Linux 6.1 커널 릴리스

두 달간의 개발 끝에 Linus Torvalds는 Linux 6.1 커널 출시를 발표했습니다. 가장 주목할만한 변경 사항 중 하나는 Rust 언어의 드라이버 및 모듈 개발 지원, 사용된 메모리 페이지를 결정하는 메커니즘의 현대화, BPF 프로그램용 특수 메모리 관리자, 메모리 문제 진단 시스템 KMSAN, KCFI(Kernelk Control)입니다. -흐름 무결성) 보호 메커니즘, 메이플 구조 트리 도입.

새 버전에는 15115명의 개발자가 수정한 2139개의 수정 사항이 포함되어 있으며, 패치 크기는 51MB로 커널 2 및 6.0의 패치 크기보다 약 5.19배 작습니다. 변경 사항은 13165개 파일에 영향을 미치고, 716247줄의 코드가 추가되었으며, 304560줄이 삭제되었습니다. 45에 도입된 모든 변경 사항의 약 6.1%는 장치 드라이버와 관련이 있고, 약 14%는 하드웨어 아키텍처 관련 코드 업데이트와 관련이 있으며, 14%는 네트워크 스택과 관련이 있고, 3%는 파일 시스템과 관련이 있으며, 3%는 내부 커널 하위 시스템과 관련이 있습니다.

커널 6.1의 주요 혁신:

• 메모리 및 시스템 서비스
  • 드라이버 및 커널 모듈 개발을 위한 두 번째 언어로 Rust를 사용하는 기능이 추가되었습니다. Rust를 지원하는 주된 이유는 메모리 작업 시 오류가 발생할 가능성을 줄여 안전한 고품질 장치 드라이버를 더 쉽게 작성할 수 있도록 하는 것입니다. Rust 지원은 기본적으로 비활성화되어 있으며 Rust가 필수 커널 빌드 종속성으로 포함되지 않습니다. 커널은 지금까지 40줄에서 13줄의 코드로 축소된 최소한의 간단한 패치 버전을 채택했으며 Rust 언어로 작성된 간단한 커널 모듈을 구축하는 데 필요한 최소한의 것만 제공합니다. 앞으로는 Rust-for-Linux 브랜치의 다른 변경 사항을 이전하여 기존 기능을 점차적으로 늘릴 계획입니다. 동시에 제안된 인프라를 사용하여 Rust 언어로 NVMe 드라이브, 9p 네트워크 프로토콜 및 Apple M1 GPU용 드라이버를 개발하는 프로젝트가 개발되고 있습니다.
  • EFI가 포함된 AArch64, RISC-V 및 LoongArch 아키텍처 기반 시스템의 경우 압축된 커널 이미지를 직접 로드하는 기능이 구현되었습니다. EFI zboot에서 직접 호출되는 커널 이미지 로드, 실행 및 언로드를 위한 핸들러가 추가되었습니다. EFI 프로토콜 데이터베이스에서 프로토콜을 설치하고 삭제하기 위한 처리기도 추가되었습니다. 이전에는 압축 풀기가 별도의 부트로더에 의해 수행되었지만 이제는 커널 자체의 핸들러에 의해 수행될 수 있습니다. 커널 이미지는 EFI 응용 프로그램으로 구성됩니다.
  • 이 구성에는 다양한 성능 특성을 가진 메모리 뱅크를 분리할 수 있는 다중 레벨 메모리 관리 모델 구현이 포함된 패치의 일부가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 가장 많이 사용되는 페이지는 가장 빠른 메모리에 저장되고 가장 드물게 사용되는 페이지는 상대적으로 느린 메모리에 저장될 수 있습니다. 커널 6.1은 많이 사용되는 페이지가 빠른 메모리로 승격될 수 있도록 느린 메모리에 있는 위치를 결정하는 메커니즘을 도입하고 메모리 계층 및 상대적 성능에 대한 일반적인 개념도 소개합니다.
  • 여기에는 실제로 사용 중인 메모리 페이지와 푸시할 수 있는 메모리 페이지를 더 잘 결정하는 다단계 구조로 두 개의 대기열을 기반으로 하는 기존 LRU(Least Recent Used) 구현을 대체하는 MGLRU(Multi-Generational LRU) 메커니즘이 포함되어 있습니다. 스왑 파티션.
