Издание на кернелот Linux 5.3

По два месеци развој, Линус Торвалдс воведено ослободување на јадрото Linux 5.3. Меѓу најзабележителните промени: поддршка за AMD Navi графички процесори, процесори Zhaoxi и технологија за управување со енергија Intel Speed ​​​​Select, можност за користење umwait инструкции за чекање без користење циклуси,
режим „утилизациски стегање“ што ја зголемува интерактивноста за асиметрични процесори, системски повик pidfd_open, можност за користење IPv4 адреси од подмрежата 0.0.0.0/8, можност за забрзување на хардверот nftables, поддршка за HDR во потсистемот DRM, интеграција на ACRN хипервизор.

В најава ново издание, Линус ги потсети сите развивачи на главното правило за развој на јадрото - одржување на истото однесување за компонентите на корисничкиот простор. Промените на кернелот на кој било начин не треба да ги прекинат веќе активните апликации или да доведат до регресии на ниво на корисник. Во овој случај, прекршувањето на однесувањето може да предизвика не само промена во ABI, отстранување на застарен код или појава на грешки, туку и индиректно влијание на корисни подобрувања што функционираат правилно. Како илустративен пример имаше отфрлени корисно оптимизација во кодот Ext4, кој го намалува бројот на пристапи на дискот со оневозможување на претходно читање на табелата за инода за мали I/O барања.

Оптимизацијата доведе до фактот дека, поради намалувањето на активноста на дискот, ентропијата за генераторот на случаен број getrandom() почна да се акумулира побавно и во некои конфигурации, под одредени околности, можеше да се забележи замрзнување за време на вчитувањето сè додека ентропијата не беше пополнети. Бидејќи оптимизацијата е навистина корисна, се појави дискусија меѓу програмерите во која беше предложено да се реши проблемот со оневозможување на стандардниот режим на блокирање на повикот getrandom() и додавање опционално знаменце за да се чека ентропија, но таквата промена ќе влијае на квалитетот на случајните броеви во почетната фаза на вчитување.

Новата верзија вклучува 15794 поправки од 1974 програмери,
големина на закрпа - 92 MB (промените влијаеја на 13986 датотеки, додадени се 258419 линии код,
Отстранети се 599137 редови). Околу 39% од сите презентирани во 5.3
промените се поврзани со двигателите на уредот, приближно 12% од промените имаат
став кон ажурирање на кодот специфичен за хардверските архитектури, 11%
поврзани со мрежниот стек, 3% со датотечните системи и 3% со внатрешните
потсистеми на јадрото.

Главните иновации:

• Мемориски и системски услуги
  • Континуиран развој на функционалноста „pidfd“ за да помогне во справувањето со ситуации за повторна употреба на PID (pidfd е поврзан со специфичен процес и не се менува, додека PID може да се поврзе со друг процес откако ќе заврши тековниот процес поврзан со тој PID). Претходно беше додаден во кернелот
    системскиот повик pidfd_send_signal() и ознаката CLONE_PIDFD во повикот clone() за да се добие pidfd за употреба во idfd_send_signal(). Користењето на clone() со знаменцето CLONE_PIDFD може да предизвика проблеми со управителите на услуги или со системот за присилно завршување без меморија на платформата Android. Во овој случај, за почеток се користи повик до fork() или клон () без CLONE_PIDFD.

    Кернел 5.3 го воведе системскиот повик pidfd_open(), кој ви овозможува да добиете проверлив pidfd за произволен постоечки процес кој не е создаден со повикување на clone() со знаменцето CLONE_PIDFD. Додадена е и поддршка за pidfd polling со користење на poll() и epoll(), што им овозможува на менаџерите на процесите да го следат завршувањето на произволните процеси без страв од состојба на трка доколку PID е доделен на нов процес. Механизмот за известување кога процес поврзан со pidfd е прекинат е сличен на известување кога неговиот дете процес е прекинат;

