Линукс кернелот 5.14

По два месеци развој, Линус Торвалдс воведено ослободување на јадрото Linux 5.14. Меѓу најзабележителните промени: нови системски повици quotactl_fd() и memfd_secret(), отстранување на двигатели на ide и необработени, нов контролер на приоритети за влез/излез за cgroup, режим на распоред на задачи SCHED_CORE, инфраструктура за создавање проверени BPF програмски натоварувачи.

Новата верзија вклучува 15883 поправки од 2002 програмери, големината на закрпата е 69 MB (промените влијаеја на 12580 датотеки, додадени се 861501 линии код, избришани се 321654 линии). Околу 47% од сите промени воведени во 5.14 се поврзани со двигатели на уреди, приближно 14% од промените се поврзани со ажурирање код специфичен за хардверските архитектури, 13% се поврзани со мрежниот стек, 3% се поврзани со датотечни системи и 3% се поврзани со внатрешните потсистеми на јадрото.

Главните иновации:

• потсистем на диск, влезно/излезен и датотечен систем:
  • за cgroup имплементирани нов I/O приоритетен контролер - rq-qos, кој може да го контролира приоритетот за обработка на барањата за блокирање уреди генерирани од членовите на секоја cgroup. Додадена е нова поддршка за приоритетен контролер во распоредувачот за влез/излез на рокот mq;
  • на датотечен систем ext4 имплементирани нова команда ioctl EXT4_IOC_CHECKPOINT, која ги принудува сите нерешени трансакции од дневникот и поврзаните бафери на дискот, а исто така ја препишува областа што ја користи дневникот во складиштето. Промената беше подготвена како дел од иницијативата за спречување на протекување информации од датотечните системи;
  • во Btrfs воведен Оптимизации за изведба: со елиминирање на непотребното евидентирање на продолжените атрибути за време на извршувањето на fsync, перформансите на интензивните операции со проширени атрибути се зголемија до 17%. Дополнително, при извршување на операции за скратување кои не влијаат на обемот, целосната синхронизација е оневозможена, што го намали времето на работа за 12%. Додадена е поставка на sysfs за ограничување на пропусниот опсег на В/И при проверка на FS. Додадени ioctl повици за откажување на промена на големината и бришење операции на уредот;
  • во XFS преработен имплементација на тампон кеш, кој се пренесува на распределба на мемориски страници во сериски режим. Подобрена ефикасност на кешот;
  • F2FS додаде опција за работа во режим само за читање и имплементираше режим на компресиран блок кеширање (compress_cache) за да ги подобри перформансите за случајно читање. Имплементирана е поддршка за компресирање на датотеки мапирани во меморијата со помош на операцијата mmap(). За селективно оневозможување на компресија на датотеки со маска, предложена е нова опција за монтирање nocompress;
  • направено е работа во двигателот exFAT за да се подобри компатибилноста со складирањето на некои дигитални камери;
  • додаден системски повик quotactl_fd(), што ви овозможува да управувате со квотите не преку посебна датотека на уред, туку со наведување на дескриптор на датотека поврзан со датотечен систем за кој се применува квотата;
  • Старите драјвери за блок уреди со интерфејс IDE се отстранети од кернелот; тие долго време беа заменети со потсистемот libata. Поддршката за старите уреди е задржана во целост, промените се однесуваат само на можноста за користење на стари драјвери, при користење на кои дисковите се нарекувале /dev/hd*, а не /dev/sd*;
  • „Суровиот“ двигател е отстранет од кернелот, обезбедувајќи небафериран пристап до блокираните уреди преку интерфејсот /dev/raw. Оваа функционалност одамна е имплементирана во апликации кои користат знаменце O_DIRECT;
• мемориски и системски услуги:
  • нов режим на распоред е имплементиран во распоредувачот на задачи SCHED_CORE, што ви овозможува да контролирате кои процеси можат да работат заедно на истото јадро на процесорот. На секој процес може да му се додели идентификатор на колачиња што го дефинира опсегот на доверба помеѓу процесите (на пример, припадноста на истиот корисник или контејнер). При организирање на извршување на кодот, распоредувачот може да осигура дека едно јадро на процесорот е споделено само меѓу процесите поврзани со истиот сопственик, што може да се користи за блокирање на некои напади на Specter со спречување на доверливи и недоверливи задачи да се извршуваат на иста нишка SMT (Hyper Threading). ;
  • за механизмот cgroup, имплементирана е поддршка за операцијата kill, која ви овозможува да ги убиете сите процеси поврзани со групата одеднаш (испратете SIGKILL) со пишување „1“ во виртуелната датотека cgroup.kill;
