Издание на кернелот Linux 5.6

По два месеци развој, Линус Торвалдс воведено ослободување на јадрото Linux 5.6. Меѓу најзабележителните промени: интеграција на интерфејсот WireGuard VPN, поддршка за USB4, именски простори за време, можност за креирање управувачи со застојот на TCP користејќи BPF, почетна поддршка за MultiPath TCP, ослободување на кернелот од проблемот од 2038 година, механизам „bootconfig“ , ZoneFS.

Новата верзија вклучува 13702 поправки од 1810 програмери,
големина на закрпа - 40 MB (промените влијаеја на 11577 датотеки, додадени се 610012 линии код,
Отстранети се 294828 редови). Околу 45% од сите презентирани во 5.6
промените се поврзани со двигателите на уредот, приближно 15% од промените имаат
став кон ажурирање на кодот специфичен за хардверските архитектури, 12%
поврзани со мрежниот стек, 4% со датотечните системи и 3% со внатрешните
потсистеми на јадрото.

Главните иновации:

• Мрежен потсистем
  • Додадено имплементација на VPN интерфејс WireGuard, кој е имплементиран врз основа на современи методи за шифрирање (ChaCha20, Poly1305, Curve25519, BLAKE2s), е лесен за употреба, без компликации, се докажа во голем број големи имплементации и обезбедува многу високи перформанси (3,9 пати побрзи од OpenVPN во смисла на пропусната моќ). WireGuard го користи концептот на рутирање на клучот за шифрирање, кој вклучува прикачување приватен клуч на секој мрежен интерфејс и негово користење за врзување на јавните клучеви. Јавните клучеви се разменуваат за да се воспостави врска на сличен начин како SSH. Потребни се криптографски примитиви за да работи WireGuard беа пренесен од библиотеката цинк како дел од стандардниот Crypto API и вклучени во јадрото 5.5.
  • Отворени интеграција на компоненти неопходни за поддршка на MPTCP (MultiPath TCP), продолжување на протоколот TCP за организирање на работата на TCP конекција со испорака на пакети истовремено по неколку правци преку различни мрежни интерфејси поврзани со различни IP адреси. За мрежни апликации, таквата збирна врска изгледа како обична TCP конекција, а целата логика за раздвојување на протокот ја изведува MPTCP. Multipath TCP може да се користи и за зголемување на пропусната моќ и за зголемување на доверливоста. На пример, MPTCP може да се користи за организирање пренос на податоци на паметен телефон користејќи WiFi и 4G врски истовремено, или за намалување на трошоците со поврзување на сервер користејќи неколку евтини врски наместо една скапа.
  • Додадено поддршка за дисциплината за обработка на мрежната редица sch_ets (Подобрен избор на пренос, IEEE 802.1Qaz), кој обезбедува можност за дистрибуција на пропусниот опсег помеѓу различни класи на сообраќај. Ако оптоварувањето на одредена сообраќајна класа е под доделениот пропусен опсег, тогаш ETS им дозволува на другите класи на сообраќај да ја користат достапната (неискористена) пропусност. Qdisc sch_ets е конфигуриран како PRIO дисциплина и користи сообраќајни класи за да дефинира строги и споделени ограничувања на пропусниот опсег. ЕТС работи како комбинација на дисциплини ПРИО и DRR — ако има строго ограничени класи на сообраќај, се користи PRIO, но ако нема сообраќај во редот, работи како DRR.
  • Додаден е нов тип на BPF програми BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS, кој ви овозможува да ги имплементирате управувачите со функции на јадрото преку BPF. Во моментов, оваа функција веќе може да се користи за имплементација на алгоритми за контрола на застојот на TCP во форма на BPF програми. Како пример предложено BPF програма со имплементација на алгоритам DCTCP.
  • Прифатено во сржта промени, алатки за преведување етил со ioctl() да се користи netlink интерфејс. Новиот интерфејс го олеснува додавањето на екстензии, го подобрува справувањето со грешките, овозможува испраќање известувања кога се менува состојбата, ја поедноставува интеракцијата помеѓу кернелот и корисничкиот простор и го намалува бројот на именувани списоци што треба да се синхронизираат.
