{"id":102933,"date":"2022-01-10T15:36:38","date_gmt":"2022-01-10T13:36:38","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/%d1%80%d0%b5%d0%bb%d0%b8%d0%b7-%d1%8f%d0%b4%d1%80%d0%b0-linux-5-16"},"modified":"2022-01-10T15:36:38","modified_gmt":"2022-01-10T13:36:38","slug":"reliz-yadra-linux-5-16","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/no\/blog\/news\/reliz-yadra-linux-5-16","title":{"rendered":"Utgivelsen av Linux-kjernen 5.16","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Etter to m\u00e5neder med utvikling presenterte Linus Torvalds utgivelsen av Linux-kjernen 5.16. Blant de mest bemerkelsesverdige endringene er: systemanropet futex_waitv for \u00e5 forbedre ytelsen til Windows-spill i Wine, feilsporing i filsystemet gjennom fanotify, konseptet med folior i minneh\u00e5ndteringssystemet, st\u00f8tte for prosessorinstruksjoner AMX, mulighet for minnebevaring bak nettverkskontaktene, st\u00f8tte i netfilter for klassifisering av pakker i \"egress\"-fasen, bruk av DAMON-systemet for proaktiv utsending av ubrukte minneomr\u00e5der, forbedret h\u00e5ndtering av overbelastning ved h\u00f8y skrivevolum, st\u00f8tte for flere harddisker. <\/p>\n
Den nye versjonen inkluderer 15415 feilrettinger fra 2105 utviklere, st\u00f8rrelsen p\u00e5 oppdateringen er 45 MB (forandringene ber\u00f8rer 12023 filer, 685198 nye linjer med kode lagt til, 263867 linjer fjernet). Cirka 44% av alle endringene i 5.16 er relatert til enhetsdrivere, omtrent 16% av endringene gjelder oppdatering av arkitekturspecifikk kode, 16% er relatert til nettverksstakken, 4% til filsystemene og 4% til interne kjerneressurser. <\/p>\n
Hovednyhetene i kjernen 5.16: <\/p>\n
\n
Disk subsystem, I\/O og filsystemer<\/b>\n
\n
Fanotify-mekanismen har f\u00e5tt verkt\u00f8y for overv\u00e5king av tilstanden til filsystemet og for oppf\u00f8lging av feil. Feilinformasjonen sendes ved hjelp av en ny type hendelse \u2014 FAN_FS_ERROR, som kan fanges opp i brukerrommet av overv\u00e5kningssystemer for \u00e5 informere administratoren eller starte gjenopprettingsprosesser. Ved kaskadiske feil gir fanotify levering av meldingen om den f\u00f8rste feilen sammen med en samlet tellersom oppsummerer problemene for \u00e5 forenkle den p\u00e5f\u00f8lgende \u00e5rsaksanalyse. St\u00f8tte for feilsporing er for tiden kun implementert for Ext4-filsystemet.\n
Forbedret h\u00e5ndtering av skroverbelastning ved utf\u00f8ring av skriveoperasjoner (write congestion), som oppst\u00e5r n\u00e5r volumet av skriveoperasjoner overstiger lagringsenhetens b\u00e5ndbredde og systemet m\u00e5 blokkere skriveprosessens foresp\u00f8rselen til allerede sendte foresp\u00f8rsler er fullf\u00f8rt. I den nye versjonen er kjernemekanismen, brukt for \u00e5 hente informasjon om oppst\u00e5tt overbelastning og blokkering av oppgaver, fullstendig redesignet, da det i den gamle implementeringen ble observert problemer med sammenkobling av h\u00e5ndtering av skr_overbelastning med utskifting av minnesider til siden ved mangel p\u00e5 minne i systemet.\n
I Btrfs er det implementert st\u00f8tte for enhetsomr\u00e5der (Zoned Namespace), som brukes i harde disker eller NVMe SSD-er for \u00e5 dele lagringsplassen i soner, som utgj\u00f8r grupper av blokker eller sektorer, hvor kun sekvensiell tilf\u00f8ring av data er tillatt ved oppdatering av hele blokkergruppen. I tillegg er det gjort sm\u00e5 optimaliseringer av inode-loggf\u00f8ring, som har \u00f8kt b\u00e5ndbredden i dbench-testen med 3% og redusert forsinkelsen med 11%. Loggf\u00f8ringsmekanismen for kataloger er redesignet for \u00e5 redusere antall s\u00f8keoperasjoner og l\u00e5singer i treet, noe som \u00f8ker effektiviteten. Innspr\u00f8ytning av elementer i btree-strukturen i batch-modus er akselerert (tiden for masseinnspr\u00f8ytning av elementer er redusert med 4%, og sletting med 12%). Begrenset st\u00f8tte for bruk av kompresjon ved skriving av ufullstendige sider er lagt til, samt muligheten for defragmentering av delte sider (subpage). Forberedelser er gjort for \u00e5 inkludere st\u00f8tte for den andre versjonen av protokollen for \u00absend\u00bb-kommandoen.\n
