Linux 6.14

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds år utgåvan av Linux-kärnan 6.14. Bland de mest anmärkningsvärda förändringarna finns: ntsync-drivrutinen med synkroniseringsprimitive från Windows NT, ny balans för läsoperationer i Btrfs RAID1, stöd för reflink i XFS i realtidsläget, möjlighet till icke-cachelagrad buffrad in- och utmatning, dmem cgroup för begränsning av GPU-minne, användning av io_uring i FUSE, delegering av attribut i NFS, stöd för atomär skrivning i Device mapper, acceleration av symboliska länkar, hantering av skriptkörningsmöjligheter, stöd för Qualcomm Snapdragon 8 Elite-chips, drivrutin för AMD NPU.

I den nya versionen ingår 12115 korrigeringar från 1984 utvecklare, patchens storlek är 39 MB (förändringarna berör 10170 filer, 531586 rader kod har lagts till, 235999 rader har tagits bort). I den föregående utgåvan var det 14172 korrigeringar från 2086 utvecklare, patchens storlek var 46 MB. Cirka 41% av alla förändringar i 6.14 är relaterade till enhetsdrivrutiner, ungefär 13% handlar om uppdatering av kod som är specifik för hårdvaruarkitekturer, 14% relaterar till nätverksstacken, 7% till filsystem och 4% till interna kärnsystem.

Huvud nyheter:

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • I filsystemet Btrfs har det tillkommit stöd för nya metoder för balans av läsoperationer mellan lagringsenheter i RAID1-arrayen. Utöver den tidigare belastningsfördelningen baserad på processidentifierare (pid) föreslår den nya versionen tre nya balanslägen: "rotation" (jämn belastning över alla lagringsenheter, läget är aktiverat som standard); "latency" (fördelning med hänsyn till fördröjningar, kan vara användbart vid fel eller instabil drift av lagringsenheter); devid (manuell styrning). För att ändra balansläget tillagd använd gränssnittet /sys/fs/btrfs//read_policy. Bland andra förändringar i Btrfs – implementering av ioctl FS_IOC_READ_VERITY_METADATA.
  • Tillagd läget för icke-cachelagrad buffrad in- och utmatning, där data tas bort från sidcache direkt efter att läs- eller skrivoperationer har slutförts. Ändringen kan vara användbar vid användning av mycket snabba lagringsenheter, vars caching av operationer i RAM är överflödig. För sådana enheter tillåter det nya läget att undvika överdriven minnesanvändning av sidcachen utan att behöva använda den komplicerade API:n för direkt in- och utmatning (Direct I/O).
  • I fsnotify, mekanismen för att spåra förändringar i filsystemet, har lagts till ett nytt händelse FS_PRE_ACCESS, som genereras i fasen före åtkomst till filinnehållet. Händelsen hanteras i synkron läge, det vill säga kärnan skickar händelsen och väntar på svar. Om svaret tas emot utförs operationen, och om ett fel uppstår returnerar systemanropet en felkod till användarutrymmet. Med FS_PRE_ACCESS kan en process i användarutrymmet till exempel organisera fyllning av filen i takt med att data finns tillgängliga i det långsamma lagringsutrymmet.
  • Till FUSE-subsystemet, som gör det möjligt att skapa implementationer av filsystem i användarutrymmet, har lagts till stöd för datakommunikation mellan kärnan och hanteraren i användarutrymmet med hjälp av io_uring-inmatnings-/utgångsmekanismen. Ändringen möjliggör ökad prestanda för FUSE genom att minska kontextbyten mellan kärnan och användarutrymmet.
  • Till filsystemet XFS har lagts till att användning av omvänd mappning (rmap, reverse-mapping) i driftläge med förutsägbara fördröjningar ('realtime device'). Omvänd mappning gör det möjligt att fastställa vilket lagringsutrymme som används för en angiven fil. Med rmap i XFS för realtidsläge har stöd för reflink-operationen implementerats, vilket möjliggör skapande av filkopior genom kloning av filmetadata och skapande av en länk till redan existerande data utan faktisk kopiering.
  • I VFS har genomförts caching av storleken på symboliska länkar, vilket resulterade i en 1,5% ökning av hastigheten för readlink-operationen (i testet med /initrd.img i ext4). Caching är aktiverad i filsystemet ext4 och tmpfs.
