Издание на кернелот Linux 5.11

По два месеци развој, Линус Торвалдс го претстави објавувањето на кернелот Линукс 5.11. Меѓу најзначајните промени: поддршка за Intel SGX енклави, нов механизам за пресретнување системски повици, виртуелна помошна магистрала, забрана за составување модули без MODULE_LICENSE(), режим на брзо филтрирање за системски повици во seccomp, прекин на поддршката за Архитектура ia64, трансфер на WiMAX технологија во гранката „стајинг“, можност за енкапсулирање на SCTP во UDP.

Новата верзија вклучува 15480 поправки од 1991 програмери, големината на закрпата е 72 MB (промените влијаеја на 12090 датотеки, додадени се 868025 линии код, избришани се 261456 линии). Околу 46% од сите промени воведени во 5.11 се поврзани со двигатели на уреди, приближно 16% од промените се поврзани со ажурирање код специфичен за хардверските архитектури, 13% се поврзани со мрежниот стек, 3% се поврзани со датотечни системи и 4% се поврзани со внатрешните потсистеми на јадрото.

Главните иновации:

• Подсистем на диск, В/И и датотечни системи
  • Неколку опции за монтирање се додадени во Btrfs за употреба при обновување податоци од оштетен датотечен систем: „rescue=ignorebadroots“ за монтирање, и покрај оштетувањето на некои коренови дрвја (обем, uuid, преместување податоци, уред, csum, слободен простор), rescue=ignoredatacsums“ за да се оневозможи проверката на контролната сума за податоци и „rescue=all“ за истовремено да се овозможат режимите „ignorebadroots“, „ignoredatacsums“ и „nologreplay“. Опцијата за монтирање „inode_cache“, која претходно беше застарена, е прекината. Кодот е подготвен да имплементира поддршка за блокови со метаподатоци и податоци помали од големината на страницата (PAGE_SIZE), како и поддршка за режимот на распределба на простор во зона. Небаферираните (директни IO) барања се преместени во инфраструктурата iomap. Изведбата на голем број операции е оптимизирана; во некои случаи, забрзувањето може да достигне десетици проценти.
  • XFS го имплементира знамето „needsrepair“, кое сигнализира потреба од поправка. Кога е поставено ова знаменце, датотечниот систем не може да се монтира додека знамето не се ресетира од алатката xfs_repair.
  • Ext4 нуди само поправки и оптимизации на грешки, како и чистење на кодот.
  • Дозволено е повторен извоз на датотечни системи монтирани преку NFS (т.е. партиција монтирана преку NFS сега може да се извезе преку NFS и да се користи како средно кеш).
  • Системскиот повик close_range(), кој му овозможува на процесот да затвори цел опсег на дескриптори на отворени датотеки одеднаш, додаде опција CLOSE_RANGE_CLOEXEC за затворање на дескриптори во режим затворање-на-exec.
  • Датотечниот систем F2FS додава нови повици ioctl() за да овозможи контрола на корисничкиот простор за тоа кои датотеки се складирани во компресирана форма. Додадена е опцијата за монтирање „compress_mode=" за да изберете дали да го поставите управувачот за компресија на страната на јадрото или во корисничкиот простор.
  • Обезбедена можност за монтирање Overlayfs преку непривилегирани процеси користејќи посебен кориснички именски простор. За да се потврди усогласеноста со имплементацијата на безбедносниот модел, беше извршена целосна ревизија на кодот. Overlayfs, исто така, додава можност за извршување користејќи копии од слики од датотечен систем со опционално оневозможување на проверка на UUID.
  • Датотечниот систем Ceph додаде поддршка за протоколот msgr2.1, кој овозможува користење на алгоритмот AES-GCM при пренос на податоци во шифрирана форма.
  • Модулот dm-multipath ја имплементира можноста да се земе предвид афинитетот на процесорот („IO affinity“) при изборот на маршрутата за I/O барања.
• Мемориски и системски услуги
  • Додаден е нов механизам за пресретнување на системски повици, базиран на prctl(), кој ви овозможува да генерирате исклучоци од корисничкиот простор при пристап до одреден системски повик и да го имитирате неговото извршување. Оваа функционалност е потребна во Wine и Proton за емулирање на системски повици на Windows, што е неопходно за да се обезбеди компатибилност со игри и програми кои директно вршат системски повици заобиколувајќи го Windows API (на пример, за заштита од неовластена употреба).
  • Системскиот повик userfaultfd(), дизајниран да се справува со грешки на страници (пристап до нераспределени мемориски страници) во корисничкиот простор, сега има можност да го оневозможи управувањето со исклучоци што се случува на ниво на јадрото за да го отежне искористувањето на одредени пропусти.
