Издање језгра Linux 6.18

Након два месеца развоја, Линус Торвалдс је објавио језгро. Linux 6.18. Међу најзначајнијим променама: dm-pcache за кеширање диска у непроменљивој меморији (PMEM), уклањање Bcachefs-а, режим онлајн провере XFS-а, Binder драјвери (Android IPC) и Tyr (GPU Mali) у Rust-у, могућност креирања USB драјвера у Rust-у, оптимизација кеширања у SLUB алокатору меморије, адресирање именског простора помоћу дескриптора датотека, убрзавање swap-а, верификација BPF програма дигиталним потписом, виртуелизација Intel CET-а у KVM-у, PSP мрежни протокол (хибрид TLS-а и IPsec-а), подршка за AccECN IP екстензију, оптимизација UDP стека.

Нова верзија укључује 15035 исправки од 2217 програмера, величина закрпе је 45 MB (промене су утицале на 13142 датотека, додато је 601897 линија кода, обрисано је 355006 линија). Последње издање је имало 14334 исправки од 2118 програмера, величина закрпе је била 46 MB. Око 40% свих промена уведених у верзији 6.18 односи се на драјвере уређаја, око 16% промена се односи на ажурирање кода специфичног за хардверске архитектуре, 12% се односи на мрежни стек, 5% се односи на фајл системе, а 3% се односи на интерне подсистеме језгра.

Главне нове функције у језгру 6.18 (1, 2, 3):

• Дисковни подсистем, И/О и системи датотека
  • Руковалац dm-pcache је додат у Device Mapper да би се користила перзистентна меморија (CXL меморија адресирана преко DAX уређаја) као додатни кеш високих перформанси испред споријег традиционалног диска или флеш дискова. Dm-pcache осигурава да се садржај кеша сачува у случају пада система (заштита од пада система) коришћењем неиспарљиве меморије, дуплирањем метаподатака и провером интегритета података и метаподатака помоћу CRC32 контролних збира. Тренутно је подржано само кеширање са повратним писањем.
  • Код фајл система Bcachefs је уклоњен из језгра и сада ће бити дистрибуиран као екстерни модул изграђен коришћењем DKMS (Dynamic Kernel Module Support) алата. Код Bcachefs може бити поново уведен у језгро након што Кент Оверстрит покаже своју способност да правилно комуницира са другим програмерима језгра и да се придржава утврђених смерница за развој.
  • Заставица RWF_NOSIGNAL је додата системском позиву pwritev2() да би се онемогућило слање SIGPIPE сигнала приликом писања у неименоване цеви или сокете.
  • Опција монтирања „pidns“ је додата у Procfs за одређивање именског простора ID-а процеса (PID именског простора). На пример: „mount -t proc -o pidns=/proc/self/ns/pid proc /tmp/proc“.
  • XFS је проглашен стабилним и подразумевано му је омогућено коришћење услужног програма fsck за проверу и решавање откривених проблема онлајн, без демонтирања фајл система. Додати су системски позиви file_getattr и file_setattr за промену атрибута посебних датотека (било који иноде). Опције XFS_SUPPORT_V4 (XFS верзија 4) и XFS_SUPPORT_ASCII_CI (ASCII режим без разлике између великих и малих слова) су сада подразумевано онемогућене у KConfig-у и застареле су. Застареле опције монтирања attr2, noattr2, ikeep и noikeep су уклоњене.
  • MD RAID имплементира нови тип битмапа - llbitmap (lockless bitmap), који ради без закључавања и пружа веће перформансе.
  • Информације везане за шифровање и верификацију (показивачи i_crypt_info и i_verity_info) су премештене из опште структуре „inode“. Ова промена смањује потрошњу меморије у фајл системима који не подржавају шифровање и верификацију.
  • FUSE подсистем сада подржава системски позив copy_file_range() и директно копирање опсега користећи 64-битни тип величине (раније је била подржана само 32-битна величина). Додата је подршка за синхрону иницијализацију током монтирања (FUSE_DEV_IOC_SYNC_INIT).