  • Додадена е имплементација на алгоритам за управување со мрежната редица FQ-PIE (Flow Queue PIE), чија цел е да се намали негативното влијание на средното баферирање на пакети на опремата на граничната мрежа (bufferbloat). FQ-PIE покажува висока ефикасност кога се користи во системи со кабелски модеми.
• Подсистем на диск, В/И и датотечни системи
  • За датотечен систем Btrfs додадена асинхрона имплементација на операцијата DISCARD (означување на ослободените блокови кои повеќе не треба физички да се складираат). Првично, операциите DISCARD се изведуваа синхроно, што може да доведе до деградација на перформансите поради дисковите што чекаат да се завршат соодветните команди. Асинхроната имплементација ви овозможува да не чекате погонот да заврши DISCARD и да ја извршите оваа операција во заднина.
  • Во XFS спроведена Чистење на кодот што користел стари 32-битни временски бројачи (типот time_t беше заменет со time64_t), што доведе до проблемот во 2038 година. Поправени грешки и оштетување на меморијата што се случија на 32-битни платформи. Кодот е преработен за да работи со проширени атрибути.
  • Во датотечен систем ext4 воведен Оптимизации за изведба поврзани со ракување со заклучување на инодата за време на операциите за читање и запишување. Подобрени перформанси за препишување во режимот Direct I/O. За да се поедностави дијагнозата на проблемите, првиот и последниот код за грешка се зачувуваат во суперблок.
  • На датотечен систем F2FS имплементирани способност за складирање на податоци во компресирана форма. За поединечна датотека или директориум, компресијата може да се овозможи со помош на командата „chattr +c file“ или „chattr +c dir; допрете dir/датотека“. За да ја компресирате целата партиција, можете да ја користите опцијата „-o compress_extension=ext“ во алатката за монтирање.
  • Јадрото вклучува датотечен систем ZoneFS, што ја поедноставува работата на ниско ниво со зонирани уреди за складирање. Под зонирани дискови се подразбираат уреди на тврди магнетни дискови или NVMe SSD, просторот за складирање во кој е поделен на зони кои сочинуваат групи блокови или сектори, во кои е дозволено само последователно додавање податоци, ажурирајќи ја целата група блокови. FS ZoneFS беше развиен од Western Digital и ја поврзува секоја зона во уредот со посебна датотека што може да се користи за складирање на податоци во необработен режим без манипулации на ниво на сектор и блок, т.е. Дозволува апликациите да го користат API-то на датотеката наместо директно да пристапуваат до блок-уредот користејќи ioctl.
  • Во NFS, монтирањето на партиции преку UDP е стандардно оневозможено. Додадена е поддршка за можноста за директно копирање датотеки помеѓу серверите, дефинирани во спецификацијата NFS 4.2. Додадена е нова опција за монтирање „softreval“, која овозможува користење на кешираните вредности на атрибутите во случај на дефект на серверот. На пример, кога ја одредувате оваа опција, откако серверот е недостапен, останува можно да се движите по патеките во партицијата NFS и да пристапите до информациите што се сместени во кешот.
  • Извршено оптимизација на перформансите на механизмот fs-verity, кој се користи за следење на интегритетот и автентикацијата на поединечни датотеки. Зголемена секвенцијална брзина на читање благодарение на употребата на хаш дрвото Merkle. Перформансите на FS_IOC_ENABLE_VERITY се оптимизирани кога нема податоци во кешот (применето е превентивно читање на страници со податоци).
• Виртуелизација и безбедност
  • Способноста да се оневозможи модулот SELinux додека работи е застарена, а истоварувањето на веќе активиран SELinux ќе биде забрането во иднина. За да го оневозможите SELinux ќе треба да го пренесете параметарот „selinux=0“ на командната линија на кернелот.
  • Додадено поддршка за именски простори за време (временски именски простори), што ви овозможува да ја поврзете состојбата на системскиот часовник со контејнерот (CLOCK_REALTIME,
    CLOCK_MONOTONIC, CLOCK_BOOTTIME), искористете го вашето сопствено време во контејнерот и, при мигрирање на контејнерот во друг домаќин, погрижете се читањата на CLOCK_MONOTONIC и CLOCK_BOOTTIME да останат непроменети (земете го предвид времето по вчитувањето, со или без да се земе предвид дека сте во режим на мирување ).

