Linux 5.9 커널 릴리스

두 달 간의 개발 끝에 Linus Torvalds는 도입 된 커널 릴리스 Linux 5.9. 가장 주목할만한 변경 사항: 독점 모듈에서 GPL 모듈로 기호 가져오기 제한, FSGSBASE 프로세서 명령을 사용하여 컨텍스트 전환 작업 속도 향상, Zstd를 사용한 커널 이미지 압축 지원, 커널에서 스레드 우선 순위 재작업, PRP 지원 (병렬 중복 프로토콜), 데드라인 스케줄러의 대역폭 인식 스케줄링, 메모리 페이지의 선제적 패킹, 기능 플래그 CAP_CHECKPOINT_RESTOR, close_range() 시스템 호출, dm-crypt 성능 개선, 32비트 Xen PV 게스트에 대한 코드 제거, 새로운 슬랩 메모리 관리 메커니즘, Btrfs의 "rescue" 옵션, ext4 및 F2FS의 인라인 암호화 지원.

새 버전에는 16074년 개발자의 2011개 수정 사항이 포함되어 있습니다.
패치 크기 - 62MB(변경 사항이 14548개 파일에 영향을 미치고 782155줄의 코드가 추가되었으며 314792줄이 삭제되었습니다). 45에 제시된 전체 내용의 약 5.9%
변경 사항은 장치 드라이버와 관련되어 있으며 변경 사항 중 약 15%는
하드웨어 아키텍처 관련 코드 업데이트에 대한 태도, 13%
네트워크 스택 관련, 파일 시스템 관련 3%, 내부 관련 3%
커널 하위 시스템.

주요 혁신:

• 메모리 및 시스템 서비스
  • 조여짐 GPL 라이센스에 따라 모듈용으로만 내보낸 커널 구성 요소와 독점 드라이버를 연결하기 위한 GPL 레이어 사용으로부터 보호합니다. TAINT_PROPRIETARY_MODULE 플래그는 이제 이 플래그가 있는 모듈에서 기호를 가져오는 모든 모듈에서 상속됩니다. GPL 모듈이 GPL이 아닌 모듈에서 기호를 가져오려고 하면 해당 GPL 모듈은 TAINT_PROPRIETARY_MODULE 레이블을 상속하고 모듈이 이전에 GPL 라이센스 모듈에서만 사용할 수 있는 커널 구성 요소에 액세스할 수 없습니다. "gplonly" 카테고리입니다. 독점 드라이버의 작업을 중단시킬 수 있는 역방향 잠금(EXPORT_SYMBOL_GPL을 가져온 모듈에서 EXPORT_SYMBOL_GPL만 내보내기)은 구현되지 않습니다(독점 모듈 플래그만 상속되고 GPL 바인딩은 상속되지 않음).
  • 추가됨 kcompactd 엔진 지원 메모리 페이지 사전 패킹 커널에 사용 가능한 대용량 메모리 페이지 수를 늘리기 위해 백그라운드에서 예비 추정에 따르면, 백그라운드 패키징은 최소한의 오버헤드 비용으로 대용량 메모리 페이지(대형 페이지)를 할당할 때 필요 시 실행되는 이전에 사용된 패키징 메커니즘(주문형)에 비해 70~80배까지 지연을 줄일 수 있습니다. ). kcompactd가 제공할 외부 조각화의 경계를 설정하기 위해 sysctl vm.compaction_proactiveness가 추가되었습니다.
  • 추가됨 알고리즘을 이용한 커널 이미지 압축 지원 Z스탠다드 (zstd).
  • x86 시스템에 대한 프로세서 명령어 지원이 구현되었습니다. FSGS베이스, 이를 통해 사용자 공간에서 FS/GS 레지스터의 내용을 읽고 변경할 수 있습니다. 커널에서 FSGSBASE는 GSBASE에 대한 불필요한 MSR 쓰기 작업을 제거하여 컨텍스트 전환 작업 속도를 높이는 데 사용되며, 사용자 공간에서는 FS/GS를 변경하기 위한 불필요한 시스템 호출을 방지합니다.