  • Фајл систем ext4 сада подржава употребу 32-битних корисничких ИД-ова (uid) и групних ИД-ова (gid) приликом приступа резервисаним блоковима. Додате су Ioctl операције за подешавање и читање параметара суперблока за монтиране фајл системе (tune2fs сада може да мења параметре суперблока без потребе за писањем на блок уређај). Застарела подешавања специфична за ext3 су потпуно уклоњена.
  • Опција монтирања „lookup_mode“ је додата у f2fs за избор режима претраге: perf (хеш претрага), compat (линеарна претрага) или auto (аутоматски избор). Промена режима је корисна за конфигурације са директоријумима који не разликују велика и мала слова. Тренутни режим претраге може се пронаћи у датотеци „/sys/fs/f2fs/“. /effective_lookup_mode". Додата је могућност резервисања инода доступних само привилегованим корисницима.
  • Overlayfs сада подржава рад без разликовања великих и малих слова, што се може омогућити на нивоу слоја датотечног система (подешавање за појединачне директоријуме још увек није подржано).
  • BTRFS побољшава паралелизацију операција са великим оптерећењем читања и малим оптерећењем писања, смањује време извршавања трансакција и значајно смањује време синхронизације (са минута на десетине секунди). Сада је доступна могућност коришћења блокова (bs) већих од меморијске странице (ps).
  • Додат је параметар у ksmbd (SMB сервер базиран на кернелу) да би се ограничио максималан број конекција са једног ИП адресеsmbdirect, smbclient и smbserver су пребачени да користе стандардне структуре језгра.
  • SQUASHFS сада подржава опције SEEK_DATA и SEEK_HOLE у системском позиву lseek() за претрагу података и рупа у ретким датотекама. Неки тестови су показали побољшање перформанси до 150 пута за копирање ретких датотека.
  • EXFAT сада подржава FS_IOC_GETFSLABEL и FS_IOC_SETFSLABEL inicijalno-oktalne komande za čitanje i pisanje oznaka partija. Sada omogućava promenu opcija montiranja tokom ponovnog montiranja. Performanse učitavanja bitmapa su poboljšane.
  • NTFS3 додаје подршку за ioctl команде FS_IOC_GETFSLABEL и FS_IOC_SETFSLABEL за читање и подешавање ознака партиција.
• Меморијске и системске услуге
  • Усвојена је имплементација механизма за међупроцесну комуникацију Binder-а, написаног у Rust језику. Binder се користи у Android да организује интеракцију између процеса и удаљених позива метода (један процес Android може позвати методу или функцију у другом процесу Android, користећи Binder за идентификацију, позивање и прослеђивање аргумената између процеса). Binder-ов код је преписан у Rust-у као део Google-ове безбедносне иницијативе. Android.
  • SLUB, алокатор меморије језгра, имплементира опциони слој кеширања „снопова“. Користи више кеш меморија, свака повезана са засебним језгром процесора, омогућавајући да се операције алокације и деалокације меморије локализују на једно језгро. Ова кеш меморија побољшава перформансе алокације и деалокације меморије у језгру елиминисањем непотребних примитива синхронизације потребних када је укључено више језгара процесора. У нашим тестовима, повећање перформанси се кретало од 6.3% до 31%, у зависности од оптерећења.
  • Додата је могућност креирања дескриптора датотека повезаних са одређеним именским простором. За разлику од приступа именским просторима помоћу идентификатора (/proc/ /ns/), дескриптор датотеке је додељен одређеној инстанци именског простора и спречава да се идентификатор поново додели и усмери на други објекат. Слично pidfds-у, отварање дескриптора датотека који референцирају именске просторе се врши помоћу функција open_by_handle_at() и name_to_handle_at().