I XFS-filsystemet er minnebruken redusert ved \u00e5 bruke separate slab-cache for ofte brukte elementer og redusere noen datakonstruksjoner.\n
I Ext4-filsystemet er det kun gjort feilrettinger og en mer n\u00f8yaktig beregning av parametere for forsinket initialisering av inode-tabellen.\n
P\u00e5 blokkenhetsniv\u00e5 er det implementert optimaliseringer som betydelig forbedrer effektiviteten ved \u00e5 knytte operasjoner til CPU-kjerner.\n
Innledende st\u00f8tte for harddisker med flere uavhengige drivere (multi-actuator) er lagt til, som gir mulighet for \u00e5 f\u00e5 tilgang til flere sektorer i forskjellige soner p\u00e5 den magnetiske platen samtidig.\n
Lagt til ny ioctl-kommando CDROM_TIMED_MEDIA_CHANGE for \u00e5 bestemme hendelser knyttet til medieskift i optiske enheter.\n
Filsystemet EROFS (Enhanced Read-Only File System) har f\u00e5tt mulighet til \u00e5 fungere over flere lagringsenheter. Ulike enheter kan avspeiles i ett 32-bits adresserom for blokker. Det er ogs\u00e5 lagt til st\u00f8tte for komprimering ved hjelp av LZMA-algoritmen.\n
I F2FS-filsystemet er det lagt til monteringsalternativer for \u00e5 kontrollere fragmenteringen av filer ved lagring (for eksempel for \u00e5 feils\u00f8ke optimaliseringer for fragmenterte lagringsenheter).\n
I CEPH er katalogopprettings- og sletteoperasjoner aktivert som standard i asynkront modus (for \u00e5 gjenopprette den gamle oppf\u00f8rselen, bruk flagget \u2018-o wsync\u2019 ved montering). Det er lagt til sporing av metrikker som overv\u00e5ker kopiering av eksterne objekter.\n
I CIFS er det lagt til monteringsparameter tcpnodelay, som setter tcp_sock_set_nodelay-modus for nettverksocket, og deaktiverer venting for \u00e5 fylle k\u00f8en i TCP-stakken. St\u00f8tte for nestede DFS Link (Distributed File System) er ogs\u00e5 lagt til ved remontering.\n
St\u00f8tte for \u00e5 fullf\u00f8re foresp\u00f8rslene til blokk-enheten i batch-modus er lagt til. Testing av endringen viste en \u00f8kning i intensiteten av tilfeldige leseoperasjoner fra Optane-lagringer fra 6,1 til 6,6 millioner IOPS p\u00e5 \u00e9n CPU-kjerne. <\/ul>\n
Minne og systemtjenester<\/b>\n
\n
En ny systemanrop futex_waitv er lagt til, som gj\u00f8r det mulig \u00e5 overv\u00e5ke tilstanden til flere futexer med ett systemanrop. Denne funksjonen ligner p\u00e5 funksjonaliteten WaitForMultipleObjects tilgjengelig i Windows, og emulering av den gjennom futex_waitv kan v\u00e6re nyttig for \u00e5 forbedre ytelsen til Windows-spill som kj\u00f8rer under Wine eller Proton. I tillegg kan samtidig venting av futexer brukes for \u00e5 optimalisere ytelsen til native Linux-spill.\n
Konseptet med minnesblader (page folios) er implementert, og bruken av dette i enkelte delsystemer av kjernen vil gj\u00f8re minneh\u00e5ndtering mer effektiv under typiske belastninger. I dag er hoveddelen av minneh\u00e5ndteringssystemet i kjernen allerede oversatt til minnesblader, og implementeringen av sidereferanser er p\u00e5 plass. I fremtiden er det planlagt \u00e5 oversette filsystemer. Det blir ogs\u00e5 lagt til st\u00f8tte for fler-sidede minnesblader i kjernen senere.\n