  • 추가됨 "allow_writes" 매개변수를 사용하면 사용자 공간에서 프로세서의 MSR 레지스터에 대한 변경을 금지하고 이러한 레지스터의 내용에 대한 액세스를 읽기 작업으로 제한할 수 있습니다. MSR을 변경하면 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 기본적으로 쓰기는 아직 비활성화되지 않았으며 MSR에 대한 변경 사항은 로그에 반영되지만 향후에는 기본 액세스를 읽기 전용 모드로 전환할 계획입니다.
  • 비동기 I/O 인터페이스로 io_uring 커널 스레드가 필요하지 않은 비동기 버퍼링 읽기 작업에 대한 전체 지원이 추가되었습니다. 녹음 지원은 향후 릴리스에서 제공될 예정입니다.
  • I/O 스케줄러 마감일 구현 용량에 따른 계획, 허용 ARM 기반 시스템과 같은 비대칭 시스템에 대해 올바른 결정을 내립니다. DynamIQ 강력하고 에너지 효율성이 떨어지는 CPU 코어를 하나의 칩에 결합한 big.LITTLE. 특히, 새로운 모드를 사용하면 느린 CPU 코어에 작업을 제 시간에 완료할 수 있는 적절한 리소스가 없을 때 일정 불일치를 방지할 수 있습니다.
  • 커널(에너지 모델 프레임워크)의 에너지 소비 모델은 이제 기술하다 CPU 전력 소비 동작뿐만 아니라 주변 장치에도 적용됩니다.
  • close_range() 시스템 호출은 프로세스가 열려 있는 파일 설명자의 전체 범위를 한 번에 닫을 수 있도록 구현되었습니다.
  • 텍스트 콘솔 및 fbcon 드라이버 구현에서 코드가 제거됨, 프로그래밍 방식으로 VGA 텍스트 모드 비디오 메모리 양보다 더 많은 양만큼 텍스트를 뒤로 스크롤(CONFIG_VGACON_SOFT_SCROLLBACK)하는 기능을 제공합니다.
  • 재설계 커널 내의 스레드에 우선순위를 할당하는 알고리즘입니다. 새로운 옵션은 실시간 작업에 우선순위를 할당할 때 모든 커널 하위 시스템에서 더 나은 일관성을 제공합니다.
  • sysctl을 추가했습니다. sched_uclamp_util_min_rt_default 실시간 작업에 대한 CPU 부스트 설정을 제어합니다(예를 들어, 배터리 전원으로 전환하거나 모바일 시스템에서 전력을 절약하기 위해 실시간 작업의 동작을 즉시 변경할 수 있습니다).
  • 페이지 캐시에서 Transparent Huge Pages 기술 지원을 구현하기 위한 준비가 완료되었습니다.
  • fanotify 엔진은 디렉터리 항목과 디렉터리가 아닌 개체에 대해 생성, 삭제 또는 이동 이벤트가 발생할 때 상위 이름과 고유 FID 정보를 보고하기 위해 새로운 플래그 FAN_REPORT_NAME 및 FAN_REPORT_DIR_FID를 구현합니다.
  • cgroup의 경우 구현 새로운 슬랩 메모리 컨트롤러는 슬랩 계정을 메모리 페이지 수준에서 커널 객체 수준으로 이동하는 데 주목할 만합니다. 이를 통해 각 cgroup에 대해 별도의 슬랩 캐시를 할당하는 대신 다른 cgroup에서 슬랩 페이지를 공유할 수 있습니다. 제안된 접근 방식을 통해 슬랩 사용 효율성을 높이고, 슬랩에 사용되는 메모리 크기를 30~45% 줄이며, 커널의 전체 메모리 소비를 크게 줄이고, 메모리 조각화를 줄일 수 있습니다.