  • Поддршката за механизмот за прикачување на товарот е додадена во распоредувачот на задачи (Искористување стегање), што ви овозможува да се придржувате до минималниот или максималниот опсег на фреквенција, во зависност од задачите активни на процесорот. Презентираниот механизам ги забрзува задачите кои директно влијаат на квалитетот на корисничкото искуство со извршување на овие задачи барем на долниот крај на „бараната“ фреквенција. Задачите со низок приоритет што не влијаат на работата на корисникот се стартуваат со користење на горната граница на „дозволената“ фреквенција. Ограничувањата се поставени преку атрибутите sched_uclamp_util_min и sched_uclamp_util_max во системскиот повик sched_setattr().
  • Додадена е поддршка за технологија за управување со енергија Изберете брзина на Интел, достапен на одредени сервери со Intel Xeon процесори. Оваа технологија ви овозможува да поставите поставки за перформанси и пропусната партиција за различни јадра на процесорот, што ви овозможува да им дадете приоритет на перформансите за задачите што се извршуваат на одредени јадра, жртвувајќи ги перформансите на други јадра;
  • Процеси во корисничкиот простор обезбедени способноста да се чека кратко време без користење на јамки користејќи ја инструкцијата umwait. Оваа инструкција, заедно со инструкциите за умонитор и за пауза, ќе бидат понудени во претстојните „Тремонт“ чипови на Интел и ќе овозможи имплементација на одложувања кои се енергетски ефикасни и не влијаат на перформансите на другите нишки при користење на Hyper Threading;
  • За архитектурата RISC-V, додадена е поддршка за големи мемориски страници;
  • Механизмот за следење kprobes додаде можност за дереференцирање покажувачи на кернелот до корисничкиот простор, што може да се користи, на пример, за проценка на содржината на структурите предадени на системските повици. Додадена е и можноста за инсталирање проверки во фазата на подигање.
  • Додадена е опција PREEMPT_RT во конфигурациската датотека за работа во реално време. Самиот код за поддршка на режимот во реално време сè уште не е додаден во кернелот, но појавата на опцијата е добар знак дека долгорочниот еп интеграција Закрпите во реално време-Преемт се при крај;
  • Додадено е системскиот повик clone3() со имплементација на попроширлива верзија на интерфејсот clone(), што овозможува одредување на поголем број знаменца;
  • Додаден е управувач bpf_send_signal(), дозволувајќи им на BPF програмите да испраќаат сигнали до произволни процеси;
  • За perf настани во околината на хипервизорот на KVM, додаден е нов механизам за филтрирање на настани, што му овозможува на администраторот да ги одреди видовите настани што се дозволени или не дозволени за следење на страната на системот за гости;
  • Способноста за обработка на програми со циклуси е додадена на механизмот за верификација на апликацијата eBPF доколку извршувањето на циклусот е ограничено и не може да доведе до надминување на ограничувањето на максималниот број инструкции;
• Подсистем на диск, В/И и датотечни системи
  • Датотечниот систем XFS сега поддржува заобиколување на иноди со повеќе нишки (на пример, при проверка на квоти). Додадени се нови ioctls BULKSTAT и INUMBERS, обезбедувајќи пристап до функциите што се појавија во петтото издание на форматот FS, како што се времето на раѓање на инода и можноста за поставување на параметрите BULKSTAT и INUMBERS за секоја AG група (Групи за доделување);
  • Во Ext4 додадена е поддршка празнини во директориуми (неповрзани блокови).
    Обезбедена е обработка знаменце „i“ (непроменливо) за отворени датотеки (пишувањето е забрането во ситуација ако знамето е поставено во време кога датотеката веќе била отворена);

  • Btrfs дава дефиниција за брза имплементација на crc32c на сите архитектури;
  • Во CIFS, кодот за поддршка на smbdirect е отстранет како експериментален развој. SMB3 додаде можност за користење криптографски алгоритми во режимот GCM. Додадена е нова опција за монтирање за да се извлечат параметрите на режимот од записите ACE (Access Control Entry). Ја оптимизираше изведбата на повикот open();
  • Додадена е опција во F2FS за ограничување на собирачот на ѓубре кога работи во контролен пункт=оневозможи режим. Додадено ioctl за отстранување на блокови се движи од F2FS, овозможувајќи приспособување на големината на партицијата во моментот. Додадена е можност за поставување на датотека за размена во F2FS за да се обезбеди директен I/O. Додадена е поддршка за прикачување на датотека и доделување блокови за слични датотеки за сите корисници;
  • Додадена е поддршка за асинхрони операции sendmsg() и recvmsg() на интерфејсот за асинхрони влез/излез io_uring;
  • Поддршката за компресија со користење на алгоритмот zstd и можноста за проверка на потпишаните FS слики се додадени во датотечниот систем UBIFS;
  • Поддршката за безбедносните ознаки SELinux за датотеките е додадена во Ceph FS;
  • За NFSv4, имплементирана е нова опција за монтирање „nconnect=“, која го одредува бројот на воспоставени врски со серверот. Сообраќајот помеѓу овие приклучоци ќе се дистрибуира со користење на балансирање на оптоварување. Дополнително, серверот NFSv4 сега создава директориум /proc/fs/nfsd/клиенти со информации за тековните клиенти, вклучувајќи информации за датотеките што ги отвориле;
• Виртуелизација и безбедност
  • Јадрото вклучува хипервизор за вградени уреди ACRN, кој е напишан со внимание на подготвеноста за задачи во реално време и соодветност за употреба во системи кои се критични за мисијата. ACRN обезбедува минимални трошоци, гарантира мала латентност и соодветна реакција при интеракција со опремата. Поддржува виртуелизација на ресурсите на процесорот, I/O, мрежен потсистем, графички и звучни операции. ACRN може да се користи за водење на повеќе изолирани виртуелни машини во електронски контролни единици, контролни табли, автомобилски информациски системи, потрошувачки IoT уреди и друга вградена технологија;
  • Во кориснички режим Linux додаде Режим на патување низ времето, кој ви овозможува да го забавите или забрзате времето во виртуелна UML средина за да го олесните отстранувањето грешки на кодот поврзан со времето. Дополнително, додаден е параметар
    time-travel-start, што овозможува системскиот часовник да започне од одреден момент во епохален формат;