  • I implementeringen av NFSv4.2 har lagts till stöd för delegering av filattribut, vilket gör det möjligt att hantera sådana filattribut som ändringstid (mtime) på sidan av NFS-klienten, utan att behöva återställa ändringarna till servern. Stödet för protokollet har även förbättratsLOCALIO, som möjliggör att fastställa om klienten och NFS-servern befinner sig på samma värd, för att aktivera relevanta optimeringar, såsom användning av direkt in-/utmatning (Direct I/O) av klienten.
  • Prestandan för läsoperationer i filsystemen NETFS, CIFS och AFS (Andrew File System) har ökat. I Squashfs
  • har inkluderats påslagen direktladdningsläge för block till sidcache (SQUASHFS_FILE_DIRECT), vilket möjliggör att undvika en separat read_page-cache. Ändringen har minskat minnesstorleken som används vid Squashfs-arbete.
  • i systemanropet statx() genomförd FLAGGEN STATX_DIO_READ_ALIGN, för att bestämma det nödvändiga justeringen för läsoperationer från fil.
  • I filsystemet Bcachefs uppdaterad och stabiliserad diskstrukturformat. Eventuella framtida ändringar av formatet kommer att betecknas som valfria och implementeras som tillägg. Hastigheten för kontroll av filsystemets integritet har ökat avsevärt. Dessutom har Bcachefs förbättrat arbetet i endast läsläge; problem som ledde till minnesåtkomst efter frigöring (use after free) har åtgärdats; problem med reflink-pekarna i fsck har lösts; och hanteringen av transaktionsåterstart har förbättrats.
  • Återinförd modulen md-linear, avsedd för att sammanfoga blockenheter. Denna modul hade tidigare förklarats som föråldrad och togs bort från kärnan 6.8, men det visade sig att den var efterfrågad och har därför återställts.
  • Filsystemen F2FS och SQUASHFS har övergått till att använda minnessidor (page folios).
  • I drivrutinen null_blk har attributet "rotational" implementerats, vilket ställs in via configfs och gör det möjligt att simulera arbete med en enhet baserad på roterande diskar för att underlätta testning av kärnans funktioner.
  • I Device-mapper-systemet och i modulerna dm-mirror, dm-io, dm-table, dm-linear, dm-stripe och dm-raid1 har möjligheten är stöd för atomisk skrivning.
• Minne och systemtjänster
  • Integrationen av drivrutinen ntsync , som implementerar det symboliska enheten /dev/ntsync och en uppsättning primitiva operationer för synkronisering som används i Windows NT-kärnan. Implementeringen av sådana primitiva på kärnnivå gör det möjligt att avsevärt öka prestandan för Windows-spel som körs med Wine. Prestandaökningen uppnås genom att eliminera overheaden kopplad till RPC-användning i användarutrymmet. Skapandet av en separat drivrutin för Linux-kärnan förklaras av svårigheterna med att korrekt implementera NT-synkroniserings-API:et ovanpå de existerande primitiva i kärnan.En ny cgroup-kontroller har lagts till
  • DMEM DMEM för separat redovisning av minnesområden för enheter som GPU. DMEM möjliggör skapandet av separata cgroup för olika uppgifter som arbetar med GPU, så att de kan köras utan att påverka varandra. Den nya funktionen löser problemet med att tvinga avslutandet av operationer med GPU vid brist på tillgängligt minne, tack vare redovisningen av spegelminnet från GPU och det minne som används av CPU-drivrutiner i separata cgroup.
  • Optimeringar har gjorts för att skala flush-operationer av TLB (Translation Lookaside Buffer), som används för att påskynda översättningen av virtuella adresser till fysiska. De tillagda optimeringarna innebär att vissa datakonstruktioner uppdateras fördröjt under kontextbyten, vilket förbättrar prestandan under vissa tester.
  • Prestandan för läsoperationer i filsystemen NETFS, CIFS och AFS (Andrew File System) har ökat. prestandan hos mekanismen MGLRU (Multi-Generational LRU), som används för att bestämma vilka sidor i minnet som används och vilka som kan flyttas till bytes område.
