{"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\/sl\/blog\/news\/reliz-yadra-linux-5-16","title":{"rendered":"Izdaja jedra Linux 5.16","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Po dveh mesecih razvoja je Linus Torvalds predstavil izdajo jedra Linux 5.16. Med najbolj opaznimi spremembami so: sistemski klic futex_waitv za izbolj\u0161anje zmogljivosti iger v Windows z Wine, sledenje napakam v datote\u010dnem sistemu preko fanotify, koncept foliantov v sistemu upravljanja pomnilnika, podpora procesorskim in\u0161trukcijam AMX, mo\u017enost rezervacije pomnilnika za omre\u017ene vti\u010dnice, podpora v netfilterju za razvr\u0161\u010danje paketov v fazi \u201eegress\u201c, vklju\u010ditev podsystems DAMON za proaktivno izpodrivanje neuporabljenih obmo\u010dij pomnilnika, izbolj\u0161ano obravnavanje preobremenitev pri velikem \u0161tevilu operacij pisanja, podpora za ve\u010ddiskne trde diske. <\/p>\n
V novo razli\u010dico je bilo sprejetih 15415 popravkov od 2105 razvijalcev, velikost paketa je 45 MB (spremembe so zajemale 12023 datotek, dodanih je bilo 685198 vrstic kode, izbrisanih 263867 vrstic). Pribli\u017eno 44 % vseh predstavljeni v 5.16 sprememb se nana\u0161a na gonilnike naprav, pribli\u017eno 16 % sprememb se nana\u0161a na posodobitev kode, specifi\u010dne za strojne arhitekture, 16 % je povezanih z omre\u017enim steklom, 4 % s datote\u010dnimi sistemi in 4 % z notranjimi podsistemi jedra. <\/p>\n
V mehanizem fanotify so bile dodane mo\u017enosti za spremljanje stanja datote\u010dnega sistema in sledenje nastanku napak. Informacije o napakah se prena\u0161ajo z novim tipom dogodkov \u2014 FAN_FS_ERROR, ki jih lahko zajamejo sistemi za spremljanje v uporabni\u0161kem prostoru za takoj\u0161nje obve\u0161\u010danje administratorja ali zagon obnovitvenih procesov. Pri kaskadnem nastanku serije napak fanotify zagotavlja dostavo sporo\u010dila o prvi napaki skupaj s skupnim \u0161tevcem te\u017eav, kar poenostavi nadaljnjo analizo vzrokov okvare. Podpora za sledenje napakam je trenutno implementirana samo za FS Ext4.\n
Izbolj\u0161ano upravljanje prenapolnitev pri izvajanju operacij pisanja (write congestion), ki se pojavijo, ko obseg pisnih operacij prese\u017ee preto\u010dno kapaciteto pomnilnika, kar pomeni, da mora sistem blokirati pisne zahtevke do zaklju\u010dka \u017ee predhodno poslanih zahtevkov. V novi razli\u010dici je bil popolnoma predelan mehanizem jedra, ki se uporablja za pridobivanje informacij o nastanku prenapolnitev in blokiranju nalog, saj so bile v stari izvedbi opa\u017eene te\u017eave s usklajevanjem obdelave prenapolnitev pri pisanju s izmetom strani pomnilnika v swap, ko je sistemu primanjkovalo pomnilnika.\n
V Btrfs je implementirana podpora za tehnologijo razdeljevanja naprav (Zoned Namespace), ki se uporablja pri trdih diskih ali NVMe SSD-jih za razdelitev shranjevanja na cone, ki sestavljajo skupine blokov ali sektorjev, kjer je dovoljeno le zaporedno dodajanje podatkov z nadgradnjo celotne skupine blokov. Poleg tega so bile uvedene majhne optimizacije logiranja inode, kar je omogo\u010dilo pove\u010danje propustnosti v testu dbench za 3 % in zmanj\u0161anje zamud za 11 %. Preoblikovan je mehanizem logiranja katalogov, pri \u010demer je bilo za pove\u010danje u\u010dinkovitosti zmanj\u0161ano \u0161tevilo iskalnih operacij in zaklepanj v drevesu. Pospe\u0161ena je bila vstitev elementov v strukturo btree v paketnem na\u010dinu (\u010das masovne vstavljanja elementov se je skraj\u0161al za 4 %, odstranitev pa za 12 %). Dodana je omejena podpora za uporabo stiskanja pri zapisovanju nepopolnih strani, kot tudi mo\u017enost defragmentacije podstrani (subpage). Izvedena je priprava za vklju\u010ditev podpore za drugo razli\u010dico protokola za ukaz «send».\n