  • Oracle 엔지니어가 제안한 "메이플 트리" 데이터 구조에 대한 지원이 추가되었습니다. 이는 "레드-블랙 트리" 구조를 더욱 효과적으로 대체할 수 있는 구조입니다. 메이플 트리는 범위 인덱싱을 지원하고 최신 프로세서의 캐시를 효율적으로 사용하도록 설계된 B-트리의 변형입니다. 일부 메모리 관리 하위 시스템은 이미 단풍나무로 이전되어 성능에 긍정적인 영향을 미쳤습니다. 미래에는 단풍나무를 사용하여 범위 잠금을 구현할 수 있습니다.
  • crash_kexec() 호출을 통해 긴급 종료를 시작하도록 특별히 설계된 "파괴적인" BPF 프로그램을 생성하는 기능이 BPF 하위 시스템에 추가되었습니다. 이러한 BPF 프로그램은 특정 시점에 크래시 덤프 생성을 시작하기 위한 디버깅 목적으로 필요할 수 있습니다. BPF 프로그램을 로드할 때 파괴적인 작업에 액세스하려면 BPF_F_DESTRUCTIVE 플래그를 지정하고 sysctl kernel.destructive_bpf_enabled를 활성화하고 CAP_SYS_BOOT 권한이 있어야 합니다.
  • BPF 프로그램의 경우 cgroup 요소를 열거하는 것은 물론 특정 스레드나 작업의 리소스(파일, vma, 프로세스 등)를 열거하는 것도 가능합니다. 사용자 링 버퍼를 생성하기 위해 새로운 맵 유형이 구현되었습니다.
  • 표준 kmalloc()보다 BPF 컨텍스트에서 더 안전한 메모리 할당을 제공하는 BPF 프로그램(메모리 할당자)에 메모리 할당을 위한 특수 호출을 추가했습니다.
  • 변경 사항의 첫 번째 부분이 통합되어 BPF 프로그램 형태로 구현된 HID(Human Interface Device) 인터페이스를 사용하여 입력 장치용 드라이버를 생성하는 기능을 제공합니다.
  • 커널은 릴리스 5.1에서 더 이상 사용되지 않으며 버전 5.18 및 5.19 이후 주요 아키텍처에서 비활성화된 a.out 실행 파일 형식을 지원하기 위해 코드를 완전히 제거했습니다. a.out 형식은 오랫동안 Linux 시스템에서 더 이상 사용되지 않으며 기본 Linux 구성의 최신 도구에서는 a.out 파일 생성이 지원되지 않습니다. a.out 파일용 로더는 전적으로 사용자 공간에서 구현될 수 있습니다.
  • Loongson 3 5000 프로세서에 사용되는 LoongArch 명령어 세트 아키텍처를 기반으로 하고 MIPS 및 RISC-V와 유사한 새로운 RISC ISA를 구현하는 시스템의 경우 성능 측정 이벤트(perf 이벤트), kexec, kdump 및 BPF JIT 컴파일에 대한 지원이 구현됩니다. .
  • io_uring 비동기 I/O 인터페이스는 애플리케이션 요청이 있을 때까지 링 버퍼 관련 작업을 일시적으로 연기할 수 있는 새로운 모드인 IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN을 제공하며, 이를 통해 일괄 작업을 수행하고 선점으로 인한 대기 시간 문제를 방지할 수 있습니다. 잘못된 시간.
  • 사용자 공간의 프로세스에는 일반 메모리 페이지 범위를 대규모 메모리 페이지 세트(Transparent Huge-Pages)로 변환하는 기능이 제공됩니다.
  • FS의 액세스 권한을 사용하여 userfaultfd() 시스템 호출의 기능에 액세스할 수 있도록 하는 /dev/userfaultfd 장치의 구현이 추가되었습니다. userfaultfd 기능을 사용하면 사용자 공간에서 할당되지 않은 메모리 페이지(페이지 폴트)에 액세스하기 위한 핸들러를 생성할 수 있습니다.
  • GNU Make 유틸리티 버전에 대한 요구 사항이 증가했습니다. 이제 커널을 빌드하려면 버전 3.82 이상이 필요합니다.
• 디스크 하위 시스템, I/O 및 파일 시스템
  • Btrfs 파일 시스템의 성능이 대폭 최적화되었으며, 무엇보다도 FIEMAP ioctl 호출의 성능이 몇 배나 향상되었습니다. io_uring을 사용하는 애플리케이션에 대한 비동기 버퍼 쓰기에 대한 지원이 추가되었습니다. "보내기" 작업에 fs-verity로 보호된 파일에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • ext4 파일 시스템에는 저널 유지 관리 및 읽기 전용 작업과 관련된 성능 최적화가 추가되었습니다.