Minnebladene ligner p\u00e5 sammensl\u00e5tte minnesider (compound pages), men de har en forbedret semantikk og en mer forst\u00e5elig organisering av arbeid. For \u00e5 h\u00e5ndtere systemminnet deles tilgjengelig RAM inn i minnesider, hvor st\u00f8rrelsen avhenger av arkitekturen, men p\u00e5 x86-systemer er de vanligvis p\u00e5 kilobyte-niv\u00e5 (vanligvis 4096 byte). Moderne systemer er utstyrt med titalls gigabyte RAM, noe som kompliserer minneh\u00e5ndteringen p\u00e5 grunn av behovet for \u00e5 h\u00e5ndtere et enormt antall minnesider. For \u00e5 redusere antallet sider ble konseptet med sammensl\u00e5tte sider (compound pages) tidligere implementert i kjernen, med strukturer som dekker mer enn en fysisk minneside. Men API-en for \u00e5 manipulere de sammensl\u00e5tte minnesidene har ikke v\u00e6rt optimal, noe som har f\u00f8rt til ekstra kostnader. <\/p>\n
Det er lagt til en behandler i oppgaveplanleggeren som tar hensyn til minneklynge i CPU. I enkelte prosessorer, som Kunpeng 920 (ARM) og Intel Jacobsville (x86), kan et visst antall CPU-kjerner, vanligvis 4, dele L3 eller L2-cache. \u00c5 ta hensyn til slike topologier kan betydelig \u00f8ke effektiviteten i fordelingen av oppgaver p\u00e5 CPU-kjerner i oppgaveplanleggeren, ettersom flytting av oppgaver innen samme klynge av CPU kan forbedre minnekapasiteten og redusere konkurransen i cachen.\n
St\u00f8tte for AMX-instruksjoner (Advanced Matrix Extensions), som implementeres i de kommende Intel Xeon Scalable serverprosessorene utviklet under kodenavnet Sapphire Rapids, er lagt til. AMX tilbyr nye tilpassbare registre TMM \u00abTILE\u00bb og instruksjoner for \u00e5 manipulere data i disse registrene, slik som TMUL (Tile matrix MULtiply) for matrise-multiplikasjon.\n
Flere nye funksjoner er implementert, basert p\u00e5 den nyopprettede DAMON (Data Access MONitor) underkomponenten, som gj\u00f8r det mulig \u00e5 spore dataene som er tilgjengelige i arbeidshukommelsen i forbindelse med den valgte prosessen som kj\u00f8rer i brukerrommet. For eksempel gir underkomponenten mulighet til \u00e5 analysere hvilke spesifikke minneomr\u00e5der prosessen har hatt tilgang til gjennom hele sin drift, og hvilke minneomr\u00e5der som har forblitt ubenyttet.\n
\n
DAMON_RECLAIM for \u00e5 identifisere og fjerne minneomr\u00e5der som ikke har v\u00e6rt brukt. Mekanismen kan brukes for proaktivt \u00e5 fjerne minnesider under forhold der det n\u00e6rmer seg utarmingen av tilgjengelig minne.\n
DAMOS (Data Access Monitoring-based Operation Schemes) for \u00e5 anvende angitte operasjoner med madvise(), slik som \u00e5 frigj\u00f8re ekstra ledig minne, til minneomr\u00e5der for prosessen hvor en bestemt tilgangsfrekvens til minnet registreres. Innstillinger for DAMOS-parametere gj\u00f8res via debugfs.\n
Muligheten for overv\u00e5king av det fysiske adresseomr\u00e5det for minne (tidligere var det kun mulig \u00e5 spore virtuelle adresser). <\/ul>\n
Implementeringen av komprimeringsalgoritmen zstd har blitt oppdatert til versjon 1.4.10, noe som har resultert i betydelig forbedret ytelse i ulike kjernesubsystemer der komprimering brukes (for eksempel er utpakking av kjernebilder akselerert med 35%, ytelsen for utpakking av komprimerte data i Btrfs og SquashFS \u00f8kt med 15%, mens i ZRAM den er \u00f8kt med 30%). Opprinnelig ble en egen implementering av zstd brukt i kjernen, basert p\u00e5 versjon 1.3.1, utgitt for mer enn tre \u00e5r siden og som ikke inkluderte mange viktige optimaliseringer. I tillegg til overgangen til den aktuelle versjonen forenkler den nye patchen ogs\u00e5 synkroniseringen med upstream-grenen av zstd, og lar koden genereres for inkludering i kjernen direkte fra det prim\u00e6re zstd-repositoriet. I fremtiden planlegges det \u00e5 oppdatere zstd-koden i kjernen i takt med at nye versjoner av zstd-biblioteket kommer ut.\n