  • Базенот за блокирање /dev/случаен е отстранет. Однесувањето на /dev/random е слично на /dev/urandom во смисла на спречување на блокирање на ентропијата по иницијализацијата на базенот.
  • Основното јадро вклучува двигател кој им овозможува на гостинските системи кои работат со VirtualBox да монтираат директориуми извезени од околината на домаќинот (VirtualBox Shared Folder).
  • Збир на закрпи е додаден во потсистемот BPF (BPF диспечер), кога го користите механизмот Retpoline за заштита од напади од класата Specter V2, тој ви овозможува да ја зголемите ефикасноста на повикување програми BPF кога се случуваат настани поврзани со нив (на пример, овозможува да се забрза повикувањето на ракувачите на XDP кога мрежниот пакет пристигнува).
  • Додаден е двигател за поддршка на TEE (Trusted Execution Environment) вграден во AMD APU.
• Мемориски и системски услуги
  • BPF додаде поддршка за глобалните функции. Развојот се спроведува како дел од иницијативата за додавање поддршка за библиотеки на функции кои можат да бидат вклучени во програмите на BPF. Следниот чекор ќе биде поддршка на динамични екстензии кои овозможуваат вчитување на глобалните функции, вклучително и замена на постоечките глобални функции додека се во употреба. Подсистемот BPF, исто така, додава поддршка за варијанта на операцијата на картата (се користи за складирање на постојани податоци), која поддржува извршување во сериски режим.
  • Додадено Уредот „cpu_cooling“ ви овозможува да го изладите прегреаниот процесор со тоа што ќе го ставите во состојба на мирување на кратки временски периоди.
  • Додаден системски повик openat2(), кој нуди збир на дополнителни знаменца за ограничување на резолуцијата на патеката на датотеката (забрана за вкрстување на точки за монтирање, симболични врски, магични врски (/proc/PID/fd), компоненти „../“).
  • За хетерогени системи базирани на архитектурата big.LITTLE, комбинирајќи моќни и помалку ефикасни енергетски ефикасни јадра на процесорот во еден чип, параметарот uclamp_min се поставува кога се извршуваат задачи во реално време (се појавија во јадрото 5.3 постои механизам за прицврстување на товарот). Овој параметар осигурува дека задачата ќе биде поставена од распоредувачот на јадро на процесорот што има доволно перформанси.
  • Јадрото е ослободено од проблеми од 2038 година. Заменети се последните преостанати ракувачи, кои го користеа 32-битниот (потпишан int) тип time_t за епохалниот бројач на време, кој, земајќи го предвид извештајот од 1970 година, треба да се прелее во 2038 година.
  • Континуирано подобрување на асинхрониот I/O интерфејс io_uringво кои обезбедени поддршка за нови операции: IORING_OP_FALLOCATE (резервација на празни области), IORING_OP_OPENAT,
    IORING_OP_OPENAT2,
    IORING_OP_CLOSE (отворање и затворање датотеки),
    IORING_OP_FILES_UPDATE (додавање и отстранување датотеки од списокот за брз пристап),
    IORING_OP_STATX (барање за информации за датотека),
    IORING_OP_READ,
    IORING_OP_WRITE (поедноставени аналози на IORING_OP_READV и IORING_OP_WRITEV),
    IORING_OP_FADVISE,
    IORING_OP_MADVISE (асинхрони варијанти на повици posix_fadvise и madvise), IORING_OP_SEND,
    IORING_OP_RECV (испраќање и примање мрежни податоци),
    IORING_OP_EPOLL_CTL (вршете операции на дескриптори на датотеки epoll).

