Linux 6.0 커널 릴리스

두 달 간의 개발 끝에 Linus Torvalds는 Linux 6.0 커널 출시를 발표했습니다. 버전 번호를 크게 변경한 것은 미학적 이유이며, 시리즈에서 많은 문제가 누적되는 불편함을 해소하기 위한 형식적인 조치입니다. (리누스는 지점 번호를 변경한 이유가 손가락이 부족해서일 가능성이 높다고 농담했습니다. 버전 번호를 계산하기 위한 발가락). 가장 주목할만한 변경 사항으로는 XFS의 비동기 버퍼링 쓰기 지원, ublk 블록 드라이버, 작업 스케줄러 최적화, 커널의 올바른 작동을 확인하는 메커니즘, ARIA 블록 암호 지원 등이 있습니다.

커널 6.0의 주요 혁신:

• 디스크 하위 시스템, I/O 및 파일 시스템
  • XFS 파일 시스템에는 io_uring 메커니즘을 사용하여 비동기 버퍼링된 쓰기에 대한 지원이 추가되었습니다. fio 도구(스레드 1개, 4kB 블록 크기, 600초, 순차 쓰기)를 사용하여 수행한 성능 테스트에서는 IOPS(초당 입출력 작업)가 77k에서 209k로, 데이터 전송 속도가 314MB/s에서 854MB/s로 증가한 것으로 나타났습니다. 지연 시간이 9600ns에서 120ns(80배)로 감소했습니다.
  • Btrfs 파일 시스템은 추가 메타데이터에 대한 지원을 구현하고 더 큰 블록(64K 이상)으로 데이터를 전송하며 압축 형식으로 범위를 전송하는 "send" 명령에 대한 프로토콜의 두 번째 버전을 구현합니다. 최대 3개 섹터를 동시에 읽을 수 있어 직접 읽기 작업 성능이 크게 향상되었습니다(최대 256배). 지연된 요소에 대해 예약된 메타데이터를 줄여 잠금 경합을 줄이고 메타데이터 확인 속도를 높였습니다.
  • 슈퍼블록에 저장된 UUID를 검색하거나 설정하기 위해 새로운 ioctl 작업 EXT4_IOC_GETFSUUID 및 EXT4_IC_SETFSUUID가 ext4 파일 시스템에 추가되었습니다.
  • F2FS 파일 시스템은 RAM 용량이 적은 장치의 작업을 최적화하고 성능 저하를 감수하면서 메모리 소비를 줄일 수 있는 저메모리 소비 모드를 제공합니다.
  • NVMe 드라이브 인증에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • NFSv4 서버는 활성 클라이언트 수에 대한 제한을 구현합니다. 이는 시스템의 각 GB RAM에 대해 1024개의 유효한 클라이언트로 설정됩니다.
  • CIFS 클라이언트 구현으로 다중 채널 전송 모드의 성능이 향상되었습니다.
  • 특정 이벤트를 무시하기 위해 fanotify FS의 이벤트 추적 하위 시스템에 새로운 플래그 FAN_MARK_IGNORE가 추가되었습니다.
  • Overlayfs FS에서 사용자 ID 매핑을 사용하여 FS 위에 마운트하면 POSIX 호환 액세스 제어 목록에 대한 올바른 지원이 제공됩니다.
  • 특정 로직을 사용자 공간의 백그라운드 프로세스 측면으로 이동하고 io_uring 하위 시스템을 사용하는 ublk 블록 드라이버를 추가했습니다.
• 메모리 및 시스템 서비스
  • DAMON(Data Access MONitor) 하위 시스템에 새로운 기능이 추가되어 사용자 공간에서 RAM에 대한 프로세스 액세스를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 메모리 관리에도 영향을 줄 수 있습니다. 특히, 특정 메모리 페이지의 우선순위를 높이기 위해 LRU(Least Recent Used) 목록을 재그룹화하는 새로운 모듈 "LRU_SORT"가 제안되었습니다.
  • 새로운 메모리 영역을 생성하는 기능은 CPU와 메모리 장치 간의 고속 상호 작용을 구성하는 데 사용되는 CXL(Compute Express Link) 버스의 기능을 사용하여 구현되었습니다. CXL을 사용하면 외부 메모리 장치에서 제공하는 새 메모리 영역을 연결하고 이를 추가 물리적 주소 공간 리소스로 사용하여 시스템의 DDR(Random Access Memory) 또는 PMEM(영구 메모리)을 확장할 수 있습니다.
  • 일부 칩셋의 하드웨어 문제를 해결하기 위해 20년 전에 추가된 코드로 인해 발생한 AMD Zen 프로세서의 성능 문제가 해결되었습니다(칩셋이 유휴 상태로 들어갈 시간을 갖도록 프로세서 속도를 늦추기 위해 추가 WAIT 명령이 추가되었습니다). 이러한 변경으로 인해 유휴 상태와 사용 중 상태가 자주 바뀌는 작업 부하에서 성능이 저하되었습니다. 예를 들어 해결 방법을 비활성화한 후 평균 tbench 테스트 점수는 32191MB/s에서 33805MB/s로 증가했습니다.