V datote\u010dnem sistemu XFS je bilo zmanj\u0161ano porabo pomnilnika z uporabo lo\u010denih slab predpomnilnikov za pogosto uporabljene elemente in zmanj\u0161anjem nekaterih podatkovnih struktur.\n
V datote\u010dnem sistemu Ext4 so bila zabele\u017eena samo popravila napak in natan\u010dnej\u0161e izra\u010dunavanje parametrov odlo\u017eene inicializacije tabele Inode.\n
Na ravni blokovnih naprav so bile izvedene optimizacije, ki omogo\u010dajo znatno pove\u010danje u\u010dinkovitosti vezave operacij na jedra CPU.\n
Dodana je za\u010detna podpora za trde diske z ve\u010d neodvisnimi pogoni (multi-actuator), ki omogo\u010dajo hkrati dostop do ve\u010d sektorjev v razli\u010dnih conah magnetne plo\u0161\u010de.\n
Dodana nova ioctl-komanda CDROM_TIMED_MEDIA_CHANGE za prepoznavanje doga\u0111aja promjene medija u opti\u010dkom pogonu.\n
U datote\u010dni sustav EROFS (Enhanced Read-Only File System) dodana je mogu\u0107nost rada preko vi\u0161e ure\u0111aja za pohranu. Razli\u010diti ure\u0111aji mogu biti odraz u jednom 32-bitnom adresnom prostoru blokova. Tako\u0111er je dodana podr\u0161ka za kompresiju koriste\u0107i LZMA algoritam.\n
U FS F2FS dodane su opcije montiranja za upravljanje fragmentacijom datoteka prilikom pohrane (na primjer, za otklanjanje gre\u0161aka u optimizacijama rada s fragmentiranim pohranjivanjem).\n
V CEPH so privzeto vklju\u010dene operacije ustvarjanja in brisanja katalogov v asinhronem na\u010dinu (za vrnitev prej\u0161njega obna\u0161anja je treba pri montiranju uporabiti flag ‘-o wsync’). Dodano je sledenje metrikam, ki spremljajo operacije kopiranja zunanjih objektov.\n
U CIFS je dodana opcija montiranja tcpnodelay, koji postavlja na\u010din tc_sock_set_nodelay za mre\u017eni soket, isklju\u010duju\u0107i \u010dekanje na ispunjenje reda u TCP stogu. Tako\u0111er je dodana podr\u0161ka za ugnije\u017edene DFS linkove (Distributed File System) prilikom ponovnog montiranja.\n
Dodana je podr\u0161ka za zavr\u0161avanje upita na blok ure\u0111aju u paketnom na\u010dinu. Testiranje promjene pokazalo je pove\u0107anje intenziteta izvr\u0161avanja operacija slu\u010dajnog \u010ditanja sa Optane ure\u0111aja sa 6.1 na 6.6 milijuna IOPS na jednoj CPU jezgri. <\/ul>\n
Pomnilnik in sistemske storitve<\/b>\n
\n
Dodana je nova sistemska pozivna funkcija futex_waitv, koja omogu\u0107ava pra\u0107enje stanja vi\u0161e futexa uz pomo\u0107 jednog sistemskog poziva. Ova mogu\u0107nost podsje\u0107a na funkcionalnost WaitForMultipleObjects dostupnu u Windowsu, \u010dija emulacija putem futex_waitv mo\u017ee biti korisna za pove\u0107anje performansi Windows igara pokrenutih pomo\u0107u Wine ili Proton. Osim toga, istovremeno \u010dekanje na futexe mo\u017ee se koristiti i za optimizaciju performansi izvornih verzija igara za Linux.\n
Uvedena je koncept stranica memorije (page folios), \u010dija primjena u odre\u0111enim podsistemima jezgra omogu\u0107ava br\u017ee upravljanje memorijom pri tipi\u010dnim optere\u0107enjima. Trenutno je glavni podsistem upravljanja memorijom u jezgru ve\u0107 preba\u010den na foliant, kao i realizacija stranica predmemorije, dok je u budu\u0107nosti planirana i migracija datote\u010dnih sistema. Tako\u0111e se planira dodavanje podr\u0161ke za vi\u0161estruke foliantne stranice u jezgru.\n
Folianti su sli\u010dni kombinovanim stranicama memorije (compound pages), ali se razlikuju pobolj\u0161anom semantikom i jasnijom organizacijom rada. Za upravljanje sistemskom memorijom dostupna RAM se deli na stranice memorije \u010dija veli\u010dina zavisi od arhitekture, ali se na x86 sistemima meri u kilobajtima (obi\u010dno 4096 bajtova). Savremeni sistemi dolaze sa desetinama gigabajta RAM-a, \u0161to komplikuje upravljanje memorijom zbog potrebe obrade ogromnog broja stranica memorije. Da bi se smanjio broj stranica, ranije je u jezgru implementiran koncept kombinovanih stranica (compound pages) sa strukturama koje obuhvataju vi\u0161e od jedne fizi\u010dke stranice memorije. Me\u0111utim, API za manipulaciju kombinovanim stranicama memorije nije bio zadovoljavaju\u0107i i doveo je do dodatnih tro\u0161kova. <\/p>\n
