Utsläpp av Linux-kärnan 6.10

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds versionen av kärnan Linux 6.10. Bland de mest framträdande förändringarna finns: ntsync-drivrutinen med Windows NT-synkroniseringsprimitiv, DRM Panic-komponenter för att implementera en analog till "blue screen of death", avstängning av stöd för äldre Alpha-CPU:er, möjlighet till integritetsverifiering i FUSE-baserade filsystem, begränsad åtkomst till ioctl via Landlock-mekanismen, en subsystem för profilering av minnesallokeringsoperationer, systemanropet mseal(), möjlighet till krypterad datakommunikation med TPM-enheter, stöd för högprioriterade arbetsköer i dm-crypt, samt panthor-drivrutinen för den tionde generationens GPU Mali.

I den nya versionen ingår 14564 korrigeringar från 1989 utvecklare, patchens storlek är 41 MB (ändringarna berör 12509 filer, 547663 kodrader har lagts till, 312464 kodrader har tagits bort). I den föregående versionen fanns det 15680 korrigeringar från 2106 utvecklare, patchens storlek var 54 MB. Cirka 41% av alla förändringar i 6.10 är relaterade till drivrutiner, ungefär 15% av förändringarna rör uppdatering av kod specifik för hårdvaruarkitekturer, 13% är relaterade till nätverksstacken, 5% till filsystem och 4% till interna subsystem i kärnan.

Huvudnyheterna i kärnan 6.10:

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • En ny fcntl-operation F_DUPFD_QUERY har lagts till, som gör det möjligt för en process att avgöra att två olika filbeskrivare refererar till samma fil. Till skillnad från liknande möjligheter som erbjuds av systemanropet kcmp(), avslöjar F_DUPFD_QUERY ingen extra information och fungerar på system med kcmp inaktiverat.
  • I FUSE-subsystemet, som används för att implementera filsysten i användarutrymmet, har möjlighet att använda mekanismen fs-verity för att kontrollera integritet och äkthet av filer implementerats.
  • I dm-crypt-modulen, som används för att kryptera blockenheter, har en "high_priority"-alternativ lagts till, vilket gör det möjligt att använda högprioriterade arbetsköer för att öka prestandan på kraftfulla enheter. servrar. Som standard är läget avstängt, då det kan leda till ökad latens på vanliga datorer vid utförande av icke-krypteringsrelaterade arbetsuppgifter, såsom ljudbearbetning.
  • En nätverksprotokoll baserat på netlink har lagts till för att hantera NFS-servern i kärnan. I användarutrymmet har ett verktyg som heter nfsdctl förberetts baserat på detta protokoll. Stödet för att montera NFS v2 är inaktiverat som standard (i verktyget mount.nfs avbröts stödet för NFS v2 redan 2021).
  • Arbetet med att implementera möjligheten att använda verktyget fsck för att kontrollera och åtgärda identifierade problem i filsystemet XFS har fortsatt, utan avmontering av filsystemet. ioctl XFS_IOC_EXCHANGE_RANGE för utbyte av byteområden mellan två filer i atomärt läge har lagts till.
  • I Btrfs har stöd för avskurna (shrinker) oavslutade kartor av extents implementerats, vilket kan vara användbart för att minska minnesanvändningen i låga minnesförhållanden. Koden för datakomprimering och funktionen put_file_data() har omvandlats för att använda sidfollor (page folios). Mekanismen för låsning av extents vid utförande av återinspelning har omarbetats.
  • I filsystemet Ext4 har stöd för ioctl FS_IOC_GETFSSYSFSPATH lagts till för att bestämma platsen för det angivna monterade filsystemet i hierarkin /sys/fs.
  • Filsystemen OPENPROMFS, ISOFS, QNX6, NILFS2, MINIX och FREEVXFS har omvandlats för att använda det nya API:et för montering av partitioner.
  • I filsystemet EROFS (Extendable Read-Only File System), avsett för användning på partitioner som är tillgängliga i skrivskyddat läge, har stöd för Zstandard-komprimeringsalgoritmen lagts till.
  • I Bcachefs har förberedelser gjorts för att genomföra fsck utan att avmontera partitionen (online-kontroll). Förändringar och korrigeringar har lagts till för att öka driftsäkerheten. Möjlighet till uppgradering och återställning av FS-formatet har implementerats i "nochanges"-läge, vilket inaktiverar skrivning och lagrar metadata endast i minnet.