  • Подсистемот BPF додаде поддршка за локално складирање на задачи, што обезбедува врзување податоци за специфичен управувач со BPF.
  • Сметководството на потрошувачката на меморија од BPF програмите е целосно редизајнирано - предложен е контролер на cgroup наместо ограничување на мемлок за управување со употребата на меморија во објектите на BPF.
  • Механизмот BTF (BPF Type Format), кој обезбедува информации за проверка на типот во псевдокодот BPF, обезбедува поддршка за модулите на јадрото.
  • Додадена е поддршка за системски повици shutdown(), renameat2() и unlinkat() до асинхрониот I/O интерфејс io_uring. При повикување на io_uring_enter(), додадена е способноста да се определи истек на време (можете да ја проверите поддршката за аргументот за да одредите истек на време користејќи го знамето IORING_FEAT_EXT_ARG).
  • Архитектурата ia64 што се користи во процесорите Intel Itanium е преместена во категоријата без родители, што значи дека тестирањето престана. Hewlett Packard Enterprise престана да прима нарачки за нова опрема Itanium, а Intel тоа го направи минатата година.
  • Поддршката за системи базирани на архитектурата MicroBlaze кои не вклучуваат единица за управување со меморијата (MMU) е прекината. Вакви системи одамна не се видени во секојдневниот живот.
  • За архитектурата MIPS, додадена е поддршка за тестирање на покривање код со помош на алатката gcov.
  • Додадена е поддршка за виртуелната помошна магистрала за интерфејс со мултифункционални уреди кои комбинираат функционалност која бара различни драјвери (на пример, мрежни картички со поддршка за Ethernet и RDMA). Магистралата може да се користи за доделување примарен и секундарен двигател на уред, во ситуации кога користењето на потсистемот MFD (повеќефункционални уреди) е проблематично.
  • За архитектурата RISC-V, додадена е поддршка за системот за распределба на меморија CMA (Contiguous Memory Allocator), кој е оптимизиран за доделување големи соседни мемориски области користејќи техники за движење на мемориските страници. За RISC-V, алатките се исто така имплементирани за да се ограничи пристапот до /dev/mem и да се земе предвид времето за обработка на прекини.
  • За 32-битни ARM системи, додадена е поддршка за алатката за дебагирање KASan (Kernel address sanitizer), која помага да се идентификуваат грешките при работа со меморија. За 64-битна ARM, имплементацијата на KASan е конвертирана да користи MTE ознаки (MemTag).
  • Додаден е системски повик epoll_pwait2() за да се дозволи тајмаути со прецизност од наносекунди (повикот epoll_wait манипулира со милисекунди).
  • Системот за изградба сега прикажува грешка кога се обидува да изгради модули на јадрото што може да се вчитаат во кои лиценцата за код не е дефинирана со помош на макрото MODULE_LICENSE(). Отсега па натаму, користењето на макрото EXPORT_SYMBOL() за статични функции, исто така, ќе предизвика грешка во изградбата.
  • Додадена е поддршка за мапирање на GEM објекти од меморијата што се користи за I/O, што овозможи да се забрза работата со framebuffer на некои архитектури.
  • Kconfig ја отфрли поддршката за Qt4 (додека ја одржува поддршката за Qt5, GTK и Ncurses).
• Виртуелизација и безбедност
  • Поддршката за режим на брз одговор е додадена на системскиот повик seccomp(), кој ви овозможува многу брзо да одредите дали одреден системски повик е дозволен или забранет врз основа на битмапата со постојано дејство прикачена на процесот, која не бара извршување управувач со BPF.
  • Интегрирани компоненти на кернелот за создавање и управување со енклави базирани на технологијата Intel SGX (Software Guard eXtensions), која им овозможува на апликациите да извршуваат код во изолирани шифрирани области на меморијата, до кои остатокот од системот има ограничен пристап.
  • Како дел од иницијативата за ограничување на пристапот од корисничкиот простор до MSR (регистар специфичен за моделот), пишување до регистарот MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS, кој ви овозможува да го промените режимот за енергетска ефикасност на процесорот („нормално“, „перформанси“, „заштеда на енергија“) , е забрането.
  • Способноста да се оневозможи миграцијата на задачите со висок приоритет помеѓу процесорите е преместена од гранката kernel-rt за системи во реално време.