  • 경험적 방법이 포함된 코드가 작업 스케줄러에서 제거되어 예상되는 에너지 소비 증가를 고려하여 부하가 가장 적은 CPU로 프로세스를 마이그레이션할 수 있습니다. 개발자들은 휴리스틱이 충분히 유용하지 않으며 마이그레이션으로 인해 잠재적으로 전력 소비가 낮아질 수 있는 경우(예: 대상 CPU가 더 낮은 전력 계층에 있는 경우)마다 추가 평가 없이 휴리스틱을 제거하고 프로세스를 마이그레이션하는 것이 더 쉽다고 결론지었습니다. 휴리스틱을 비활성화하면 집중적인 작업을 수행할 때 전력 소비가 감소했습니다. 예를 들어 비디오 디코딩 테스트에서 전력 소비가 5.6% 감소했습니다.
  • 대규모 시스템의 CPU 코어 전반에 걸친 작업 분배가 최적화되어 특정 유형의 작업 부하에 대한 성능이 향상되었습니다.
  • io_uring 비동기 I/O 인터페이스는 새로운 플래그 IORING_RECV_MULTISHOT를 제공합니다. 이를 통해 Recv() 시스템 호출과 함께 멀티샷 모드를 사용하여 동일한 네트워크 소켓에서 동시에 여러 읽기 작업을 수행할 수 있습니다. io_uring은 중간 버퍼링(제로 복사) 없이 네트워크 전송도 지원합니다.
  • uprobe에 연결된 BPF 프로그램을 절전 상태로 전환하는 기능을 구현했습니다. BPF는 또한 커널 기호 테이블 작업을 위한 새로운 반복자 ksym을 추가합니다.
  • UEFI 부팅 변수에 액세스하기 위한 sysfs의 오래된 "efivars" 인터페이스가 제거되었습니다(efivarfs 가상 FS는 이제 EFI 데이터에 액세스하는 데 보편적으로 사용됩니다).
  • perf 유틸리티에는 잠금 충돌과 프로세서가 커널 구성 요소를 실행하는 데 소요된 시간을 분석하기 위한 새로운 보고서가 있습니다.
  • CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_PERFORMANCE_O3 설정이 제거되어 "-O3" 최적화 모드에서 커널을 빌드할 수 있게 되었습니다. 최적화 모드를 사용한 실험은 어셈블리 중에 플래그를 전달하여 수행할 수 있으며("make KCFLAGS=-O3") Kconfig에 설정을 추가하려면 반복 가능한 성능 프로파일링이 필요합니다. 이는 "-O3" 모드에서 사용되는 루프 언롤링이 다음을 제공한다는 것을 보여줍니다. "-O2" 최적화 수준에 비해 이점이 있습니다.
  • 개별 "메모리 축소기"(메모리가 부족할 때 호출되는 핸들러와 메모리 소비를 줄이기 위해 커널 데이터 구조를 패킹하는 핸들러)의 작동에 대한 정보를 얻기 위해 debugfs 인터페이스가 추가되었습니다.
  • OpenRISC 및 LoongArch 아키텍처의 경우 PCI 버스에 대한 지원이 구현됩니다.
  • RISC-V 아키텍처의 경우 캐시 일관성이 없는 DMA가 있는 장치를 관리하기 위해 "Zicbom" 확장이 구현되었습니다.
• 가상화 및 보안
  • 오류 없음을 보장하는 신뢰성이 높은 시스템에서 올바른 작동을 확인하기 위해 RV(런타임 검증) 검증 메커니즘이 추가되었습니다. 확인은 시스템의 예상 동작을 정의하는 기계의 사전 결정된 참조 결정적 모델에 대해 실제 실행 진행 상황을 확인하는 추적 지점에 핸들러를 연결하여 런타임에 수행됩니다. 런타임 시 모델을 통한 검증은 중요한 시스템에서 실행의 정확성을 확인하기 위한 보다 가볍고 구현하기 쉬운 방법으로 자리잡고 있으며 기존의 신뢰성 검증 방법을 보완합니다. RV의 장점 중에는 모델링 언어로 전체 시스템을 별도로 구현하지 않고도 엄격한 검증이 가능하고, 예상치 못한 사건에 유연하게 대응할 수 있다는 점 등이 있다.
  • Intel SGX2(Software Guard eXtensions) 기술을 기반으로 엔클레이브를 관리하기 위한 통합 커널 구성 요소를 사용하면 애플리케이션이 시스템의 나머지 부분이 액세스를 제한하는 격리된 암호화된 메모리 영역에서 코드를 실행할 수 있습니다. Intel SGX2 기술은 Intel Ice Lake 및 Gemini Lake 칩에서 지원되며 엔클레이브의 동적 메모리 관리에 대한 추가 지침이 Intel SGX1과 다릅니다.
  • x86 아키텍처의 경우 부트로더 설정을 통해 의사 난수 생성기의 시드를 전송하는 기능이 구현되었습니다.