  • Механизам „Swap Table“ је имплементиран ради побољшања перформанси swap-а. Ово побољшање је постигнуто смањењем конкуренције за swap кеш меморију, ефикаснијим претраживањем кеша и смањењем фрагментације. За swap кеширање се користи бекенд заснован на Swap табели уместо XArray бекенда, што је резултирало просечним побољшањем перформанси од 5-20%. У usemem тесту, пропусност је повећана за 17-28%, у тесту вишенитне реконструкције језгра, време изградње је смањено за 1.12-3.19%, а redis-benchmark тест са BGSAVE је показао повећање броја обрађених захтева од 6-7%.
  • Zswap подсистем је мигриран да директно користи zsmalloc систем за алокацију меморије уместо zpool слоја, који се више нигде не користи и сада је уклоњен из језгра.
  • Да би се контролисало понашање покретачког програма микрокода на x86 системима, имплементирана је опција командне линије „microcode=flaglist“. У свом тренутном облику, ова нова опција замењује „microcode.force_minrev“ и такође вам омогућава да одредите минималну верзију микрокода дозвољену за покретање.
  • Почео је рад на реорганизацији претерано надуване структуре „странице“ која се користи за управљање РАМ страницама. Додат је тип „memdesc_flags_t“ за поља са заставицама опште намене које се могу користити након очекиваног будућег одвајања одвојених структура за слаче и фолије од структуре „странице“.
  • За nios2 архитектуру која се користи у Altera Nios II процесорима (FPGA-базирани софт процесор), имплементирана је подршка за системски позив clone3().
  • Атрибут „transitional“ је додат у конфигурацију језгра (KConfig). Може се користити за означавање подешавања која нису приказана у корисничким интерфејсима, као што је „make menuconfig“, и нису укључена у генерисане конфигурационе датотеке. Примарна сврха овог атрибута је да поједностави преименовање опција уз очување компатибилности са уназадним верзијама.
  • Минимална верзија Clang компајлера која може да изгради језгро је повећана на LLVM 15. Debian 12 и Ubuntu LLVM 14 је испоручен 22.04.
  • Настављено мигрирање промена из Rust-for-branchLinuxУ вези са коришћењем Руста као другог језика за развој драјвера и модула језгра (подршка за Руст није подразумевано омогућена и не укључује Руст као обавезну зависност за изградњу језгра). Нова верзија имплементира атомске операције са меморијом, структуру „мапловог стабла“, могућност креирања DebugFS датотека и функције манипулације битмапама за Руст код. Приступ API-ју за развој драјвера је проширен. Додат је комплетан скуп апстракција за развој драјвера за USB уређаје (пример USB драјвера). Услужни програм perf сада подржава симболе за дебаговање које генерише rustc компајлер.
• Виртуелизација и безбедност
  • Додата је подршка за криптографску верификацију преузетих БПФ програма коришћењем дигиталног потписа. Ова могућност ће бити додатно проширена како би укључила алате за дефинисање правила за преузимање потписаних БПФ програма и омогућавање непривилегованим корисницима да користе верификоване БПФ програме.
  • KVM хипервизор имплементира подршку за проширење виртуелизације Intel CET (Control-flow Enforcement Technology), које штити од експлоатације коришћењем техника програмирања оријентисаног на повратак (ROP). Ова заштита функционише тако што чува повратну адресу функције не само на редовном стеку већ и на посебном shadow стеку, који се не може директно мењати.
  • Додата је могућност коришћења више од 255 процесора код гостију који покрећу Bhyve хипервизор на FreeBSD 15 хостовима.
  • Додат је слој dibs (Direct Internal Buffer Sharing) за контролисано дељење бафера унутар изолованог окружења као што је хипервизор или инстанца језгра. Linux.
  • Подсистем за ревизију сада подржава рад са неколико истовремено омогућених LSM модула (Linux Безбедносни модул).
  • Додат је virtio драјвер spi-virtio за приступ SPI (серијски периферни интерфејс) уређају из виртуелне машине.
  • KVM хипервизор је ажуриран да би подржао SEV-SNP режим скривања шифрованог текста, који блокира читање шифрованог текста заштићене меморије гостујућег система на неовлашћеном процесору.
  • Додат је qtee драјвер за TEE (Trusted Execution Environment) окружења Qualcomm чипова.