  • проширени можности поврзани со одговор на откривање на поделени заклучувања („поделени заклучувања“) кои се јавуваат при пристап до неусогласени податоци во меморијата поради фактот што при извршување на атомска инструкција, податоците преминуваат две линии на кешот на процесорот. Ваквото блокирање доведува до значителен пад на перформансите, па претходно беше можно насилно да се прекине апликацијата што го предизвика блокирањето. Новото издание го додава параметарот на командната линија на кернелот „split_lock_detect=ratelimit:N“, кој ви овозможува да дефинирате ограничување на целиот систем на брзината на операциите за заклучување во секунда, откако ќе го надминете секој процес што станал извор на заклучување поделено бидете принудени да застанете 20 ms наместо да прекинете;
  • Cgroup bandwidth controller CFS (CFS bandwidth controller), кој одредува колку време на процесорот може да се распредели на секоја cgroup, има способност да дефинира ограничувања ограничени со дадено времетраење на дејството, што овозможува подобро регулирање на оптоварувањата чувствителни на латентност. На пример, поставувањето на cpu.cfs_quota_us на 50000 и cpu.cfs_period_us на 100000 ќе овозможи група процеси да трошат 100ms од времето на процесорот на секои 50ms;
  • додадена почетна инфраструктура за креирање на вчитувачи на програми BPF, што дополнително ќе овозможи преземање само на BPF програми потпишани со доверлив дигитален клуч;
  • додаде нова операција за футекс FUTEX_LOCK_PI2, која користи монотон тајмер за пресметување на истекот на времето, што го зема предвид времето поминато од системот во режим на мирување;
  • за архитектурата RISC-V, поддршка за големи мемориски страници (Transparent Huge-Pages) и можност за користење на KFENCE да идентификува грешки при работа со меморија;
  • во системскиот повик madvise(), кој обезбедува средство за оптимизирање на управувањето со процесната меморија, додадена Знамињата MADV_POPULATE_READ и MADV_POPULATE_WRITE за генерирање на „страница грешка“ на сите мемориски страници мапирани за операции за читање или запишување, без да се изврши вистинско читање или запишување (препорачливо). Употребата на знаменца може да биде корисна за намалување на одложувањата во извршувањето на програмата, благодарение на проактивното извршување на управувачот за „страница грешка“ за сите нераспределени страници одеднаш, без да се чека вистинскиот пристап до нив;
  • во систем за тестирање на единицата кунит додадена поддршка за извршување на тестови во околината QEMU;
  • додадени се нови трагачи:оснозирање" за следење на доцнењата на апликациите предизвикани од ракување со прекини и " timerlat " за прикажување детални информации за доцнењата при будење од сигналот на тајмерот;
• виртуелизација и безбедност:
  • додаде системски повик memfd_secret(), што ви овозможува да креирате приватна мемориска област во изолиран адресен простор, видлив само за процесот на сопственикот, кој не се рефлектира во други процеси и не е директно достапен за кернелот;
  • во системот за филтрирање на повици на системот seccomp, кога се преместуваат управувачите за заклучување во корисничкиот простор, можно е да се користи една атомска операција за да се создаде дескриптор на датотека за изолирана задача и да се врати кога се обработува системски повик. Предложената операција решава проблем со прекин на управувачот во корисничкиот простор кога ќе пристигне сигнал;
  • додаде нов механизам за управување со ограничување на ресурсите во именскиот простор на корисничкиот ID, што ги врзува поединечните бројачи за ограничувања со корисникот во „корисничкиот именски простор“. Промената го решава проблемот со употребата на заеднички бројачи на ресурси кога еден корисник извршува процеси во различни контејнери;
  • хипервизорот KVM за системите ARM64 додаде можност за користење на екстензијата MTE (MemTag, Memory Tagging Extension) во гостинските системи, што ви овозможува да ги врзувате ознаките за секоја операција за распределба на меморијата и да организирате проверка на правилната употреба на покажувачите за да ја блокирате експлоатацијата на ранливости предизвикани од пристап до веќе ослободени мемориски блокови, прелевање бафери, пристапи пред иницијализација и употреба надвор од тековниот контекст;
  • Покажувачката автентикација обезбедена од платформата ARM64 сега може да се конфигурира посебно за кернелот и корисничкиот простор. Технологијата ви овозможува да користите специјализирани ARM64 инструкции за да ги потврдите повратните адреси користејќи дигитални потписи кои се складирани во неискористените горни битови на самиот покажувач;
  • во кориснички режим Linux додадена поддршка за употреба на драјвери за PCI уреди со виртуелна PCI магистрала, имплементирана од драјверот PCI-over-virtio;
  • за x86 системи, додадена поддршка за virtio-iommu паравиртуелизираниот уред, кој ви овозможува да испраќате барања за IOMMU, како што се ATTACH, DETACH, MAP и UNMAP, преку виртио транспортот без емулирање на мемориски табели на страници;
