Linux 5.1 커널 릴리스

두 달 간의 개발 끝에 Linus Torvalds는 도입 된 커널 릴리스 Linux 5.1. 가장 주목할만한 변경 사항: 비동기 I/O io_uring을 위한 새로운 인터페이스, NVDIMM을 RAM으로 사용하는 기능, Nouveau의 공유 가상 메모리 지원, fanotify를 통한 초대형 파일 시스템의 확장 가능한 모니터링 지원, Zstd 압축 구성 기능 Btrfs의 레벨, 새로운 CPUidle TEO 핸들러, 2038 문제를 해결하기 위한 시스템 호출 구현, initramfs 없이 장치 매퍼 장치에서 부팅하는 기능, SafeSetID LSM 모듈, 결합된 라이브 패치 지원.

주요 혁신:

• 디스크 하위 시스템, I/O 및 파일 시스템
  • 비동기 I/O를 위한 새로운 인터페이스 구현 - io_uring, 이는 I/O 폴링 지원과 버퍼링 유무에 관계없이 작업할 수 있는 기능으로 유명합니다. 이전에 제안된 비동기 I/O 메커니즘인 “aio”는 버퍼링된 I/O를 지원하지 않았고, O_DIRECT 모드(버퍼링 및 캐시 우회 없이)에서만 작동할 수 있었으며, 메타데이터 가용성을 기다리기 때문에 잠금에 문제가 있었다는 점을 상기해 보겠습니다. 메모리에 데이터를 복사하기 때문에 큰 오버헤드 비용이 발생했습니다.

    API 내에서
    io_uring 개발자들은 기존 aio 인터페이스의 단점을 제거하려고 노력했습니다. 에 의해 공연 io_uring은 매우 가깝습니다. SPDK 폴링이 활성화된 상태에서 작업할 때 libaio보다 훨씬 앞서 있습니다. 사용자 공간에서 실행되는 최종 애플리케이션에서 io_uring을 사용하기 위한 라이브러리가 준비되었습니다. 해방하다, 커널 인터페이스를 통해 높은 수준의 프레임워크를 제공합니다.

  • FS fanotify()의 이벤트 추적 메커니즘에서 추가 슈퍼블록 및 구조 변경 상황 추적 지원 디렌트 (디렉터리 생성, 삭제, 이동 이벤트) 제시된 기능은 inotify 메커니즘을 사용하여 매우 큰 파일 시스템에서 반복적 변경 추적을 생성할 때 발생하는 확장성 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 이전에는 직접 변경 사항을 inotify를 통해서만 추적할 수 있었지만
    대규모 중첩 디렉터리의 재귀 추적 조건에서의 성능은 아직 많이 부족합니다. 이제 fanotify를 통해 이러한 모니터링을 효과적으로 수행할 수 있습니다.