  • Fortsatt överföring av förändringar från grenen Rust-for-Linux, relaterade till användningen av språket Rust som ett sekundärt språk för utveckling av drivrutiner och kärnmoduler (Rust-stödet är inte aktiverat som standard och leder inte till att Rust blir en obligatorisk byggberoende för kärnan). Möjlighet har gjorts för att använda makrot "derive(CoercePointee)" i kärnkoden, vilket möjliggör användning av smarta pekare med trait-objekt. I kärnan ingår Rust-bindningar för plattformar PCI, Open Firmware, symboliska enheter, och vissa funktioner för in-/utdata . Greg Kroah-Hartman, som ansvarar för att stödja den stabila grenen av Linux-kärnan,karakteriserade det nuvarande tillståndet som "nästan redo för att skriva en verklig drivrutin i Rust". I byggscenarier
  • ny kod för att generera versioner av debug-symboler för laddade moduler, som nu använder information från debug-poster i DWARF-format snarare än att direkt analysera källkoden. Ändringen möjliggör versionering av debug-symboler för moduler skrivna i Rust. Den gamla implementationen finns också kvar i kärnan, och valet av generator görs på byggalternativsnivå. föreslagen För PowerPC-arkitekturen
  • För PowerPC-arkitekturen har möjligheten stöd för lägeshantering av lat borttagning av uppgifter (PREEMPT_LAZY, lazy preemption), vilket motsvarar lägeshanteringen av fullständig borttagning («full preemption») för realtime-uppgifter (RR/FIFO/DEADLINE), men fördröjer borttagning av vanliga uppgifter (SCHED_NORMAL) till tickgränsen.
  • i prestandaprofileringssystemet perf har lagts till stöd för energiförbrukningsräknare för AMD-processorer. Tillagd möjlighet att arbeta på system med upp till 2048 CPU-kärnor.
  • Tillhandahållet möjlighet att använda sysctl-parametern pid_max med process-ID-namnrymder (ID namespace). Parametern pid_max syftar till att begränsa det maximala värdet av process-ID:n (PID) och kan nu användas för att begränsa det maximala antalet processer som körs i den angivna namnrymden. Behandlingen av parametern sker hierarkiskt, dvs. begränsningar i externa namnrymder gäller även för inbäddade namnrymder.
  • Vid användning av systemanropet execveat kommer filsystemet /proc nu att visa namnet på den körda filen istället för filbeskrivarnumret.
  • I den ursprungliga koden för kärnan (i katalogen samples) har verktyget mountinfo lagts till, vilket visar användningen av systemanropen statmount() och listmount().
  • I BPF-systemet har erbjudits nya funktioner bpf_local_irq_save() och bpf_local_irq_restore() för tillfällig avstängning av avbrott på den lokala CPU:n. Funktionerna kan användas för att implementera strukturer vars bearbetning inte avbryts av avbrott.
  • I systemanropet madvise() vid användning av flaggorna MADV_DONTNEED och MADV_FREE försedd släpp av minnestabeller kopplade till det frigjorda adressintervallet, eftersom tomma minnessidor i vissa situationer kan ta upp en betydande mängd minne.
  • För OpenRISC-arkitekturen har stöd implementerats för mekanismen för omstartbara sekvenser (rseq, restartable sequences), avsedd för snabb atomär utförande av operationer, som vid avbrott av en annan tråd rensas och en ny försöksomgång görs.
  • Koden har omorganiserats med implementering av algoritmerna CRC32 och CRC-T10DIF, vilket inte längre överlappar med kryptosystemet och anropas direkt från bibliotekets gränssnitt. Denna ändring har gjort det möjligt att förenkla koden och öka dess effektivitet.
  • I systemet för asynkron in- och utmatning io_uring tillagd gränssnitt för att överföra ytterligare metadata om integritet vid läs- och skrivoperationer.
• Virtualisering och säkerhet
  • I systemanropet execveat tillagd flaggan AT_EXECVE_CHECK, som tillåter att utföra en kontroll av giltigheten av att köra en fil utan att faktiskt starta den, men med beaktande av säkerhetspolicyer, åtkomsträttigheter och aktiva LSM-moduler. För användning tillsammans med AT_EXECVE_CHECK föreslås securebit-flaggorna SECBIT_EXEC_RESTRICT_FILE och SECBIT_EXEC_DENY_INTERACTIVE, som kan användas för att begränsa körningen av filer med skript på tolkade programmeringsspråk. Flaggan SECBIT_EXEC_RESTRICT_FILE föreskriver för länkare och tolkar att använda alternativet AT_EXECVE_CHECK för att kontrollera giltigheten av körningen, medan flaggan SECBIT_EXEC_DENY_INTERACTIVE förbjuder hantering av interaktiva kommandon. Huvudidén med ändringen är att tillämpa säkerhetspolicyer inte bara på traditionella körbara filer utan också på textfiler med skript som kan laddas genom att starta tolken (d.v.s. förbud mot körning kan genomföras inte bara vid körning av "./script.sh" utan också vid körning i formen "sh script.sh").