  • I filsystemet OverlayFS har stöd för skapande av temporära filer med hjälp av alternativet O_TMPFILE lagts till.
  • Stödet för mekanismen för att begränsa bandbredden för blockenheter "CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW" har upphört, vilken sedan 2017 har haft status som experimentell, inte fått genomslag i praktiken och försvårar underhållet av subsystemet för blockenheter.
• Minne och systemtjänster
  • Tillagd, men inaktiverad vid kompilering, är drivrutinen ntsync, som implementerar den symboliska enheten /dev/ntsync och en uppsättning primitiva funktioner för synkronisering som används i Windows NT-kärnan. Genom att implementera sådana primitiva funktioner på kärnnivå kan prestandan för Windows-spel som körs med Wine avsevärt öka. Prestandaförbättringar uppnås genom att eliminera overheaden som är förknippad med användning av RPC i användarutrymmet. Skapandet av en separat drivrutin för Linux-kärnan förklaras av svårigheterna att korrekt implementera NT:s synkroniserings-API på befintliga primitiva funktioner i kärnan.
  • En underordnad modul för profilerings av minnesallokeringar har tillagts i Linux-kärnan, vilket gör det möjligt att upptäcka minnesläckor i kärnan och förenklar genomförandet av minnesoptimeringar. Modulen har låg overhead, vilket gör att den kan användas inte bara i debug-kärnkompileringar utan också på produktionssystem.
  • En preliminär implementation av en nödhantare i kärnan har lagts till — DRM Panic, som använder DRM (Direct Rendering Manager) subsystemet för att visa en tydlig färgrapport i stil med "blue screen of death". I nästa version planeras möjligheten att visa en logotyp och QR-kod på skärmen vid en nödsituation.
  • Överföringen av förändringar från Rust-for-Linux-grenen som rör användning av Rust som andraspråk för utvecklingen av drivrutiner och kärnmoduler fortsätter (stöd för Rust är inte aktiverat som standard och medför inte att Rust ingår som ett obligatoriskt byggberoende för kärnan). Övergången till Rust-version 1.78 har genomförts, vilket möjliggjort användning av standardbiblioteket alloc istället för en egen gren. Abstraktioner för arbete med tid i kärnan har lagts till (en omslag runt strukturen ktime_t). Stöd för användning av kärnkomponenter på Rust i system med RISC-V-arkitektur har lagts till.
  • I BPF-program har möjligheten att använda väntköer (wait queue) i kärnan implementerats. Funktionerna bpf_preempt_disable och bpf_preempt_enable har lagts till för att skapa sektioner med kod som inte kan avbrytas av schemaläggaren. BPF-program har nu tillgång till kärnans kryptografiska funktioner (crypto). Stöd för JIT-kompilering av BPF-program på system med 32-bitar processorer ARCv2 har implementerats.
  • För 32-bitar ARM-system har stöd för kärnbygge med Clang-compiler med aktiverat CFI-läge (Control Flow Integrity) implementerats. Detta blockerar avvikelser från normal körordning (control flow) på grund av exploateringar som ändrar minneslagrade funktionspekare.
  • Möjligheten till direkt avbildning via mmap() av ringbuffertar för spårning och överföring av deras innehåll till användarutrymmet utan ytterligare kopiering har lagts till.
  • Ett systemanrop "mseal" har lagts till, vilket gör det möjligt för processer att sätta en låsning på att ändra vissa delar av sitt adressutrymme. I praktiken planeras det nya systemanropet att användas i webbläsaren Chrome för att förstärka sandbox-isoleringen.
  • För subarkitekturen x32, som tillhandahåller en hybrid x86_64 ABI, vilket möjliggör användning av 32-bitar adressmodell på 64-bitar system (processorn arbetar i 64-bitar läge, men använder 32-bitar pekare och aritmetiska operationer), har stöd för mekanismen Shadow Stack lagts till, vilket blockerar många exploateringar genom att använda Intel-processors hårdvarufunktioner för att skydda mot överskrivning av returadress från funktioner vid buffertöverskridning i stacken.