  • Btrfs 파일 시스템에서 추가 zstd 알고리즘의 압축 수준을 사용자 정의하는 기능. 이는 빠르지만 비효율적인 lz4와 느리지만 좋은 압축 xz 사이의 최적의 절충안으로 간주될 수 있습니다. 이전에 zlib를 사용할 때 압축 수준을 설정하는 것이 가능했던 방식과 유사하게 zstd에 "-o 압축=zstd:level" 마운트 옵션에 대한 지원이 추가되었습니다. 테스트 중 최소 2.658단계에서는 압축 속도 438.47MB/s, 압축 해제 속도 910.51MB/s, 메모리 사용량 780MB로 15배의 데이터 압축을 제공했으며, 최대 레벨 3.126에서는 37.30배의 데이터 압축을 제공했지만 압축은 속도 878.84MB/s, 압축 풀기 2547MB/s 및 메모리 소비 XNUMXMB;
  • 추가됨 initramfs를 사용하지 않고 장치 매퍼 장치에 있는 파일 시스템에서 부팅하는 기능. 현재 커널 릴리스부터 장치 매퍼 장치는 부팅 프로세스 중에 직접 사용할 수 있습니다(예: 루트 파일 시스템이 있는 파티션). 파티션은 부팅 매개변수 “dm-mod.create”를 사용하여 구성됩니다. 로드가 허용되는 장치 매퍼 모듈에는 "crypt", "delay", "linear", "snapshot-origin" 및 "verity"가 포함됩니다.
  • F2FS_NOCOW_FL 플래그가 플래시 드라이브 지향 F2FS 파일 시스템에 추가되었습니다. 이를 통해 특정 파일에 대해 쓰기 중 복사 모드를 비활성화할 수 있습니다.
  • 커널에서 파일 시스템이 제거됨 엑소프ext2의 변형으로 OSD(객체 기반 저장 장치) 객체 스토리지 작업에 적합합니다. 이러한 개체 저장 장치에 대한 SCSI 프로토콜 지원도 제거되었습니다.
• 가상화 및 보안
  • 선택한 프로세스에 대한 명령의 추측 실행을 제어하기 위해 PR_SPEC_DISABLE_NOEXEC 옵션을 prctl()에 추가했습니다. 새로운 옵션을 사용하면 Spectre 공격의 공격을 받을 가능성이 있는 프로세스에 대해 예측 실행을 선택적으로 비활성화할 수 있습니다. 잠금은 exec()에 대한 첫 번째 호출까지 지속됩니다.
  • LSM 모듈 구현 SafeSetID이를 통해 시스템 서비스는 권한 상승(CAP_SETUID)이나 루트 권한 획득 없이 사용자를 안전하게 관리할 수 있습니다. 권한은 유효한 바인딩의 화이트리스트("UID1:UID2" 형식)를 기반으로 securityfs에 규칙을 정의하여 할당됩니다.
  • 보안 모듈(LSM)의 스택 기반 로드에 필요한 하위 수준 변경 사항이 추가되었습니다. 어떤 모듈이 어떤 순서로 로드되는지 제어하기 위해 "lsm" 커널 부팅 옵션이 도입되었습니다.
  • 파일 네임스페이스에 대한 지원이 감사 하위 시스템에 추가되었습니다.
  • 퍼지는 메모리 내용의 잠재적 누출을 차단할 수 있는 GCC 플러그인 structleak의 기능 스택에 대한 참조 액세스를 통해 코드에 사용되는 모든 변수의 초기화가 제공됩니다.
• 네트워크 하위 시스템
  • 소켓용 구현 다음과 유사한 새로운 옵션 "SO_BINDTOIFINDEX"
    "SO_BINDTODEVICE", 그러나 인터페이스 이름 대신 네트워크 인터페이스의 인덱스 번호를 인수로 사용합니다.