Det er gjort en betydelig forbedring av eBPF-systemet. Muligheten for \u00e5 kalle funksjoner fra kjerner for BPF-programmer er lagt til. Funksjonen bpf_trace_vprintk() er implementert, som i motsetning til bpf_trace_printk() tillater utskrift av mer enn tre argumenter om gangen. En ny datalagringsstruktur (BPF map) av typen bloom filter er lagt til, som gj\u00f8r det mulig \u00e5 bruke den probabilistiske datamodellen for \u00e5 avgj\u00f8re om et element finnes i et sett. Den nye attributten BTF_KIND_TAG er lagt til, som kan brukes i BPF-programmer for \u00e5 knytte tagger til funksjonsparametre, for eksempel for \u00e5 forenkle feils\u00f8king i brukerprogrammer. I libbpf er det tillatt \u00e5 opprette egne seksjoner .rodata.* \/ .data.*, og st\u00f8tte for sporing av uprobe og kprobe-hendelser er implementert, med et API for \u00e5 kopiere alle typer BTF fra ett objekt til et annet. St\u00f8tten for AF_XDP er flyttet fra libbpf til et eget bibliotek, libxdp. En JIT-kompilator for BPF-maskinvare er implementert for MIPS-arkitekturen.\n
St\u00f8tte for ARMv8.6-utvidelser for timer er implementert for ARM64-arkitekturen, inkludert muligheten for \u00e5 oppn\u00e5 selv-synkronisering av systemregistervisning uten bruk av ISB-instruksjoner.\n
For PA-RISC-arkitekturen er det gjort muligheter for \u00e5 bruke KFENCE-mekanismen for \u00e5 oppdage feil i minnet, og st\u00f8tte for KCSAN-race state detektorer er lagt til.\n
Muligheten til \u00e5 konfigurere tilgangsrettigheter til tracefs p\u00e5 niv\u00e5 av individuelle brukere og grupper er gitt, for eksempel kan tilgang til sporingsverkt\u00f8y n\u00e5 tillates kun for medlemmer av en bestemt gruppe. <\/ul>\n
Virtualisering og sikkerhet<\/b>\n
\n
I io_uring- og device-mapper-systemene er st\u00f8tte for generering av revisjonshendelser implementert. I io_uring er muligheten for tilgangskontroll gjennom LSM-moduler gitt. St\u00f8tten for revisjon av systemanropet openat2() er lagt til.\n
Kjodebasen er helt kvitt ikke-avbrutte uttrykk i switch-case (uten return eller break etter hver case-blokk). Ved bygging av kjernen kan man n\u00e5 bruke flagget \u00ab-Wimplicit-fallthrough\u00bb.\n
Endringer for \u00e5 stramme grensekontrollene under utf\u00f8relsen av memcpy()-funksjonen er inkludert.\n
I io_uring-grensesnittet for asynkron inndata \/ utdata er muligheten for \u00e5 bruke sikkerhetspolicyer, definert av SELinux- og Smack-moduler, til I\/O-operasjoner implementert.\n
I subsystemet IMA (Integrity Measurement Architecture), som gir en ekstern tjeneste muligheten til \u00e5 verifisere tilstanden til kjernens subsystemer for \u00e5 sikre deres ekthet, er det implementert muligheten for \u00e5 bruke regler basert p\u00e5 gruppeidentifikatoren (GID) som filen tilh\u00f8rer eller som brukeren som henvender seg til filen, tilh\u00f8rer.\n
Noen avanserte beskyttelsesmekanismer for tr\u00e5der og seccomp() mot Spectre-angrep er som standard deaktivert, ettersom de ble ansett som un\u00f8dvendige og betydelig ikke \u00f8kte sikkerheten, men derimot negative innvirkninger p\u00e5 ytelsen. Appliceringen av Retpoline-beskyttelse er gjennomg\u00e5tt.\n
Implementeringen av mekanismen cryptoloop er fjernet, og den ble i 2004 erstattet av dm-crypt, som om n\u00f8dvendig st\u00f8tter de samme algoritmene.\n
Som standard er ikke-privilegert tilgang til eBPF-subsystemet forbudt. Endringen er gjort for \u00e5 forhindre bruk av BPF-programmer til \u00e5 omg\u00e5 beskyttelse mot angrep via sidekanaler. Ved behov kan administratoren gjenopprette bruken av eBPF av ikke-privilegerte brukere.\n
Hypervisor ACRN, designet for \u00e5 utf\u00f8re sanntidsoppgaver og bruke i kritiske systemer, har f\u00e5tt st\u00f8tte for opprettelse\/sletting av virtuelle enheter og MMIO-enhetspassthrough.\n
Kryptomotoren har f\u00e5tt st\u00f8tte for KPP (Key-agreement Protocol Primitives) definisjoner, som forenkler logikken for utvikling av drivere for kryptosystemer.\n