  • 사운드 하위 시스템에서 알사 и USB 스택, 에 따라 최근에 채택 Linux 커널에서 포괄적인 용어 사용에 대한 권장 사항, 정치적으로 잘못된 용어를 정리했습니다. 코드에서 "슬레이브", "마스터", "블랙리스트" 및 "화이트리스트"라는 단어가 삭제되었습니다.
• 가상화 및 보안
  • Clang 컴파일러를 사용하여 커널을 빌드하는 경우 출연 한 스택에 저장된 모든 변수의 XNUMX으로 자동 초기화(CONFIG_INIT_STACK_ALL_ZERO)를 구성하는 기능(빌드 시 "-ftrivial-auto-var-init=zero" 지정)
  • seccomp 하위 시스템에서 사용자 공간에서 프로세스 제어 모드를 사용할 때 추가 기회 파일 설명자를 생성하는 시스템 호출을 완전히 에뮬레이트하기 위해 파일 설명자를 모니터링되는 프로세스로 대체합니다. 이 기능은 Chrome용 격리된 컨테이너 시스템 및 샌드박스 구현에 필요합니다.
  • xtensa 및 csky 아키텍처의 경우 seccomp 하위 시스템을 사용하여 시스템 호출을 제한하기 위한 지원이 추가되었습니다. xtensa의 경우 감사 메커니즘에 대한 지원이 추가로 구현됩니다.
  • 추가됨 새로운 기능 플래그 CAP_CHECKPOINT_RESTORE를 사용하면 추가 권한을 양도하지 않고도 프로세스 상태를 동결하고 복원하는 것과 관련된 기능에 대한 액세스를 제공할 수 있습니다.
  • GCC 11은 필요한 모든 기능을 제공합니다.
    커널 내 경합 상태를 동적으로 감지하도록 설계된 디버깅 도구 KCSAN(Kernel Concurrency Sanitizer)입니다. 따라서 이제 KCSAN을 GCC에 구축된 커널과 함께 사용할 수 있습니다.

  • AMD Zen 및 최신 CPU 모델의 경우 추가 P2PDMA 기술을 지원하므로 PCI 버스에 연결된 두 장치의 메모리 간 직접 데이터 전송에 DMA를 사용할 수 있습니다.
  • 작업 대기열을 사용하지 않고 암호화 데이터 처리를 수행하여 대기 시간을 줄일 수 있는 모드가 dm-crypt에 추가되었습니다. 이 모드는 다음과 같은 올바른 작동에도 필요합니다. 구역화 블록 장치(순차적으로 기록되어야 하는 영역이 있는 장치, 전체 블록 그룹을 업데이트함). dm-crypt에서 처리량을 늘리고 대기 시간을 줄이기 위한 작업이 수행되었습니다.
  • Xen 하이퍼바이저를 실행하는 반가상화 모드에서 실행되는 32비트 게스트를 지원하는 코드가 제거되었습니다. 이러한 시스템의 사용자는 게스트 환경에서 64비트 커널을 사용하도록 전환하거나 반가상화(PV) 대신 전체(HVM) 또는 결합(PVH) 가상화 모드를 사용하여 환경을 실행해야 합니다.
• 디스크 하위 시스템, I/O 및 파일 시스템
  • Btrfs 파일 시스템에서 구현 다른 모든 복구 옵션에 대한 액세스를 통합하는 "구조" 마운트 옵션. "alloc_start" 및 "subvolrootid" 옵션에 대한 지원이 제거되었으며 "inode_cache" 옵션은 더 이상 사용되지 않습니다. 성능 최적화가 이루어졌으며 특히 fsync() 작업 실행 속도가 눈에 띄게 향상되었습니다. 추가됨 CRC32c 이외의 대체 유형의 체크섬을 사용하는 기능.