U planera zadataka je dodat obrtnik koji uzima u obzir klasterizaciju \u043a\u0435\u0448\u0430 u CPU-u. U nekim procesorima, kao \u0161to su Kunpeng 920 (ARM) i Intel Jacobsville (x86), odre\u0111eni broj CPU jezgara, obi\u010dno 4, mo\u017ee deliti L3 ili L2 \u043a\u0435\u0448. Uzimanje u obzir takvih topologija mo\u017ee zna\u010dajno pove\u0107ati efikasnost raspodelje zadataka me\u0111u CPU jezgrama u planeru zadataka, jer premje\u0161tanje zadataka unutar jednog klastera CPU mo\u017ee pove\u0107ati propusnost pristupa memoriji i smanjiti konkurenciju u \u043a\u0435\u0448\u0443.\n
Dodana je podpora za navodila AMX (Advanced Matrix Extensions), ki so implementirana v prihajajo\u010dih stre\u017eni\u0161kih procesorjih Intel Xeon Scalable, razvijanih pod kodnim imenom Sapphire Rapids. AMX ponuja nove prilagodljive registre TMM «TILE» in navodila za manipulacijo s podatki v teh registih, kot je TMUL (Tile matrix MULtiply) za mno\u017eenje matric.\n
Implemented several new features based on the DAMON (Data Access MONitor) subsystem added in the previous release, which allows tracking data access in memory associated with a chosen process operating in user space. For example, the subsystem enables analyzing which specific areas of memory the process accessed throughout its entire operation time and which memory areas remained unused.\n
\n
DAMON_RECLAIM for identifying and evicting memory areas that have not been accessed. The mechanism can be used for proactive soft eviction of memory pages as free memory approaches exhaustion.\n
DAMOS (Data Access Monitoring-based Operation Schemes) for applying specified madvise() operations, such as releasing additional free memory, to memory areas of the process that have a certain access frequency recorded. DAMOS parameters are configured through debugfs.\n
The capability to monitor the physical address space of memory (previously, only virtual addresses could be tracked). <\/ul>\n
Implementacija algoritma za kompresiju zstd a\u017eurirana je na verziju 1.4.10, \u0161to je zna\u010dajno pobolj\u0161alo performanse razli\u010ditih subsistema jezgra u kojima se koristi kompresija (na primer, brzina dekompresije jezgrene slike pove\u0107ana je za 35%, a performanse dekompresije komprimiranih podataka u Btrfs i SquashFS su porasle za 15%, dok je u ZRAM-u porasla za 30%). U po\u010detku je u jezgru kori\u0161\u0107ena posebna implementacija zstd, zasnovana na verziji 1.3.1, koja je objavljena pre vi\u0161e od tri godine i nije uklju\u010divala mnoge va\u017ene optimizacije. Pored prelaska na aktuelnu verziju, dodatni zakrpa tako\u0111e pojednostavljuje sinhronizaciju sa upstream granom zstd, omogu\u0107avaju\u0107i generisanje koda za uklju\u010divanje u jezgro direktno iz glavnog repozitorijuma zstd. U budu\u0107nosti, kod zstd u jezgru planira se a\u017eurirati kako izlaze nove verzije biblioteke zstd.\n
Vseprva je bila uvedena velika serija izbolj\u0161av v podskladu eBPF. Dodana je mo\u017enost klicanja funkcij jedrskih modulov iz BPF programov. Uvedena je funkcija bpf_trace_vprintk(), ki omogo\u010da izpis ve\u010d kot treh argumentov hkrati, v nasprotju z bpf_trace_printk(). Dodana je nova struktura za shranjevanje podatkov (BPF map) bloom filter, ki omogo\u010da uporabo istoimenskih verjetnostnih podatkovnih struktur za dolo\u010danje prisotnosti elementa v mno\u017eici. Dodan je nov atribut BTF_KIND_TAG, ki se lahko uporablja v BPF programih za vezavo oznak na parametre funkcij, na primer za poenostavitev odkrivanja napak v uporabni\u0161kih programih. V libbpf je omogo\u010deno ustvarjanje lastnih razdelkov .rodata.* \/ .data.*, uvedena je podpora za sledenje dogodkom uprobe in kprobe, dodan je API za kopiranje vseh vrst BTF iz enega objekta v drugega. Podpora AF_XDP je bila iz libbpf premaknjena v lo\u010deno knji\u017enico libxdp. Za arhitekturo MIPS je bil implementiran JIT-kompajler za virtualni stroj BPF.\n