• Мрежни подсистем
  • Додата је подршка за шифроване TCP везе коришћењем PSP безбедносног протокола (PSP), који је развио Google за шифровање саобраћаја између дата центара. PSP пружа шифровање, контролу криптографског интегритета и аутентификацију извора, имплементирајући јединствену комбинацију TLS и IPsec могућности. PSP примењује шифровање на нивоу појединачних мрежних веза, а не на целом комуникационом каналу. PSP користи одвојене кључеве за шифровање за различите тунелиране TCP везе како би строго изоловао саобраћај од различитих апликација и обрађивача. Да би се смањило оптерећење процесора, операције шифровања и дешифровања се пребацују на мрежне картице (offload). UDP се користи као протокол за пренос података, преко којег се прослеђује садржај оригиналног TCP пакета.
    
  • Додата је почетна подршка за екстензију Accurate Explicit Congestion Notification (AcECN). Ова екстензија је побољшана верзија ECN екстензије која омогућава хостовима да означе IP пакете у случају загушења уместо да их одбаце, што омогућава откривање почетка загушења на комуникационим каналима без губитка пакета. Оригинална ECN екстензија има ограничење да дозволи само један сигнал загушења да се подигне током једног TCP кружног путовања (RTT, Round-Trip Time, слање захтева и примање одговора). AccECN уклања ово ограничење и омогућава пријемнику да пренесе више од једног сигнала загушења пошиљаоцу у заглављу TCP пакета. Алгоритми за контролу загушења могу да користе ове информације да би прецизније реаговали на загушење и избегли нагло смањење брзине пакета када дође до мањег загушења.
  • UDP стек је оптимизован за обраду долазних пакета током DDoS напада, што резултира великим бројем пакета који стижу на један или више UDP сокета. Оптимизације, као што су смањење конкуренције, оптимизација распореда структура података у меморији и коришћење NUMA (неуниформни приступ меморији) закључавања, повећале су перформансе пријема UDP пакета за 47% или више у екстремним условима.
  • Имплементирана је могућност онемогућавања кеширања улазно/излазних операција на NFS серверу, што омогућава коришћење NFS сервера у системима са ограниченом меморијом (нпр. ограничена cloud окружења). Онемогућавање кеша може бити корисно и на NFS серверима са великим оптерећењем како би се спречило брисање података повезаних са локалним складиштем из кеша због ослобађања меморије за NFS кеш.
  • Максимална величина долазних и одлазних бафера пакета за мрежне сокете (net.core.rmem_max и net.core.wmem_max) је повећана са 2 MB на 4 MB. Подразумевана величина остаје непромењена (net.core.rmem_default и net.core.wmem_default = 2 MB).
  • Додат је драјвер за мрежни акцелератор Qualcomm PPE (Packet Processing Engine) који се користи у Qualcomm IPQ9574 SoC-у.
• Оборудование
  • Драјвер Tyr, написан у Rust-у, интегрисан је у језгро. Подржава ARM Mali GPU-ове који користе Command Stream Frontend (CSF) технологију, као што су Mali G310, G510 и G710. Драјвер још увек није спреман за редовну употребу од стране редовних корисника и сматра се експерименталним прототипом за тестирање апстракција за развој драјвера у Rust-у.
  • Подршка за тачпеде са хаптичком повратном информацијом и сензорима притиска је додата драјверима за HID (Human Interface Device) улазне уређаје.
  • Настављен је рад на Xe DRM (Direct Rendering Manager) драјверу за графичке процесоре засноване на Intel Xe архитектури, која се користи у графичким картицама Intel Arc серије и интегрисаној графици, почевши од Tiger Lake процесора. Нова верзија додаје madvise интерфејс, омогућава подршку за SR-IOV PF (Single Root I/O Virtualization Physical Function), додаје подршку за Intel PSMI режим за валидацију хардвера, обезбеђује обраду информација о грешкама које преноси фирмвер, имплементира SLPC профил напајања и додаје подршку за учитавање помоћног фирмвера (као што је за контролер вентилатора и регулатор напона) током валидације драјвера.