  • Додаден системски повик pidfd_getfd(), дозволувајќи му на процесот да добие дескриптор на датотека за отворена датотека од друг процес.
  • Имплементиран механизмот „bootconfig“, кој овозможува, покрај опциите на командната линија, да се одредат параметрите на кернелот преку датотека со поставки. За да додадете такви датотеки на сликата на initramfs, предложена е алатката bootconfig. Оваа функција може да се користи, на пример, за конфигурирање на kprobes при подигање.
  • Преработено механизам за чекање за пишување и читање податоци во неименувани цевки. Промената овозможи да се забрзаат задачите како што е паралелното склопување на големи проекти. Сепак, оптимизацијата може да доведе до состојба на трка во GNU make поради грешка во изданието 4.2.1, кое беше поправено во верзијата 4.3.
  • Додадено е знаменцето PR_SET_IO_FLUSHER на prctl(), кое може да се користи за означување на процеси без меморија што не треба да подлежат на ограничувања кога системот има мала меморија.
  • Врз основа на системот за дистрибуција на меморија ION што се користи во Android, имплементиран е потсистем dma-buf купишта, кој ви овозможува да ја контролирате распределбата на DMA бафери за споделување мемориски области помеѓу драјвери, апликации и различни потсистеми.
• Хардверски архитектури
  • Додадена е поддршка за екстензијата E0PD, која се појави во ARMv8.5 и овозможува заштита од напади поврзани со шпекулативно извршување на инструкции на процесорот. Заштитата базирана на E0PD резултира со помали трошоци од KPTI (Изолација на табела со страници на јадрото).
  • За системи базирани на архитектурата ARMv8.5, додадена е поддршка за инструкцијата RNG, обезбедувајќи пристап до хардверски генератор на псевдо-случајни броеви. Во кернелот, инструкцијата RNG се користи за генерирање ентропија при иницијализирање на генераторот на псевдо-случајни броеви обезбеден од јадрото.
  • Отстранета поддршка за MPX (Екстензии за заштита на меморија) додадени во јадрото 3.19 и ви овозможува да организирате проверка на покажувачите за да се осигурате дека се почитуваат границите на мемориските области. Оваа технологија не беше широко користена во компајлери и беше отстранета од GCC.
  • За архитектурата RISC-V, имплементирана е поддршка за алатката за дебагирање KASan (Kernel address sanitizer), која помага да се идентификуваат грешките при работа со меморија.
• Оборудование
  • Поддршка за спецификации имплементирана USB 4.0, кој е базиран на протоколот Thunderbolt 3 и обезбедува пропусност до 40 Gbps, додека ја одржува наназад компатибилноста со USB 2.0 и USB 3.2. По аналогија со Закана USB 4.0 интерфејсот ви овозможува да тунелизирате различни протоколи преку еден кабел со конектор Тип-Ц, вклучувајќи PCIe, Display Port и USB 3.x, како и софтверски имплементации на протоколи, на пример, за организирање мрежни врски помеѓу домаќините. Имплементацијата се надоврзува на двигателот Thunderbolt веќе вклучен во кернелот на Linux и го прилагодува да работи со домаќини и уреди компатибилни со USB4. Промените исто така додаваат поддршка за Thunderbolt 3 уредите на софтверската имплементација на Connection Manager, кој е одговорен за создавање тунели за поврзување на повеќе уреди преку еден конектор.
  • Во драјвер за amdgpu додадена почетна поддршка за HDCP 2.x (High-bandwidth Digital Content Protection) технологија за заштита од копирање. Додадена е поддршка за AMD Pollock ASIC чипот базиран на Raven 2. Спроведена можност за ресетирање на графичкиот процесор за семејствата Renoir и Navi.
  • DRM драјвер за видео картички Intel додадена Поддршка за DSI VDSC за чипови базирани на микроархитектура на Ледено Езеро и Тигар Лејк, имплементирана е LMEM mmap (локална меморија на уредот), подобрена е парсирањето на VBT (Табела за видео BIOS-от), имплементирана е поддршката за HDCP 2.2 за чиповите на Кафе Езеро.
  • Работата продолжи на обединување на кодот за двигател amdkfd (за дискретни графички процесори, како што се Фиџи, Тонга, Поларис) со двигателот amdgpu.
  • Драјверот k10temp е преработен, додавајќи поддршка за прикажување на напонски и струјни параметри за AMD Zen процесорите, како и проширени информации од температурните сензори што се користат во процесорите Zen и Zen 2.
  • Во возачот нов додадена поддршка за потврден режим на вчитување на фирмверот за графичките процесори на NVIDIA заснован на микроархитектурата на Туринг (GeForce RTX 2000), што овозможи да се овозможи поддршка за 3D забрзување за овие картички (потребно е преземање на официјален фирмвер со дигитален потпис на NVIDIA). Додадена е поддршка за графичкиот мотор TU10x. Проблемите со HD аудио се решени.
  • Додадена е поддршка за компресија на податоци кога се пренесуваат преку DisplayPort MST (Multi-Stream Transport).
  • Додаден нов драјвер "ath11k» за безжични чипови Qualcomm кои поддржуваат 802.11ax.
    Драјверот е базиран на магацинот mac80211 и поддржува режими на пристапна точка, работна станица и мрежни мрежни јазли.