  • 추가됨 ext4 및 F2FS 파일 시스템에서 인라인 암호화(인라인 암호화)를 사용하여 "inlinecrypt" 마운트 옵션이 제공되는 기능을 활성화합니다. 인라인 암호화 모드를 사용하면 입력/출력을 투명하게 암호화하고 해독하는 드라이브 컨트롤러에 내장된 암호화 메커니즘을 사용할 수 있습니다.
  • XFS에서 확보됨 메모리 정리 작업을 수행할 때 프로세스를 차단하지 않는 완전 비동기 모드의 inode 재설정(플러시). 소프트 제한 및 inode 제한 경고를 잘못 추적하게 만드는 오래된 할당량 문제를 해결했습니다. ext4 및 xfs에 대한 DAX 지원 통합 구현.
  • Ext4에서 구현 블록 할당 비트맵을 미리 로드합니다. 초기화되지 않은 그룹의 검색 제한과 결합된 최적화 덕분에 매우 큰 파티션을 마운트하는 데 필요한 시간이 단축되었습니다.
  • F2FS에서 추가 ioctl F2FS_IOC_SEC_TRIM_FILE을 사용하면 TRIM/discard 명령을 사용하여 파일의 지정된 데이터를 물리적으로 재설정할 수 있습니다. 예를 들어 드라이브에 잔여 데이터를 남기지 않고 액세스 키를 삭제할 수 있습니다.
    F2FS에서도 추가 새로운 가비지 수집 모드 GC_URGENT_LOW는 가비지 수집기를 시작하기 전에 유휴 상태에 있는지에 대한 일부 검사를 제거하여 보다 적극적으로 작동합니다.

  • BCache에서 영역별 장치 캐시 활성화를 준비하기 위해 익스텐트의 bucket_size가 16비트에서 32비트로 늘어났습니다.
  • UFS 컨트롤러가 제공하는 내장 하드웨어 암호화를 기반으로 인라인 암호화를 사용하는 기능이 SCSI 하위 시스템(범용 플래시 스토리지).
  • 새로운 커널 명령줄 매개변수 "debugfs"가 추가되어 동일한 이름의 pseudo-FS의 가용성을 제어할 수 있습니다.
  • NFSv4.2 클라이언트는 확장 파일 속성(xattr)에 대한 지원을 제공합니다.
  • DM 먼지에서 추가 디스크에서 식별된 모든 불량 블록 목록을 한 번에 표시하기 위한 인터페이스(“dmsetup message Dust1 0 listbadblocks”).
  • md/raid5의 경우 STRIPE 블록 크기를 구성하기 위해 /sys/block/md1/md/stripe_size 매개변수가 추가되었습니다.
  • NVMe 저장 장치의 경우 추가 드라이브 영역 지정 명령(ZNS, NVM Express Zoned Namespace)을 지원합니다. 이를 통해 스토리지 공간을 블록 그룹을 구성하는 영역으로 나누어 드라이브의 데이터 배치를 보다 완벽하게 제어할 수 있습니다.
• 네트워크 하위 시스템
  • 넷필터에서 추가 라우팅 확인 전 단계에서 패킷을 거부하는 기능(REJECT 표현식은 이제 INPUT, FORWARD 및 OUTPUT 체인뿐만 아니라 icmp 및 tcp의 PREROUTING 단계에서도 사용할 수 있음)
  • nftables에서 추가 구성 변경과 관련된 이벤트를 감사하는 기능.
  • netlink API의 nftables에서 추가 커널에 의해 동적으로 이름이 할당되는 익명 체인을 지원합니다. 익명 체인과 연결된 규칙을 삭제하면 체인 자체가 자동으로 삭제됩니다.
  • BPF는 데이터를 사용자 공간에 복사하지 않고도 연관 배열(맵)의 요소를 탐색, 필터링 및 수정할 수 있는 반복기에 대한 지원을 추가합니다. 반복자는 TCP 및 UDP 소켓에 사용될 수 있으며, 이를 통해 BPF 프로그램은 열린 소켓 목록을 반복하고 그 목록에서 필요한 정보를 추출할 수 있습니다.