  • mac80211 스택에는 하나의 장치에 여러 BSSID(MAC 주소)를 할당하는 기능이 추가되었습니다. WiFi 성능을 최적화하기 위한 프로젝트의 일환으로 mac80211 스택에는 전파 시간 계산 및 여러 스테이션 간에 전파 시간을 분배하는 기능이 추가되었습니다(액세스 포인트 모드에서 작동할 때 모든 스테이션에 시간을 균등하게 분배하는 대신 느린 무선 스테이션에 더 적은 전송 시간을 할당함). 역);
  • 추가된 메커니즘 "데브링크 건강"는 네트워크 인터페이스에 문제가 발생할 때 알림을 제공합니다.
• 메모리 및 시스템 서비스
  • 구현 PID 재사용을 허용하는 안전한 신호 전달. 예를 들어 이전에 kill을 호출한 경우 신호를 보낸 직후 프로세스 종료로 인해 대상 PID가 해제되어 다른 프로세스에 의해 점유되어 신호가 다른 프로세스로 전달되는 상황이 발생할 수 있습니다. 이러한 상황을 제거하기 위해 /proc/pid의 파일 설명자를 사용하여 안정적인 프로세스 바인딩을 보장하는 새로운 시스템 호출 pidfd_send_signal이 추가되었습니다. 시스템 호출 처리 중에 PID가 재사용되더라도 파일 설명자는 변경되지 않으며 프로세스에 신호를 보내는 데 안전하게 사용될 수 있습니다.
  • 추가됨 영구 메모리 장치(예: 영구 메모리)를 사용하는 기능 NVDIMM) RAM으로. 지금까지 커널은 저장 장치와 같은 장치를 지원했지만 이제는 추가 RAM으로도 사용할 수 있습니다. 이 기능은 성능 지연을 기꺼이 감수하고 dax용 mmap 위에서 실행되는 기존 사용자 공간 메모리 할당 시스템을 사용하는 대신 기본 Linux 커널 메모리 관리 API를 사용하려는 사용자의 희망에 따라 구현되었습니다. 파일;
  • 새로운 CPU 유휴 핸들러 추가(cpuidle은 CPU가 최대 절전 모드로 전환될 수 있는 시기를 결정합니다. 모드가 깊어질수록 절약 효과는 커지지만 모드를 종료하는 데 걸리는 시간도 길어집니다) - TEO(Timer Events Oriented Governor) ). 지금까지 경험적 방법이 다른 "메뉴"와 "사다리"라는 두 개의 CPUidle 핸들러가 제안되었습니다. "메뉴" 핸들러는 새로운 핸들러를 준비하기로 결정된 문제를 제거하기 위해 경험적 결정을 내리는 데 문제가 있다는 것을 알고 있습니다. TEO는 "메뉴" 핸들러의 대안으로 포지셔닝되어 동일한 수준의 전력 소비를 유지하면서 더 높은 성능을 제공합니다.
    부팅 매개변수 "cpuidle.governor=teo"를 사용하여 새 핸들러를 활성화할 수 있습니다.

  • 없애기 위한 작업의 일환으로 2038년의 문제32비트 time_t 유형의 오버플로로 인해 발생하는 에는 32비트 아키텍처에 64비트 시간 카운터를 제공하는 시스템 호출이 포함됩니다. 결과적으로 이제 64비트 time_t 구조를 모든 아키텍처에서 사용할 수 있습니다. 옵션에 대한 네트워크 하위 시스템에서도 유사한 변경 사항이 구현되었습니다. 따라서 오른쪽 하단에 네트워크 소켓;
  • 코어용 핫패칭 시스템으로(라이브패칭) 추가 일련의 변경 사항을 단일 함수에 원자적으로 적용하는 "원자 대체" 기능입니다. 이 기능을 사용하면 유지 관리가 상당히 어려운 엄격하게 정의된 순서에 따라 라이브 패치를 단계별로 적용하는 프로세스 대신 여러 가지 변경 사항을 포함하는 요약 패치를 한 번에 배포할 수 있습니다. 이전에는 각각의 후속 변경이 마지막 변경 이후의 함수 상태를 기반으로 해야 했지만 이제는 하나의 초기 상태에 연결된 여러 변경 사항을 한 번에 전파하는 것이 가능합니다(즉, 관리자는 대신 기본 커널에 대해 하나의 통합 패치를 유지할 수 있습니다) 서로 의존하는 패치 체인)
  • 발표됨 a.out 실행 파일 형식에 대한 지원이 중단되었습니다.
    제거됨 버려진 상태에 있는 a.out 형식의 코어 파일을 생성하는 코드입니다. a.out 형식은 오랫동안 Linux 시스템에서 사용되지 않았으며 a.out 파일 생성은 기본 Linux 구성의 최신 도구에서 오랫동안 지원되지 않았습니다. 또한 a.out 파일용 로더는 전적으로 사용자 공간에서 구현될 수 있습니다.