  • Преку sysfs, обезбеден е пристап до читливи отчитувања на сензорот за температура што се користат на современите хард дискови и SSD-дискови.
  • Поднесени значајни промени во звучниот систем ALSA, насочени кон ослободување од кодот проблеми од 2038 година (избегнувајќи ја употребата на 32-битниот тип time_t во интерфејсите snd_pcm_mmap_status и snd_pcm_mmap_control). Додадена е поддршка за нови аудио кодеци
    Qualcomm WCD9340/WCD9341, Realtek RT700, RT711, RT715, RT1308, Ingenic JZ4770.

  • Додадено драјвери за LCD панели Logic PD 28, Jimax8729d MIPI-DSI, igenic JZ4770, Sony acx424AKP, Leadtek LTK500HD1829, Xinpeng XPP055C272, AUO B116XAK01, GiantPlus GPM
    BOE NV140FHM-N49,
    Satoz SAT050AT40H12R2,
    Остро LS020B1DD01D.

  • Додадено поддршка за ARM табли и Gen1 платформи Amazon Echo (базиран OMAP3630), Samsung Galaxy S III mini (GT-I8190), Allwinner Emlid Neutis, Libre Computer ALL-H3-IT, PineH64 Model B, Aibretech Amlogic GX PC,
    Armada SolidRun Clearfog GTR, NXPGateworks GW59xx,
    Читач на е-книги Tolino Shine 3,
    Embedded Artists COM (i.MX7ULP), SolidRun Clearfog CX/ITX и HoneyComb (LX2160A), Google Coral Edge TPU (i.MX8MQ),
    Rockchip Radxa Dalang Carrier, Radxa Rock Pi N10, VMARC RK3399Pro SOM
    ST Ericsson HREF520, Inforce 6640, SC7180 IDP, Atmel/Microchip AM9X60 (ARM926 SoC, Kizboxmini), ST stm32mp15, AM3703/AM3715/DM3725, ST Ericsson ab8505, QuSCal.9863mSCA, Unis. Додадена е поддршка за PCIe контролерот што се користи во Raspberry Pi 7180.

Во исто време, Латиноамериканската Фондација за слободен софтвер формирана
опција целосно бесплатно јадро 5.6 - Linux-libre 5.6-gnu, исчистени од елементите на фирмверот и драјверот кои содржат неслободни компоненти или делови од код, чиј опсег е ограничен од производителот. Новото издание го оневозможува вчитувањето на дамки во драјверите за AMD TEE, ATH11K и Mediatek SCP. Ажуриран код за чистење на дамки во драјвери и потсистеми AMD PSP, amdgpu и nouveau.

Извор: opennet.ru