이 새로운 libcrypto 암호화 라이브러리로 이전되어 코드가 간소화되고 성능이 향상되었습니다. TCP-AO는 기존의 구식 MD5 알고리즘에 의존하던 TCP-MD5 옵션을 대체하여, 최신 HMAC-SHA-1-96 및 AES-128-CMAC-96 알고리즘을 사용하여 MAC(메시지 인증 코드) 코드로 TCP 헤더를 검증할 수 있도록 합니다.
  • 멀티패스 TCP(MPTCP) 연결에서 지원되는 서브스트림 수가 8개에서 64개로 증가했습니다.
  • 커널 네트워크 스택에서 rtnl_lock 전역 잠금의 사용을 줄이기 위한 작업이 계속되었습니다.
  • 커널에서 1985년부터 애플 컴퓨터에 사용되었고 1990년대에 다른 프로토콜로 대체된 AppleTalk 프로토콜 스택 구현이 제거되었습니다. TCP/IP또한 PPPoATM과 관련 없는 ATM 데이터 전송 기술 구성 요소, ISA 및 PCMCIA 버스 기반의 ARCnet 네트워크 인터페이스, PCMCIA 인터페이스를 사용하는 블루투스 어댑터, Chelsea TLS 가속기, TLS와 sockmap 통합 코드, cfg80211/mac80211 무선 스택의 5/10MHz 주파수 대역 지원 등이 제거되었습니다. 해결되지 않은 문제와 유지 관리자 부족으로 인해 TCP 오프로드 엔진 기반의 특정 TLS 처리 가속 구현이 제거되었습니다(일반적인 TLS 오프로드 구현은 유지됨). 64비트 시스템에서 32비트 x_tables와의 호환성 코드는 비활성화되었으며 제거될 예정입니다.
  • PPPoE 드라이버는 이제 패킷 재조립 및 분할의 하드웨어 가속을 위한 GRO(Generic Receive Offload) 및 GSO(Generic Segmentation Offload) 메커니즘을 지원합니다. GRO 및 GSO를 사용하면 수신 트래픽 처리량이 크게 향상됩니다. 예를 들어, 주소 변환기가 구성된 MediaTek MT7621 장치에서 최대 처리량이 130Mbit/s에서 630Mbit/s로 증가했습니다.
• Оборудование
  • AMDGPU 드라이버에 HDMI 2.1 FRL(Fixed Rate Link) 기술에 대한 초기 지원이 포함되어 4K/120Hz 및 8K/60Hz의 비압축 비디오 전송이 가능해졌습니다. 이전에는 HDMI 포럼의 라이선스 요구 사항으로 인해 오픈 소스 드라이버에서 HDMI 2.1 지원이 어려웠지만, AMD는 이제 유사한 구현을 확보했습니다.
  • i915 드라이버에서 이제 디스플레이 컨트롤러의 배경색 설정을 지원합니다. pin_params.needs_low_address 매개변수가 구현되었습니다.
  • 인텔 Xe 아키텍처 기반 GPU용 Xe DRM(Direct Rendering Manager) 드라이버 개발이 계속 진행되었습니다. 이 아키텍처는 Tiger Lake 프로세서부터 Intel Arc 시리즈 그래픽 카드와 통합 그래픽에 사용됩니다. CRI(Crescent Island) 플랫폼에 대한 초기 지원이 추가되었으며, Xe3p dGPU 플랫폼용 시스템 컨트롤러가 구현되었습니다.
  • Nouveau 드라이버는 NVIDIA GA100 GPU 관련 문제를 해결합니다.
  • v3d 드라이버가 업데이트되어 라즈베리 파이 보드에서 v3D GPU 전력 소비를 관리할 수 있는 기능이 추가되었습니다.
  • NVIDIA GeForce RTX 2000 시리즈(튜링 마이크로아키텍처 기반)부터 사용되어 온 GSP 펌웨어가 탑재된 NVIDIA GPU용 Nova 드라이버 구성 요소를 지속적으로 통합해 왔습니다. 이 드라이버는 Rust로 작성되었습니다. NVIDIA GA100, Hopper 및 Blackwell 시리즈 GPU에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • ARM 보드, SoC 및 장치에 대한 지원이 추가되었습니다. 지원되는 ARM 보드, SoC 및 장치는 Apple t8122(M3), Motorola Edge 30, Nothing Phone 3a, Google Pixel 3a XL, Qualcomm Dragonwing IPQ9650, Huawei Hawi, ZTE zx297520v3, Renesas R-Car M3Le, ASPEED AST27xx, Cortina Gemini, NXP i.MX6/8/9, NXP LX2160A, TI K3 AM62x입니다.

동시에 라틴 아메리카 자유 소프트웨어 재단은 완전히 자유로운 커널 7.2 버전을 만들었습니다. Linux-libre 7.2-gnu는 제조사에서 사용 범위가 제한된 비자유 구성 요소 또는 코드 섹션을 포함하는 펌웨어 및 드라이버 요소를 정리했습니다. 7.2 릴리스에는 새로운 rt722-sdca 및 tac5xx2 드라이버에 대한 블롭 정리가 포함되어 있습니다. amdgpu, nova core, qcom iris, q6v5, iwlwifi, amdxnda, adreno, r8152 및 mt792x 드라이버에 대한 정리 코드가 업데이트되었습니다. 펌웨어 로딩 인터페이스가 조정되었습니다. ARM 칩용 devicetree(dts) 파일의 블롭 이름이 정리되었습니다.

출처 : opennet.ru