  • 사용되지 않는 코드를 식별하고 제거하는 기능이 BPF 프로그램 검증 메커니즘에 추가되었습니다. 커널에는 BPF 하위 시스템에 대한 스핀록 지원 패치도 포함되어 있어 BPF 프로그램의 병렬 실행을 관리하기 위한 추가 기능을 제공합니다.
• Оборудование
  • 인 누보 드라이버 추가 이기종 메모리 관리를 지원하여 CPU와 GPU가 공통으로 동기화된 메모리 영역에 액세스할 수 있도록 합니다. 공유 가상 메모리 시스템(SVM, 공유 가상 메모리)은 HMM(이기종 메모리 관리) 서브시스템을 기반으로 구현되어 자체 메모리 관리 장치(MMU, 메모리 관리 장치)가 있는 장치를 사용할 수 있습니다. 메인 메모리. 특히, HMM을 사용하면 GPU와 CPU 사이의 공유 주소 공간을 구성할 수 있으며, 여기서 GPU는 프로세스의 메인 메모리에 액세스할 수 있습니다. SVM 지원은 현재 Pascal 제품군 GPU에만 활성화되어 있지만 Volta 및 Turing GPU에도 지원이 제공됩니다. 게다가 누보에서는 추가 프로세스 메모리 영역을 GPU 메모리로 마이그레이션하는 것을 제어하는 ​​새로운 ioctl;
  • GPU Skylake 이상(gen9+)용 Intel DRM 드라이버 포함됨 기본적으로 fastboot 모드는 부팅 중 불필요한 모드 변경을 제거합니다. 추가됨 новые Coffelake 및 Ice Lake 마이크로아키텍처를 기반으로 한 장치 식별자입니다. 커피레이크 칩의 경우 추가 GVT 지원(GPU 가상화). 가상 GPU의 경우 구현 VFIO EDID 지원. LCD 패널 MIPI/DSI용 추가 ACPI/PMIC 요소를 지원합니다. 구현됨 새로운 TV 모드 1080p30/50/60 TV;
  • amdgpu 드라이버에 Vega10/20 BACO GPU에 대한 지원이 추가되었습니다. Vega 10/20 전원 관리 및 Vega 10 쿨러 제어 테이블을 구현했으며 Picasso GPU에 대한 새로운 PCI 장치 식별자를 추가했습니다. 추가됨 교착 상태를 방지하기 위해 예약 가능한 종속성을 관리하기 위한 인터페이스
  • 추가됨 화면 가속기용 DRM/KMS 드라이버 ARM 코메다 (말리 D71);
  • Toppoly TPG110, Sitronix ST7701, PDA 91-00156-A0, LeMaker BL035-RGB-002 3.5 및 Kingdisplay kd097d04 스크린 패널에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Rockchip RK3328, Cirrus Logic CS4341 및 CS35L36, MediaTek MT6358, Qualcomm WCD9335 및 Ingenic JZ4725B 오디오 코덱은 물론 Mediatek MT8183 오디오 플랫폼에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • NAND 컨트롤러 Flash STMicroelectronics FMC2, Amlogic Meson에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Habana AI 하드웨어 시스템에 대한 가속기 지원이 추가되었습니다.
  • NXP ENETC 기가비트 이더넷 컨트롤러와 MediaTek MT7603E(PCIe) 및 MT76x8 무선 인터페이스에 대한 지원이 추가되었습니다.

동시에 라틴 아메리카 자유 소프트웨어 재단(Latin American Free Software Foundation) 형성된
вариант 완전 무료 커널 5.1 - Linux-libre 5.1-gnu, 제조업체가 범위를 제한하는 비자유 구성 요소 또는 코드 섹션을 포함하는 펌웨어 및 드라이버 요소를 제거합니다. 새 릴리스에서는 mt7603 및 goya 드라이버에서 Blob 로딩이 비활성화됩니다. 드라이버 및 하위 시스템 wilc1000, iwlwifi, soc-acpi-intel, brcmfmac, mwifiex, btmrvl, btmtk 및 touchscreen_dmi의 Blob 정리 코드가 업데이트되었습니다. lantiq xrx200 펌웨어 로더의 Blob 정리가 커널에서 제거되어 중지되었습니다.

출처 : opennet.ru