  • 읽기 전용 모드로 액세스할 수 있는 파티션에서 사용하도록 설계된 EROFS(Enhanced Read-Only File System) 파일 시스템은 다른 파일 시스템에 중복된 데이터를 공유하는 기능을 구현합니다.
  • 파일에 직접 I/O를 적용할 수 있는지 여부에 대한 정보를 표시하기 위해 statx() 시스템 호출이 추가되었습니다.
  • O_TMPFILE 플래그를 사용한 임시 파일 생성 지원이 FUSE(사용자 공간의 파일 시스템) 하위 시스템에 추가되었습니다.
• 가상화 및 보안
  • CFI(제어 흐름 무결성) 보호 메커니즘의 구현이 대체되었으며, 잠재적으로 정상적인 실행 순서(제어 흐름)를 위반할 수 있는 정의되지 않은 동작의 일부 형태를 감지하기 위해 함수를 간접적으로 호출하기 전에 검사를 추가했습니다. 메모리에 저장된 함수에 대한 포인터를 변경하는 공격을 사용한 결과입니다. LLVM 프로젝트의 CFI 표준 구현은 Clang 사용을 기반으로 하는 옵션으로 대체되었지만 특히 하위 수준 하위 시스템 및 운영 체제 커널을 보호하도록 조정되었습니다. LLVM에서는 Clang 16 릴리스에서 새로운 구현이 제공되며 "-fsanitize=kcfi" 옵션을 통해 활성화됩니다. 새로운 구현과의 주요 차이점은 LTO(링크 시간 최적화)에 연결되지 않으며 함수 포인터가 점프 테이블의 링크로 대체되지 않는다는 것입니다.
  • LSM 모듈(Linux 보안 모듈)의 경우 네임스페이스 생성 작업을 가로채는 핸들러를 생성할 수 있습니다.
  • BPF 프로그램에서 PKCS#7 디지털 서명을 확인하기 위한 도구가 제공됩니다.
  • 커널 5.6에서 실수로 제거되었던 비차단 모드(O_NONBLOCK)로 여는 기능이 /dev/random에 반환되었습니다.
  • x86 아키텍처를 사용하는 시스템에서 실행과 쓰기를 동시에 허용하는 커널 하위 시스템으로 메모리 페이지를 매핑하는 경우 경고가 추가되었습니다. 향후에는 이러한 메모리 매핑을 전면 금지하는 방안도 검토 중이다.
  • 커널에서 초기화되지 않은 메모리 사용량뿐만 아니라 사용자 공간과 장치 간의 초기화되지 않은 메모리 누수를 감지하기 위해 KMSAN(Kernel Memory Sanitizer) 디버깅 메커니즘이 추가되었습니다.
  • getrandom 호출에 사용되는 암호화 보안 CRNG 의사 난수 생성기가 개선되었습니다. 변경 사항은 VPN WireGuard의 작성자인 Jason A. Donenfeld가 준비했으며 의사 난수 정수 추출의 보안을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
• 네트워크 하위 시스템
  • TCP 스택은 각 네임스페이스에 대해 별도로 소켓 해시 테이블을 사용하는 기능(기본적으로 비활성화됨)을 제공하므로 네임스페이스 수가 많은 시스템의 성능이 향상됩니다.
  • 레거시 DECnet 프로토콜을 지원하는 코드가 제거되었습니다. DECnet을 사용하는 애플리케이션을 컴파일할 수 있도록 사용자 공간 API 스텁이 그대로 남아 있지만 이러한 애플리케이션은 네트워크에 연결할 수 없습니다.
  • netlink 프로토콜이 문서화되어 있습니다.
• Оборудование
  • amdgpu 드라이버는 매우 높은 해상도를 지원하는 화면과 정보를 교환할 때 무손실 데이터 압축을 위해 DSC(디스플레이 스트림 압축) 전달에 대한 지원을 추가했습니다. AMD RDNA3(RX 7000) 및 CDNA(Instinct) 플랫폼에 대한 지원을 계속해서 제공하고 있습니다. DCN 3.2, SMU 13.x, NBIO 7.7, GC 11.x, PSP 13.x, SDMA 6.x 및 GMC 11.x IP 구성 요소에 대한 지원이 추가되었습니다. amdkfd 드라이버(Polaris와 같은 개별 AMD GPU용)는 GFX 11.0.3에 대한 지원을 제공합니다.