  • 커널이 들어오는 연결에 적합한 청취 소켓을 검색할 때 시작되는 새로운 유형의 BPF 프로그램 BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP을 추가했습니다. 이와 같은 BPF 프로그램을 사용하면 바인딩() 시스템 호출에 의해 제한되지 않고 연결이 어떤 소켓과 연결되어야 하는지 결정하는 핸들러를 만들 수 있습니다. 예를 들어 단일 소켓을 다양한 주소 또는 포트와 연결할 수 있습니다. 또한 SO_KEEPALIVE 플래그에 대한 지원이 bpf_setsockopt()에 추가되었으며 소켓이 해제될 때 호출되는 BPF_CGROUP_INET_SOCK_RELEASE 핸들러를 설치하는 기능이 구현되었습니다.
  • 프로토콜 지원 구현 PRP (Parallel Redundancy Protocol)은 네트워크 구성 요소에 오류가 발생하는 경우 애플리케이션에 투명하게 백업 채널로 이더넷 기반 전환을 허용합니다.
  • 스택 mac80211 추가 액세스 포인트 모드에서 2단계 WPA/WPAXNUMX-PSK 채널 협상을 지원합니다.
  • 기본적으로 FQ-PIE(Flow Queue PIE) 네트워크 대기열 관리 알고리즘을 사용하도록 qdisc(큐 규칙) 스케줄러를 전환하는 기능을 추가했습니다. 이는 네트워크에서 에지 네트워크 장비(버퍼블로트)에 대한 중간 패킷 버퍼링의 부정적인 영향을 줄이는 것을 목표로 합니다. 케이블 모뎀.
  • 서로 다른 IP 주소와 연결된 서로 다른 네트워크 인터페이스를 통해 여러 경로를 따라 동시에 패킷을 전달하는 TCP 연결 작업을 구성하기 위한 TCP 프로토콜의 확장인 MPTCP(MultiPath TCP)에 새로운 기능이 추가되었습니다. setockopt에 syn 쿠키, DATA_FIN, 버퍼 자동 조정, 소켓 진단, REUSEADDR, REUSEPORT 및 V6ONLY 플래그에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • 하나의 시스템에서 여러 라우팅 도메인의 운영을 구성할 수 있는 가상 라우팅 테이블 VRF(Virtual Routing and Forwarding)의 경우 "엄격한" 모드가 구현되었습니다. 이 모드에서는 가상 테이블은 다른 가상 테이블에서 사용되지 않는 라우팅 테이블에만 연결할 수 있습니다.
  • 무선 드라이버는 ath11k입니다. 추가 6GHz 주파수를 지원하고 스펙트럼 스캐닝.
• Оборудование
  • Peking University의 마이크로프로세서 센터에서 개발되고 2011년 Linux 커널에 포함된 UniCore 아키텍처를 지원하기 위해 코드를 제거했습니다. 이 아키텍처는 2014년부터 유지 관리되지 않았으며 GCC에서 지원되지 않습니다.
  • RISC-V 아키텍처에 대한 지원이 구현되었습니다. kcov (커널 코드 범위 분석을 위한 debugfs 인터페이스), kmemleak(메모리 누수 감지 시스템), 스택 보호, 점프 표시 및 틱 없는 작업(타이머 신호와 무관한 멀티태스킹).
  • PowerPC 아키텍처의 경우 스핀록 대기열에 대한 지원이 구현되어 잠금 충돌 상황에서 성능이 크게 향상되었습니다.
  • ARM 및 ARM64 아키텍처의 경우 프로세서 주파수 조절 메커니즘이 기본적으로 활성화됩니다. 스케줄 유틸리티 (cpufreq 거버너)는 작업 스케줄러의 정보를 직접 사용하여 주파수 변경에 대한 결정을 내리고, 즉시 cpufreq 드라이버에 액세스하여 주파수를 빠르게 변경하고, CPU 작동 매개변수를 현재 부하에 맞게 즉시 조정할 수 있습니다.