  • Додадени се нови опции за командната линија на кернелот „init_on_alloc“ и „init_on_free“, кога е наведено, овозможено е нулање на доделените и ослободените мемориски области (пополнување со нули за malloc и free), што овозможува зголемена безбедност поради дополнителната иницијализација;
  • Додаден е нов возач виртио-иомму со имплементација на паравиртуелизиран уред кој ви овозможува да испраќате барања на IOMMU како што се ATTACH, DETACH, MAP и UNMAP преку виртио транспорт без емулирање на мемориски табели на страници;
  • Додаден е нов возач виртио-пмем, што претставува пристап до уреди за складирање мапирани на физички адресен простор, како што се NVDIMM;
  • Имплементирана способност за прикачување криптографски клучеви на кориснички или мрежен именски простор (клучевите стануваат недостапни надвор од избраниот именски простор), како и заштита на клучевите користејќи ACL;
  • До крипто потсистемот додадена поддршка за многу брз алгоритам за некриптографско хеширање xxhash, чија брзина зависи од перформансите на меморијата;
• Мрежен потсистем
  • Овозможена обработка на IPv4 адреси во опсегот 0.0.0.0/8, кој претходно беше недостапен за употреба. Воведување на оваа подмрежа ќе дозволи дистрибуирајте уште 16 милиони IPv4 адреси;
  • Во Netfilter за nftables додадена поддршка за механизми за забрзување на хардверот за филтрирање на пакети преку употреба на додадени драјвери Flow Block API. Цели табели со правила со сите синџири може да се постават на страната на мрежните адаптери. Овозможувањето се врши со врзување на знамето NFT_TABLE_F_HW на табелата. Поддржува едноставни метаподатоци на протоколот Layer 3 и Layer 4, прифаќање/отфрлање дејства, мапирања по IP и мрежни порти на испраќач/примач и тип на протокол;
  • Додадено вградена поддршка за следење конекција за мрежни мостови, што не бара употреба на слојот за емулирање br_netfilter;
  • Во nf_tables додадена имплементирана е и поддршка за SYNPROXY модулот, кој реплицира слична функционалност од iptables, како и можност за проверка на правила за поединечни опции во заглавието IPv4;
  • Додадена е можност за прикачување на програмите BPF на системските повици setsockopt() и getsockopt(), што, на пример, ви овозможува да прикачите сопствени управувачи за пристап на овие повици. Дополнително, додадена е нова точка за повикување (кука), со која можете да организирате повик до програмата BPF еднаш за секој RTT интервал (довратен пат, време на пинг);
  • За IPv4 и IPv6 додаде нов механизам за складирање на податоци за рутирање nexthop насочен кон зголемување на приспособливоста на рутирачките табели. Тестовите покажаа дека при користење на новиот систем, збир од 743 илјади правци биле вчитани во јадрото за само 4.3 секунди;
  • За Bluetooth имплементирани функционалност потребна за поддршка на LE пинг;
• Оборудование
  • Додадено поддршка за х86-компатибилните процесори на компанијата Haаоксин, развиен како резултат на заеднички проект помеѓу VIA Technologies и општината Шангај. Семејството ZX CPU е изградено на архитектурата x86-64 Isaiah, продолжувајќи го развојот на технологијата ВИА Кентаур;
  • Подсистемот DRM (Direct Rendering Manager), како и графичките драјвери amdgpu и i915, додаде поддршка за парсирање, обработка и испраќање HDR (висок динамички опсег) метаподатоци преку HDMI портот, овозможувајќи употреба на HDR панели и екрани способни за прикажување дополнителни опсези на осветленост;
  • Драјверот amdgpu додаде почетна поддршка за AMD NAVI GPU (RX5700), кој ги вклучува основниот двигател, кодот за интеракција на екранот (DCN2), GFX и компјутерската поддршка (GFX10),
    SDMA 5 (Систем DMA0), управување со енергија и мултимедијални енкодери/декодери (VCN2). amdgpu, исто така, ја подобрува поддршката за картички базирани на Vega12 и Vega20 графички процесори, за кои се додадени дополнителни способности за управување со меморија и енергија;