  • i915(Intel) 드라이버에는 Meteor Lake GPU에 대한 지원이 포함되어 있습니다. Meteor Lake 및 최신 GPU는 DP 2.0(DisplayPort) 인터페이스를 지원합니다. Alder Lake S 마이크로아키텍처를 기반으로 비디오 카드에 대한 식별자를 추가했습니다.
  • Apple Silicon, Intel SkyLake 및 Intel KabyLake 프로세서에 구현된 오디오 하위 시스템에 대한 지원이 추가되었습니다. CS35L41 HDA 오디오 드라이버는 절전 모드를 지원합니다. 통합 오디오 칩 Apple Silicon, AMD Rembrant DSP, AMD Pink Sardine ACP 6.2, Everest ES8326, Intel Sky Lake 및 Kaby Lake, Mediatek MT8186, NXP i.MX8ULP DSP, Qualcomm SC8280XP, SM8250에 대한 ASoC(ALSA System on Chip) 지원이 추가되었습니다. SM8450 및 텍사스 인스트루먼트 SRC4392
  • LCD 패널에 대한 지원 추가 Samsung LTL101AL01, B120XAN01.0, R140NWF5 RH, Densitron DMT028VGHMCMI-1A TFT, AUO B133UAN02.1, IVO M133NW4J-R3, Innolux N120ACA-EA1, AUO B116XAK01.6, BOE NT116WH M-N21 ​​, INX N116BCA- EA2 , INX N116BCN-EA1, 멀티이노 기술 MI0800FT-9.
  • Baikal-T1 SoC에 사용되는 AHCI SATA 컨트롤러에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Bluetooth 칩 MediaTek MT7921, Intel Magnetor(CNVi, 통합 연결), Realtek RTL8852C, RTW8852AE 및 RTL8761BUV(Edimax BT-8500)에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Qualcomm 무선 모듈용 ath11k 드라이버에는 160MHz 범위의 스펙트럼 스캐닝에 대한 지원이 추가되었고, 멀티 스레드 NAPI가 구현되었으며, Qualcomm WCN6750 Wi-Fi 칩에 대한 지원이 향상되었습니다.
  • PinePhone 키보드, InterTouch 터치패드(ThinkPad P1 G3), X-Box Adaptive Controller, PhoenixRC Flight Controller, VRC-2 자동차 컨트롤러, DualSense Edge Controller, IBM Operation Panel, XBOX One Elite 리모컨, 태블릿 XP-PEN Deco Pro S용 드라이버 추가 및 Intuos Pro Small(PTH-460).
  • Aspeed HACE(해시 및 암호화 엔진) 암호화 가속기용 드라이버가 추가되었습니다.
  • 통합 Thunderbolt/USB4 Intel Meteor Lake 컨트롤러에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • Sony Xperia 1 IV, Samsung Galaxy E5, E7 및 Grand Max, Pine64 Pinephone Pro 스마트폰에 대한 지원이 추가되었습니다.
  • ARM SoC 및 보드에 대한 지원 추가: AMD DaytonaX, Mediatek MT8186, Rockchips RK3399 및 RK3566, TI AM62A, NXP i.MX8DXL, Renesas R-Car H3Ne-1.7G, Qualcomm IPQ8064-v2.0, IPQ8062, IPQ8065, Kontron SL/ BL i.MX8MM OSM-S, MT8195(Acer Tomato), Radxa ROCK 4C+, NanoPi R4S Enterprise Edition, JetHome JetHub D1p. SoC Samsung, Mediatek, Renesas, Tegra, Qualcomm, Broadcom 및 NXP용 드라이버가 업데이트되었습니다.

동시에 라틴 아메리카 자유 소프트웨어 재단은 완전 무료 커널 6.1 버전인 Linux-libre 6.1-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 AArch8852 아키텍처 기반 프로세서를 사용하여 다양한 Qualcomm 및 MediaTek SoC에 대한 새로운 rtw64b 드라이버 및 DTS 파일을 정리합니다. 드라이버 및 하위 시스템 amdgpu, i915, brcmfmac, r8188eu, rtw8852c, Intel ACPI의 Blob 정리 코드가 업데이트되었습니다. 오래된 드라이버 tm6000 TV 카드, cpia2 v4l, sp8870, av7110 청소가 수정되었습니다.

출처 : opennet.ru