  • За системите ARM64, додадена е способноста да се користат MTE ознаки (MemTag, Memory Tagging Extension) за мемориски адреси на управувачот со сигнали. Употребата на MTE е овозможена со наведување на опцијата SA_EXPOSE_TAGBITS во sigaction() и ви овозможува да ја проверите правилната употреба на покажувачите за да ја блокирате експлоатацијата на пропусти предизвикани од пристап до веќе ослободени мемориски блокови, прелевање на баферот, пристапи пред иницијализација и употреба надвор од актуелен контекст.
  • Додаден е параметарот „DM_VERITY_VERIFY_ROOTHASH_SIG_SECONDARY_KEYRING“, кој му овозможува на потсистемот dm-verity да ги проверува хеш-потписите на сертификатите сместени во секундарниот приклучок. Во пракса, поставувањето ви овозможува да ги потврдите не само сертификатите вградени во кернелот, туку и сертификатите вчитани за време на работата, што овозможува ажурирање на сертификатите без ажурирање на целото јадро.
  • Корисничкиот режим Linux додаде поддршка за режимот од прекин во мирување, кој ви овозможува да ја замрзнете околината и да го користите сигналот SIGUSR1 за да се разбудите од режимот на мирување.
  • Механизмот virtio-mem, кој ви овозможува топло приклучување и исклучување на меморијата со виртуелните машини, додаде поддршка за режимот на голем блок (BBM), кој овозможува пренос или преземање меморија во блокови поголеми од големината на меморијата на јадрото блок, што е неопходно за оптимизирање на VFIO во QEMU.
  • Поддршката за шифрата CHACHA20-POLY1305 е додадена во имплементацијата на кернелот на TLS.
• Мрежен потсистем
  • За 802.1Q (VLAN), имплементиран е механизам за управување со неуспех на врската (CFM, Connectivity Fault Management), кој ви овозможува да ги идентификувате, потврдите и изолирате дефектите во мрежите со виртуелни мостови (Virtual Bridged Networks). На пример, CFM може да се користи за да се изолираат проблемите во мрежите што опфаќаат повеќе независни организации чии вработени имаат пристап само до сопствената опрема.
  • Додадена е поддршка за енкапсулирање на SCTP протоколски пакети во UDP пакети (RFC 6951), што ви овозможува да користите SCTP на мрежи со постари преведувачи на адреси кои директно не поддржуваат SCTP, како и да имплементирате SCTP на системи кои не обезбедуваат директен пристап до IP Слој.
  • Имплементацијата на WiMAX технологијата е преместена во фаза и е планирана да се отстрани во иднина доколку нема корисници на кои им е потребен WiMAX. WiMAX повеќе не се користи во јавните мрежи, а во кернелот единствениот драјвер со кој може да се користи WiMAX е застарениот двигател Intel 2400m. Поддршката за WiMAX беше прекината во мрежниот конфигуратор на NetworkManager во 2015 година. Во моментов, WiMax е речиси целосно заменет со технологии како што се LTE, HSPA+ и Wi-Fi 802.11n.
  • Направена е работа на оптимизирање на перформансите на обработка на дојдовниот TCP сообраќај во режим на нула копирање, т.е. без дополнително копирање во нови бафери. За сообраќај со средна големина, што опфаќа десетици или неколку стотици килобајти податоци, користењето на нула копирање наместо recvmsg() е значително поефективно. На пример, имплементираните промени овозможија да се зголеми ефикасноста на обработката на сообраќајот во стилот на RPC со пораки од 32 KB при користење на нула копирање за 60-70%.
  • Додадени се нови повици ioctl() за создавање мрежни мостови кои опфаќаат повеќе PPP врски. Предложената способност овозможува кадрите да се движат од еден канал до друг, на пример од PPPoE до PPPoL2TP сесија.
  • Интеграција во јадрото на MPTCP (MultiPath TCP), продолжување на TCP протоколот за организирање на работата на TCP конекција со испорака на пакети истовремено по неколку правци преку различни мрежни интерфејси поврзани со различни IP адреси. Новото издание воведува поддршка за опцијата ADD_ADDR за рекламирање достапни IP адреси на кои може да се поврзат кога се додаваат нови текови на постоечка MPTCP конекција.
  • Додадена е можност за конфигурирање на дејства кога е надминат буџетот за анкета за поврзување (зафатен со анкета). Претходно достапниот режим SO_BUSY_POLL значеше префрлување на softirq кога буџетот беше исцрпен. За апликации кои треба да продолжат да користат анкета, се предлага нова опција SO_PREFER_BUSY_POLL.
  • IPv6 имплементира поддршка за режимите SRv6 End.DT4 и End.DT6, кои се користат за создавање повеќекориснички IPv4 L3 VPN и VRF (Виртуелно рутирање и проследување) уреди.