  • Intel 그래픽 카드용 i915 DRM 드라이버에는 마이크로아키텍처 기반 칩에 대한 지원이 포함되어 있습니다. 로켓 호수 개별 카드에 대한 초기 지원을 추가했습니다. 인텔 Xe DG1.
  • Amdgpu 드라이버에 AMD GPU에 대한 초기 지원이 추가되었습니다. 나비 21 (해군 가자미) 및 나비 22 (시에나 시클리드). Southern Islands GPU(Radeon HD 7000)용 UVD/VCE 비디오 인코딩 및 디코딩 가속 엔진에 대한 지원이 추가되었습니다.
    디스플레이를 90도, 180도 또는 270도 회전하는 속성을 추가했습니다.

    흥미롭게도 AMD GPU용 드라이버는 이 커널에서 가장 큰 드라이버 - 약 2.71만 줄의 코드가 있으며 이는 전체 커널 크기(10만 줄)의 약 27.81%에 해당합니다. 동시에 GPU 레지스터용 데이터가 포함된 자동 생성 헤더 파일이 1.79만 라인을 차지하며 C 코드는 366라인입니다(비교를 위해 Intel i915 드라이버에는 209라인, Nouveau는 149라인이 포함되어 있음).

  • 인 누보 드라이버 추가 다음을 사용하여 프레임별 무결성 검사 지원 CRC (Cyclic Redundancy Checks) NVIDIA GPU 디스플레이 엔진. 구현은 NVIDIA에서 제공한 문서를 기반으로 합니다.
  • LCD 패널용 드라이버가 추가되었습니다: Frida FRD350H54004, KOE TX26D202VM0BWA, CDTech S070PWS19HP-FC21, CDTech S070SWV29HG-DC44, Tianma TM070JVHG33 및 Xingbangda XBD599.
  • ALSA 오디오 하위 시스템은 다음을 지원합니다. 인텔 사일런트 스트림 (재생 시작 시 지연을 제거하기 위한 외부 HDMI 장치에 대한 연속 전원 모드) 및 새 장치 마이크 활성화 및 음소거 버튼의 조명을 제어하고 컨트롤러를 포함한 새로운 장비에 대한 지원도 추가했습니다. 룽슨 7A1000.
  • ARM 보드, 장치 및 플랫폼에 대한 지원 추가: Pine64 PinePhone v1.2, Lenovo IdeaPad Duet 10.1, ASUS Google Nexus 7, Acer Iconia Tab A500, Qualcomm Snapdragon SDM630(Sony Xperia 10, 10 Plus, XA2, XA2 Plus 및 XA2에 사용됨) Ultra), Jetson Xavier NX, Amlogic WeTek Core2, Aspeed EthanolX, NXP i.MX6, MikroTik RouterBoard 3011, Xiaomi Libra, Microsoft Lumia 950, Sony Xperia Z5, MStar, Microchip Sparx5, Intel Keem Bay, Amazon Alpine 기반의 새로운 보드 3개 v2, 르네사스 RZ/GXNUMXH.

동시에 라틴 아메리카 자유 소프트웨어 재단(Latin American Free Software Foundation) 형성된
вариант 완전 무료 커널 5.9 - Linux-libre 5.9-gnu, 제조업체가 범위를 제한하는 비자유 구성 요소 또는 코드 섹션을 포함하는 펌웨어 및 드라이버 요소를 제거합니다. 새 릴리스에서는 WiFi rtw8821c 및 SoC MediaTek mt8183용 드라이버에서 Blob 로드를 비활성화합니다. Habanalabs, Wilc1000, amdgpu, mt7615, i915 CSR, Mellanox mlxsw(Spectrum3), r8169(rtl8125b-2) 및 x86 터치스크린 드라이버 및 하위 시스템의 Blob 정리 코드가 업데이트되었습니다.

출처 : opennet.ru