  • På ARM64-arkitektur system har möjligheter relaterade till skrivskyddavdelningar och element i sidtabeller implementerats i systemanropet userfaultfd(), som möjliggör skapandet av hanterare för sidfel (page faults) i användarutrymmet.
  • Koden för att stödja Alpha 21164 (EV5) och tidigare serier av processorer, som släpptes 1995, har tagits bort. Underhållet av koden för dessa processorer var komplicerat på grund av avsaknaden av byte-nivå minnesåtkomst. Alpha var den första arkitekturen där Linux-kärnan portades, som ursprungligen endast var tillgänglig för x86-system.
• Virtualisering och säkerhet
  • Stödet för krypterad dataöverföring med TPM-enheter (Trusted Platform Module) och verifiering av transaktionernas integritet har lagts till.
  • I LSM-modulen Landlock, som begränsar interaktionen mellan en grupp processer och den externa miljön, har möjligheten att tillämpa regler för begränsad åtkomst till ioctl()-anrop lagts till.
  • En ny option init_mlocked_on_free som erbjuds vid uppstart, säkerställer att innehållet i minnet, som skyddas från att skrivas till swap-minnet med hjälp av mlock(), nollställs om detta minne frigörs utan att låsas upp med munlock(). Användning av denna option utesluter att kryptografiska nycklar finns kvar i minnet vid en krasch av applikationen som arbetar med dem.
  • I krypto-undersystemet har utförandet av disk-krypteringsoperationer med hjälp av AES-XTS-algoritmen snabba upp på x86_64-system med Intel- och AMD-processorer som stöder VAES, AVX2, VPCLMULQDQ, AVX10 eller AVX512.
  • Möjligheten att samla statistik om användning av kärnans kryptosystem (CONFIG_CRYPTO_STATS) har tagits bort. Denna funktion användes praktiskt taget inte och orsakade betydande prestandaförluster samt skapade en merkostnad för underhållarna.
• Nätverkssystemet
  • Prestandan för dataöverföringsoperationer i zero-copy-läge har avsevärt förbättrats genom användning av io_uring-subsystemet. Möjligheten att sammanfoga ("bundle") flera buffertar för dataöverförings- och mottagningsoperationer har lagts till.
  • Koden för skräpuppsamling, som används vid överföring av filhandtag via Unix-socketar med SCM_RIGHTS-meddelanden, har skrivits om. Ändringen löser problemet med cykliska referensräknare.
  • Möjligheten att installera filter för PFCP-protokollet (Packet Forwarding Control Protocol), som används i 4G- och 5G-nätverk, har lagts till.
  • Stöd för socket-alternativet SO_PEEK_OFF har lagts till, vilket, på samma sätt som det liknande alternativet för Unix-sockets, gör det möjligt att bestämma förskjutningen av data i kön som används av systemanropet recv när flaggan MSG_PEEK anges (markerar data som olästa och de kommer att ges igen vid nästa anrop av recv).
  • Stöd för operationen IORING_CQE_F_SOCK_NONEMPTY har lagts till i io_uring-systemet, vilket gör det möjligt att bestämma om en nätverksocket har anslutningsförfrågningar som väntar på behandling.
  • En implementation av PoE (Power over Ethernet) -teknologin har föreslagits, baserat på tidigare tillgänglig kod för stöd av PoDL (Power over Data Line) och kompatibel med PoE-kontroller Microchip PD692x0 och TI TPS23881.
  • För protokollen TCP, DCCP och MPTC har stödet för mekanismen rstreason lagts till, vilket gör det möjligt att bestämma orsaken till att RST-paket skickas (till exempel NO_SOCKET).
• Utrustning
  • Drivern panthor för den tionde generationens GPU Mali (G310, G510, G710) har inkluderats, där teknologin CSF (Command Stream Frontend) används, vilket flyttar vissa funktioner från drivrutinen till firmware för att minska belastningen på CPU:n och erbjuder en ny modell för organisering av arbetsuppgifter på GPU:n. Ändringar för stöd av den nya drivrutinen har också antagits i Mesa och inkluderats i Gallium-drivrutinen panfrost för GPU Mali.
  • PCI-id för nya diskreta grafikkort från Intel Arc (DG2/Alchemist) har lagts till i drivrutinen i915.