  • Драјвер AMDGPU сада подржава уређаје са Cyan Skillfish APU-има, побољшава подршку за AMD GCN 1.0, додаје компатибилност са criu алатима, додаје метрике температуре у sysfs и омогућава захтеве за ремапирање MMIO-а из корисничког простора.
  • Драјвер i915 укључује подршку за породицу чипова Wildcat Lake и побољшава перформансе са графичким процесорима Jasper Lake, Elkhart Lake, Gen7 и Gen6.
  • Драјвер Nouveau подразумевано користи NVIDIA GSP фирмвер и има побољшано руковање грешкама.
  • Интеграција компоненти Nova драјвера за NVIDIA графичке картице опремљене GSP фирмвером, који се користе почев од NVIDIA GeForce RTX 2000 серије засноване на Turing микроархитектури, је настављена. Драјвер је написан у Rust-у. Нова верзија проширује подршку за GSP фирмвер, побољшава имплементацију макроа „register!“ и додаје подршку за PCI класе уређаја и ИД-ове произвођача.
  • Додат је ракетни драјвер за NPU акцелераторе који се користе у Rockchip RK3588 SoC-у.
  • Додат је параметар језгра „boot_display“ за избор излазног уређаја за приказивање процеса покретања на системима са више графичких картица (GPU).
  • Драјвер vesadrm имплементира подршку за 8-битне палете.
  • Драјвер msm је ажуриран да би подржао Adreno 663 GPU и имплементирао подршку за IFPC (Inter Frame Power Collapse) технологију смањења потрошње енергије.
  • Пантор драјвер је додао подршку за Мали-Г710, Мали-Г510, Мали-Г310, Мали-Гx15, Мали-Гx20 и Мали-Гx25 графичке процесоре.
  • Додата је подршка за следеће ASoC звучне системе: Qualcomm Glymur и PM4125, Realtek RT1321, Shanghai FourSemi FS2104/5S, Texas Instruments PCM1754 и TAS2783A, qcs615, CS35L56 B2, tas2118, tas2x20 и tas5825. Додата је подршка за Tascam US-144mkII и Presonus S1824c USB звучне картице.
  • Додата је подршка за ARM процесоре Cortex-A320/A520AE/A720AE и C1-Nano/Pro/Premium/Ultra.
  • Додата је подршка за ARM плоче, SoC-ове и уређаје: Apple M2 Pro, M2 Max и M2 Ultr, Sony Xperia SP, Samsung Galaxy S22, Samsung Galaxy S20 FE, ASUS Eee Pad Slider SL101, Lenovo ThinkBook 16, HP Omnibook X14 X1P42100, Dell Inspiron 7441 / Latitude 7455, Sige1, NanoPi Zero2, Axis Artpec8, NXP i.MX91, ROCK 2A/2F, Qualcomm Lemans Auto, Renesas RZ/T2H, RZ/N2H, RZ/T2H и RZ/N2H, Aspeed AST27xx, Meta Clemente BMC, Netcube Nagami som, Tqma91xx, Ultratronik i.MX8MP Ultra-MACH, i.MX8ULP EVK9, Buffalo WXR-1750DHP,

Истовремено, Латиноамеричка фондација за слободни софтвер креирала је верзију потпуно бесплатног језгра 6.18 - Linux-libre 6.18-gnu, очишћен од елемената фирмвера и драјвера који садрже компоненте које нису слободне или делове кода са ограниченим дометом. Издање 6.18 укључује ажурирани код за чишћење блобова у драјверима Nova-Core, Intel XE, TI PRUeth, Lantiq GSWIP и Marvell WiFi-Ex. Имена блобова у датотекама devicetree (.dts) за Qualcomm, Mediatek и TI ARM64 ARM чипове су очишћена. Учитавање блобова је онемогућено у новим драјверима FourSemi fs2104/5s, TI TAS2783 и Qualcomm GENI.

Извор: опеннет.ру