  • За процесорите на Intel, од семејството Skylake до Coffee Lake, стандардно е оневозможено користење на Intel TSX (Transactional Synchronization Extensions), кои обезбедуваат алатки за подобрување на перформансите на апликациите со повеќе нишки со динамичко елиминирање на непотребните операции за синхронизација. Екстензиите се оневозможени поради можноста за напади Зомби оптоварување, манипулирање со истекување на информации преку канали од трети страни што се јавува при работа на механизмот за асинхрон прекин на операциите (TAA, TSX Asynchronous Abort);
• Мрежен потсистем:
  • континуирана интеграција во јадрото 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. Во новиот број додаде механизам за поставување сопствени политики за хаширање сообраќај за IPv4 и IPv6 (политика за хаш на повеќе патеки), што овозможува од корисничкиот простор да се одреди кои полиња во пакетите, вклучувајќи ги и инкапсулираните, ќе се користат при пресметување на хашот што го одредува изборот на патеката за пакетот;
  • Поддршката за сокет е додадена на виртуелниот транспортен виртио SOCK_SEQPACKET (уреден и сигурен пренос на датаграми);
  • Проширени се можностите на механизмот за приклучоци SO_REUSEPORT, што овозможува неколку приклучоци за слушање да се поврзат на една порта одеднаш за да примаат врски со дистрибуција на дојдовни барања истовремено низ сите приклучоци поврзани преку SO_REUSEPORT, што го поедноставува создавањето на апликации за сервер со повеќе нишки . Во новата верзија додадена средства за пренос на контрола на друг приклучок во случај на неуспех при обработка на барање од првично избраниот приклучок (го решава проблемот со губење на поединечни врски при рестартирање на услугите);
• опрема:
  • во драјверот amdgpu имплементирани поддршка за новата серија графички процесори AMD Radeon RX 6000, со кодно име „Beige Goby“ (Navi 24) и „Yellow Carp“, како и подобрена поддршка за Aldebaran GPU (gfx90a) и Van Gogh APU. Додадена е можност за истовремена работа со неколку eDP панели. За APU Renoir, имплементирана е поддршка за работа со шифрирани бафери во видео меморијата (TMZ, Trusted Memory Zone). Додадена е поддршка за графички картички со топло исклучување. За графичките процесори Radeon RX 6000 (Navi 2x) и постарите AMD графички процесори, стандардно е овозможена поддршката за механизмот за заштеда на енергија ASPM (Active State Power Management), кој претходно беше овозможен само за графичките процесори Navi 1x, Vega и Polaris;
  • за AMD чиповите, додадена е поддршка за споделена виртуелна меморија (SVM, споделена виртуелна меморија) врз основа на потсистемот HMM (Heterogeneous memory management), кој овозможува користење на уреди со сопствени единици за управување со меморијата (MMU, единица за управување со меморија), кој може да пристапи до главната меморија. Вклучувајќи го користењето на HMM, можете да организирате заеднички адресен простор помеѓу графичкиот процесор и процесорот, во кој графичкиот процесор може да пристапи до главната меморија на процесот;
  • додадена почетна технолошка поддршка AMD Smart Shift, кој динамички ги менува параметрите за потрошувачка на енергија на процесорот и графичкиот процесор на лаптопите со чипсет и графичка картичка AMD за да ги зголеми перформансите при играње игри, уредување видео и 3D рендерирање;
  • во двигателот i915 за видео картички на Intel вклучени поддршка за Intel Alderlake P чипови;
  • додаден drm/hyperv драјвер за виртуелниот графички адаптер Hyper-V;
  • додаде Графички двигател simpledrm што користи рамковен бафер EFI-GOP или VESA обезбеден од фирмверот на UEFI или BIOS-от за излез. Главната цел на двигателот е да обезбеди графички излезни можности за време на почетните фази на подигање, пред да може да се користи целосен драјвер за DRM. Возачот може да се користи и како привремено решение за опрема што сè уште нема оригинални драјвери за DRM;
  • додадена се-во-едно компјутерска поддршка Raspberry Pi 400;
  • Додаден е двигател за приватност на dell-wmi за поддршка на хардверските прекинувачи на камерата и микрофонот вклучени во лаптопите на Dell;
  • за лаптопите Lenovo додаде WMI интерфејс за менување на параметрите на BIOS-от преку sysfs /sys/class/firmware-attributes/;
  • проширен поддршка за уреди со USB4 интерфејс;
  • додадена поддршка за звучни картички и кодеци AmLogic SM1 TOACODEC, Intel AlderLake-M, NXP i.MX8, NXP TFA1, TDF9897, Rockchip RK817, Qualcomm Quinary MI2 и Texas Instruments TAS2505. Подобрена аудио поддршка на лаптопите на HP и ASUS. Додадено закрпи за да се намалат одложувањата пред да почне да се репродуцира звукот на уредите со USB-интерфејс.

Извор – opennet.ru.

Извор: linux.org.ru