Za arhitekturo ARM64 je bila uvedena podpora za raz\u0161iritve ARMv8.6 za \u010dasovnik, ki med drugim omogo\u010dajo samosinkronizacijo predstavitve sistema registrov brez uporabe ISB ukazov.\n
Za arhitekturo PA-RISC je bila omogu\u0107ena uporaba mehanizma KFENCE za odkrivanje napak pri delu s pomnilnikom ter dodana podpora za detektor stanj dirke KCSAN.\n
Omogo\u010deno je prilagajanje pravic dostopa do tracefs na ravni posameznih uporabnikov in skupin, na primer, sedaj je mogo\u010de omogo\u010diti dostop do orodij za sledenje le \u010dlanom dolo\u010dene skupine. <\/ul>\n
Virtualizacija in varnost<\/b>\n
\n
V podskladu io_uring in device-mapper je bila uvedena podpora za generiranje dogodkov revizije. V io_uring je omogo\u010deno upravljanje dostopa prek modulov LSM. Dodana je mo\u017enost revizije sistemskega klica openat2().\n
Kod jezgra je potpuno oslobo\u0111en neprekidnih izraza case unutar switch (bez return ili break nakon svakog bloka case). Pri kompilaciji jezgra sada \u0107e biti mogu\u0107e primeniti re\u017eim \u201e-Wimplicit-fallthrough\u201c.\n
Vklju\u010dene so spremembe za zaostrovanje preverjanja meja med izvajanjem funkcije memcpy().\n
V vmesniku asinhronega vhodno\/izhodnega io_uring je bila uvedena mo\u017enost uporabe varnostnih politik, dolo\u010denih z moduli SELinux in Smack, za vhodno\/izhodne operacije.\n
V podsystemu IMA (Integrity Measurement Architecture), kter\u00fd umo\u017e\u0148uje extern\u00edmu servisu ov\u011b\u0159it stav podsystem\u016f j\u00e1dra, aby se ujistil o jejich pravosti, byla implementov\u00e1na mo\u017enost pou\u017e\u00edvat pravidla zalo\u017een\u00e1 na identifik\u00e1toru skupiny (GID), ke kter\u00e9 soubor pat\u0159\u00ed, nebo do kter\u00e9 pat\u0159\u00ed u\u017eivatel, kter\u00fd k souboru p\u0159istupuje.\n
N\u011bkter\u00e9 pokro\u010dil\u00e9 mechanismy ochrany tok\u016f seccomp() proti \u00fatok\u016fm typu Spectre jsou ve v\u00fdchoz\u00edm nastaven\u00ed zak\u00e1z\u00e1ny, nebo\u0165 byly pova\u017eov\u00e1ny za nadbyte\u010dn\u00e9 a z\u00e1sadn\u011b nezvy\u0161ovaly bezpe\u010dnost, p\u0159i\u010dem\u017e negativn\u011b ovliv\u0148ovaly v\u00fdkon. Byla p\u0159ehodnocena aplikace ochrany Retpoline.\n
Byla odstran\u011bna implementace mechanismu cryptoloop, kterou v roce 2004 nahradil dm-crypt a v p\u0159\u00edpad\u011b pot\u0159eby podporuje stejn\u00e9 algoritmy.\n
Ve v\u00fdchoz\u00edm nastaven\u00ed je zak\u00e1z\u00e1n nep\u0159\u00edstupov\u00fd p\u0159\u00edstup k podsystemu eBPF. Zm\u011bna byla provedena za \u00fa\u010delem zabr\u00e1n\u011bn\u00ed pou\u017e\u00edv\u00e1n\u00ed BPF program\u016f k obch\u00e1zen\u00ed ochrany proti \u00fatok\u016fm pomoc\u00ed bo\u010dn\u00edch kan\u00e1l\u016f. V p\u0159\u00edpad\u011b pot\u0159eby m\u016f\u017ee administr\u00e1tor obnovit mo\u017enost pou\u017e\u00edv\u00e1n\u00ed eBPF nep\u0159\u00edstupn\u00fdmi u\u017eivateli.\n
Do hypervizora ACRN, ur\u010den\u00e9ho pro prov\u00e1d\u011bn\u00ed \u00faloh v re\u00e1ln\u00e9m \u010dase a pou\u017eit\u00ed v kritick\u00fdch syst\u00e9mech, byla p\u0159id\u00e1na podpora pro vytv\u00e1\u0159en\u00ed\/odstra\u0148ov\u00e1n\u00ed virtu\u00e1ln\u00edch za\u0159\u00edzen\u00ed a pro pr\u016fchod za\u0159\u00edzen\u00ed MMIO.\n
Do kryptografick\u00e9ho enginu byla p\u0159id\u00e1na podpora definic KPP (Key-agreement Protocol Primitives), kter\u00e9 zjednodu\u0161uj\u00ed logiku v\u00fdvoje ovlada\u010d\u016f pro kryptosyst\u00e9my.\n