  • Додадена е поддршка за картички базирани на VegaM графички процесори на двигателот amdkfd (за дискретни графички процесори, како што се Фиџи, Тонга, Поларис);
  • Во драјверот за DRM за видео картички Intel за Icelake чипови имплементирани нов повеќесегментен режим на корекција на гама. Додадена е можност за излез преку DisplayPort во формат YCbCr4:2:0. Додаден е нов фирмвер GuC за SKL, BXT, KBL, GLK и ICL. Имплементирана е можноста за исклучување на напојувањето на екранот во асинхрон режим. Додадено поддршка за зачувување и враќање на контекстот за рендерирање за чиповите Ironlake (gen5) и gen4 (Broadwater - Cantiga), што ви овозможува да ја вратите состојбата на графичкиот процесор од корисничкиот простор кога се движите од една серија во друга операција;
  • Возачот Nouveau обезбедува откривање на NVIDIA Turing TU116 чипсетот;
  • Проширени се можностите на драјверот DRM/KMS за забрзувачите на екранот ARM Komeda (Mali D71), има поддршка за скалирање, разделување/спојување слоеви, ротација, одложено пишување, AFBC, SMMU и формати за кодирање во боја Y0L2, P010, YUV420_8/10BIT додаден е;
  • Возачот за MSM додава поддршка за серијата A540 GPU Adreno што се користи во процесорите на Qualcomm, како и поддршка за контролерот MSM8998 DSI за Snapdragon 835;
  • Додадени се драјвери за LCD панели Samsung S6E63M0, Armadeus ST0700, EDT ETM0430G0DH6, OSD101T2045-53TS,
    Evervision VGG804821, FriendlyELEC HD702E, KOE tx14d24vm1bpa, TFC S9700RTWV43TR-01B, EDT ET035012DM6 и VXT VL050-8048NT-C01;

  • Додадено двигател за овозможување алатки за забрзување за декодирање
    видеа достапни во Amlogic Meson SoC;

  • Во двигателот v3d (за графичкиот процесор Broadcom Video Core V што се користи во Raspberry Pi) се појави поддршка испраќање на пресметковни шејдери;
  • Додадено двигател за SPI тастатури и подлоги за подлоги кои се користат во модерните модели на Apple MacBook и MacBookPro лаптопите;
  • Додадено дополнителна заштита за ioctl повици поврзани со двигателот на флопи, а самиот драјвер е означен како неодржлив
    („сираче“), што подразбира прекин на неговото тестирање. Возачот сè уште е зачуван во кернелот, но неговата правилна работа не е загарантирана. Возачот се смета за застарен, бидејќи е тешко да се најде работна опрема за тестирање - сите тековни надворешни дискови, како по правило, користат USB-интерфејс.

  • Додадено двигател cpufreq за Raspberry Pi плочи, кој ви овозможува динамички да ги контролирате промените во фреквенцијата на процесорот;
  • Додадена е поддршка за новиот ARM SoC Mediatek mt8183 (4x Cortex-A73 + 4x Cortex-A53), TI J721E (2x Cortex-A72 + 3x Cortex-R5F + 3 DSPs + MMA) и Amlogic G12B (4x Cortex-A73 + A2 ), како и табли:
    • Пуризам Либрем5,
    • Aspeed BMC,
    • Microsoft Olympus BMC,
    • Контрон SMARC,
    • Novtech Meerkat96 (i.MX7),
    • ST Micro Avenger96,
    • Google Cheza (Qualcomm SDM845),
    • Qualcomm Dragonboard 845c (Qualcomm SDM845),
    • ТВ кутија Hugsun X99 (Rockchip RK3399),
    • Khadas Edge/Edge-V/Captain (Rockchip RK3399),
    • HiHope RZ/G2M,
    • NXP LS1021A-TSN.

Во исто време, Латиноамериканската Фондација за слободен софтвер формирана
опција целосно бесплатно јадро 5.3 - Linux-libre 5.3-gnu, исчистени од елементите на фирмверот и драјверот кои содржат неслободни компоненти или делови од код, чиј опсег е ограничен од производителот. Во новото издание, вчитувањето на blob е оневозможено во драјверите за qcom, hdcp drm, allegro-dvt и meson-vdec.
Ажуриран код за чистење blob во драјвери и потсистеми amdgpu, i915, netx, r8169, brcmfmac, rtl8188eu, adreno, si2157, pvrusb2, touchscreen_dmi, двигател за звук за skylake, како и во документацијата за микрокод.

Извор: opennet.ru