  • 이제 SafeSetID LSM 모듈에는 setgroups() 호출을 통해 이루어진 변경 사항을 관리하는 기능이 있습니다. SafeSetID를 사용하면 시스템 서비스에서 권한 상승(CAP_SETUID)이나 루트 권한 획득 없이 사용자를 안전하게 관리할 수 있습니다.
  • ARIA 블록 암호화에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • BPF 기반 보안 관리 모듈은 개별 프로세스 및 프로세스 그룹(cgroup)에 핸들러를 연결하는 기능을 제공합니다.
  • vCPU 활동 모니터링을 기반으로 게스트 시스템의 정지를 감지하기 위해 감시 구현 메커니즘이 추가되었습니다.
• 네트워크 하위 시스템
  • SYN 쿠키를 생성하고 확인하는 핸들러가 BPF 하위 시스템에 추가되었습니다. 또한 연결 상태에 액세스하고 변경하기 위한 함수 세트(kfunc)도 추가되었습니다.
  • 무선 스택에는 WiFi 7 사양에 정의된 MLO(Multi-Link Operation) 메커니즘에 대한 지원이 추가되어 장치가 서로 다른 주파수 대역과 채널을 사용하여 동시에 데이터를 수신하고 전송할 수 있습니다. 예를 들어, 여러 통신 채널을 동시에 설정할 수 있습니다. 클라이언트 장치에 대한 액세스 포인트.
  • 커널에 내장된 TLS 프로토콜의 성능이 향상되었습니다.
  • 사용자 공간 구성 요소가 시작되기 전 부팅 프로세스 초기에 호스트 이름을 설정할 수 있도록 커널 명령줄 옵션 "hostname="을 추가했습니다.
• Оборудование
  • i915(Intel) 드라이버는 Intel Arc(DG2/Alchemist) A750 및 A770 개별 비디오 카드에 대한 지원을 제공합니다. Intel Ponte Vecchio(Xe-HPC) 및 Meteor Lake GPU에 대한 지원의 초기 구현이 제안되었습니다. Intel Raptor Lake 플랫폼을 지원하는 작업이 계속 진행되고 있습니다.
  • amdgpu 드라이버는 AMD RDNA3(RX 7000) 및 CDNA(Instinct) 플랫폼에 대한 지원을 계속 제공합니다.
  • Nouveau 드라이버는 NVIDIA nv50 GPU 디스플레이 엔진에 대한 지원 코드를 재작업했습니다.
  • LogiCVC 화면에 새로운 logicvc DRM 드라이버가 추가되었습니다.
  • v3d 드라이버(Broadcom Video Core GPU용)는 Raspberry Pi 4 보드를 지원합니다.
  • msm 드라이버에 Qualcomm Adreno 619 GPU에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Panfrost 드라이버에 ARM Mali Valhall GPU에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Lenovo ThinkPad X8s 노트북에 사용되는 Qualcomm Snapdragon 3cx Gen13 프로세서에 대한 초기 지원이 추가되었습니다.
  • AMD Raphael(Ryzen 7000), AMD Jadeite, Intel Meteor Lake 및 Mediatek MT8186 플랫폼용 사운드 드라이버가 추가되었습니다.
  • Intel Habana Gaudi 2 기계 학습 가속기에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • ARM SoC Allwinner H616, NXP i.MX93, Sunplus SP7021, Nuvoton NPCM8XX, Marvell Prestera 98DX2530, Google Chameleon v3에 대한 지원이 추가되었습니다.

동시에 라틴 아메리카 자유 소프트웨어 재단은 완전 무료 커널 6.0 버전인 Linux-libre 6.0-gnu를 만들었습니다. 이 버전에는 비자유 구성 요소나 코드 섹션이 포함된 펌웨어 및 드라이버 요소가 제거되어 있으며 그 범위는 다음과 같습니다. 제조업체에 의해 제한됩니다. 새 릴리스에서는 CS35L41 HD 오디오 드라이버 및 STM32G0 마이크로컨트롤러용 UCSI 드라이버에서 Blob 사용을 비활성화합니다. Qualcomm 및 MediaTek 칩용 DTS 파일이 정리되었습니다. MediaTek MT76 드라이버의 Blob 비활성화가 재작업되었습니다. AMDGPU, Adreno, Tegra VIC, Netronome NFP 및 Habanalabs Gaudi2 드라이버 및 하위 시스템의 얼룩 정리 코드가 업데이트되었습니다. 커널에서 제거된 VXGE 드라이버 청소를 중지했습니다.

출처 : opennet.ru