  • Netfilter ја обедини имплементацијата на изрази на множества, што овозможи да се специфицираат повеќе изрази за секој елемент од списоците со множества.
  • API се додадени во 802.11 безжичниот оџак за да се конфигурираат ограничувањата на моќноста на SAR, како и параметрите AE PWE и HE MCS. Возачот на Intel iwlwifi додаде поддршка за опсегот од 6GHz (Ултра висок опсег). Возачот на Qualcomm Ath11k додаде поддршка за технологијата FILS (Fast Initial Link Setup, стандардизирана како IEEE 802.11ai), која ви овозможува да се ослободите од доцнењата во роаминг за време на миграцијата од една пристапна точка до друга.
• Оборудование
  • Возачот amdgpu обезбедува поддршка за AMD „Green Sardine“ APU (Ryzen 5000) и „Dimgrey Cavefish“ GPU (Navi 2), како и почетна поддршка за AMD Van Gogh APU со Zen 2 јадро и RDNA 2 GPU (Navi 2). Додадена е поддршка за нови идентификатори на Renoir APU (врз основа на Zen 2 CPU и Vega GPU).
  • Драјверот i915 за видео картичките на Intel поддржува технологија IS (Скалирање со цел број) со имплементација на филтер за зголемување на скалата земајќи ја предвид состојбата на соседните пиксели (интерполација на најблискиот сосед) за да се одреди бојата на пикселите што недостасуваат. Поддршката за дискретни Intel DG1 картички е проширена. Имплементирана е поддршка за технологијата „Big Joiner“, која е присутна уште од чиповите Ice Lake / Gen11 и овозможува користење на еден транскодер за обработка на два стрима, на пример, за излез на 8K екран преку една DisplayPort. Додаден е режим за асинхроно префрлување помеѓу два бафери во видео меморијата (асинхроно превртување).
  • Возачот на nouveau додаде почетна поддршка за NVIDIA графички процесори базирани на Ampere микроархитектурата (GA100, GeForce RTX 30xx), досега ограничена на алатки за контролирање на режимите на видео.
  • Додадена е поддршка за протоколот 3WIRE што се користи во LCD панелите. Додадена е поддршка за novatek nt36672a, TDO tl070wsh30, Innolux N125HCE-GN1 и ABT Y030XX067A 3.0 панели. Одделно, можеме да ја забележиме поддршката за панелот на паметните телефони OnePlus 6 и 6T, што овозможи да се организира вчитување на немодифицирано јадро на уредите.
  • Додадена е поддршка за првиот дискретен USB4-домаќин контролер на Intel, Maple Ridge.
  • Додадена е поддршка за Allwinner H6 I2S, аналогни уреди ADAU1372, Intel Alderlake-S, GMediatek MT8192, NXP i.MX HDMI и XCVR, Realtek RT715 и Qualcomm SM8250 аудио кодеци.
  • Додадена е поддршка за ARM табли, уреди и платформи: Galaxy Note 10.1, Microsoft Lumia 950 XL, NanoPi R1, FriendlyArm ZeroPi, Elimo Initium SBC, Broadcom BCM4908, Mediatek MT8192/MT6779/MT8167, MSMV2, MSMV730, MSMve382, MSV98, MSV3236, MSV750, MSV, MSV, MSV, MSV, MSV, MSV, MSV, Ну , Mikrotik базиран на Marvell Prestera 8DX64, сервери со Nuvoton NPCM30 BMC, Kontron i.MXXNUMXM Mini, Espressobin Ultra, „Trogdor“ Chromebook, Kobol HeliosXNUMX, Engicam PXXNUMX.Core.
  • Вградена поддршка за конзолата за игри Ouya базирана на NVIDIA Tegra 3.

Во исто време, Латиноамериканската Фондација за слободен софтвер формираше верзија на целосно бесплатното 5.11 кернел - Linux-libre 5.11-gnu, исчистено од елементи на фирмверот и драјвери кои содржат неслободни компоненти или делови од код, чиј опсег е ограничен од страна на производителот. Новото издание ги чисти драјверите за qat_4xxx (крипто), lt9611uxcm (dsi/hdmi мост), ccs/smia++ (сензор), ath11k_pci, nxp аудио трансивер и mhi pci контролер. Ажуриран код за чистење на дамки во драјвери и потсистеми amdgpu, btqca, btrtl, btusb, i915 csr. Оневозможени нови blobs во m3 rproc, idt82p33 ptp часовник и qualcomm arm64.

Извор: opennet.ru