  • Arbetet med drm-drivrutinen (Direct Rendering Manager) Xe för GPU:er baserade på Intel Xe-arkitekturen, som används i Intel Arc-grafikkort och integrerad grafik, har fortsatt, med stöd för CPU Arrow Lake H tillagt. Arbetet med att implementera stöd för Lunar Lake-processorer har fortsatt. Grundläggande stöd för mekanismen SR-IOV (Single Root I/O Virtualization) har lagts till.
  • Stöd för SMU 14.0 (System Management Unit) har lagts till i AMDGPU-drivrutinen. Möjligheten att använda nya AMD GPU:er på system med RISC-V-arkitektur har lagts till.
  • En drivrutin för Tegra Security Engine, som kan användas för att påskynda AES och olika hash-algoritmer, har lagts till.
  • Stöd för skärmpanelerna LG SW43408, Innolux G121XCE-L01 LVDS, RK3326 GameForce Chi, Crystal Clear CMT430B19N00, POWERTIP PH128800T006-ZHC01, Startek KD050HDFIA020-C020A, Pixel 3a, Khadas TS050 V2, Raydium RM69380, BOE NT116WHM-N44, CMN N116BCA-EA1 och AUO B120XAN01.0 har lagts till.
  • Stöd för ljudsystemet i bärbara datorer Lenovo Thinkbook 13x Gen 4, Lenovo Thinkbook 16P Gen 5, Lenovo Thinkbook 13X och ASUS Zenbook 2024 HN7306 har lagts till. Stöd för externa ljudkort Vocaster One och Vocaster Two har lagts till. En drivrutin för förstärkare NAU8325 från Nuvoton Technology har lagts till.
  • I HID-Steam-drivrutinen har stöd för IMU (Inertial Measurement Unit) för spelkontrollen Steam Deck lagts till, vilket möjliggör användning av en separat evdev-enhet för åtkomst till gyro- och accelerometerdata.
  • Ändringar för att stödja ARM SoC Snapdragon X Elite, som använder en egen 12-kärnig CPU Qualcomm Oryon och GPU Qualcomm Adreno, har aktiverats. Chipsatsen är riktad mot användning i bärbara datorer och PC, och presterar bättre än Apple M3 och Intel Core Ultra 155H i många prestandatester.
  • Stöd för ARM-plattor, SoC och enheter har lagts till: PocketBook 614 Plus, Sony Xperia Z3, Xperia 1 V, Samsung Galaxy S5 Kina, Motorola Moto G, RK3326 GameForce Chi, Anbernic RG35XX (Plus/H/2024), Airoha EN7581, Radxa ROCK 3C, ArmSom Sige7, Tanix TX1, Toradex Colibri iMX8DX, Renesas RZ/V2H, Forlinx OK3588-C, Protonic MECSBC, Emcraft Systems NavQ+, NXP S32G3, Wolfvision pf5, Amlogic A4/A5, ASUS RT-AC3200, ASUS RT-AC5300, ASrock E3C256D4I, IBM system1 BMC, Meta Harma BMC(AST2600), ASRock X570D4U BMC, Au-Zone Maivin AI Vision Starter Kit.
  • Stöd för Milk-V Mars-kort som använder SoC Starfive JH7110 baserat på RISC-V-arkitekturen har lagts till.

Samtidigt har den latinamerikanska Stiftelsen för fri programvara skapat en version av den helt fria kärnan 6.10 — Linux-libre 6.10-gnu, som har rensats från element av firmware och drivrutiner som innehåller icke-fria komponenter eller kodavsnitt vars användningsområde är begränsat av tillverkaren. I version 6.10 har rensningskoden för blobbar i Intel i915-, rtl8xxxu-, qla2xxx- och QCAI sahara-drivrutinerna uppdaterats. Namnen på blobbar i dts-filer (devicetree) för arkitekturen Aarch64 har rensats. Nya filer som lagts till i Adreno-, Intel IPU3- och PRUEth-drivrutinerna har rensats från blobbar. Rensning av de nya drivrutinerna Panthor, Intel IPU6, PRUEth SR1, rtw8703b, tps23881, air_en8811h, Intel ISH HID och pcm6240 har genomförts. Rensningen av USB-drivrutinen Prism2.5/3 USB har avslutats, vilket har tagits bort från kärnan.

Källa: opennet.ru