  • På x86-system har stöd för skyddade tidräknare för gästsystem införts, vilket hindrar förändringar av systemklockorna i gästsystemet från värdmiljön. Möjligheten är baserad på mekanismen AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), som tillämpas i virtualiseringssystem för att skydda virtuella maskiner från intrång av hypervisor eller administratör i värdsystemet.
  • I systemet för mandatkontroll SELinux har lagts till stöd för xperm-regler, som tillåter koppling av SELinux-policyer till specifika ioctl()-anrop eller netlink-meddelanden.
  • För att verifiera kärnmoduler med digital signatur används som standard inte SHA1 aktiverad utan algoritmen SHA512.
  • I drivrutiner för gästsystem i VirtualBox är inkluderad stöd för ARM64-arkitektur.
  • I hypervisorn KVM fortsatt arbete med att aktivera mekanismen Intel TDX (Trusted Domain Extensions) för att kryptera gästsystemens minne.
  • I virtio_blk har lagts till stöd för felåterställningsläge.
• Nätverkssystemet
  • I implementationen av protokollet RxRPC har det tillkommit möjlighet att använda stora UDP-ramar för att öka bandbredden.
  • För TCP har stöd för algoritmen RACK-TLP lagts till för att identifiera paketförluster.
  • Tillagd den nya sysctl-parametern tcp_tw_reuse_delay, som verkar inom namnutrymmet (network namespace) och möjliggör att bestämma fördröjningen innan systemet kan återanvända nummer på nätverksporten efter att TCP-socketen stängts.
  • Tillagd möjlighet att välja en leverantör av exakt tid (PTP) för att generera tidsstämplar på PHY- och MAC-nivåerna.
  • För IPsec har möjligheten stöd för mekanismen aggregation och fragmentering av inkapslade IP-paket – IP-TFS/AGGFRAG (IP Traffic Flow Security / Aggregation and Fragmentation Mode for Encapsulating Security Payload).
  • I systemet för nätverks- sockets har lagts till stöd för överföring av information om prioritet (SO_PRIORITY) i form av kontrollmeddelanden (cmsg — control messages). För nätverks-sockets har lagts till alternativet SO_RCVPRIORITY, som inkluderar överföring av information om socketens prioritet i funktionerna recvmsg().
• Utrustning
  • Tillagd drivrutin amdxdna för de i CPU:er från AMD integrerade acceleratorerna NPU (Neural Processing Unit) baserade på arkitekturen XDNA, avsedda för att påskynda operationer kopplade till maskininlärning. NPU baserade på arkitekturen XDNA finns i serierna 7040 och 8040 av AMD Ryzen-processorer, acceleratorer av typen AMD Alveo V70 och SoC AMD Versal.
  • I drivrutinen i915 har lagts till identifieras nya GPU:er, en felhanterare för HDMI-initialisering har implementerats och robustheten vid återställning av GPU-motorer på Haswell och äldre system har ökat.
  • Fortsätter arbete med drm-drivrutinen (Direct Rendering Manager) Xe för GPU:er baserade på Intels Xe-arkitektur, som används i Intel:s grafikkort i Arc-familjen och integrerad grafik, från och med Tiger Lake-processorer.
  • I drivrutinen Nouveau har möjligheten att överföra buffertar med loggar från GSP-RM via debugfs lagts till.
  • I drivrutinen AMDGPU har stöd för mekanismen DRM panic implementerats, som visar en liknande "blå skärm av död" vid krascher. Förberedelserna för stöd av den framtida serien av Radeon RX 9000-grafikkort baserade på arkitekturen RDNA4 har fortsatt. Stöd för DCN 3.5, GG 9.5, IH 4.4, PSP 13.x, SMU 13.x, VCN 5.x, JPEG 5.x, GC 12.x, DC FAMS, RAS och ISP har uppdaterats.
  • I DRM-drivrutinen msm (GPU Qualcomm Adreno) har stöd för plattformen Qualcomm SM6150 (QCS615) lagts till.
  • I DRM-drivrutinen panfrost har stöd för SoC MediaTek MT8188 med GPU Mali-G57 lagts till.
  • I DRM-drivrutinen vc4 har stöd för SoC Broadcom BCM2712 (Raspberry Pi 5) lagts till.
  • I vfio-drivrutinen nvgrace-gpu har lagts till stöd för kretsar från NVIDIA Grace Blackwell 200.
  • I sammansättningen påslagen drivrutin för Intel THC (Touch Host Controller), som används för interaktion med pekskärmar och touchpads på vissa bärbara datorer. Stöd för Wacom-enheter med PCI-gränssnitt har lagts till. Tillagd stöd för spelkontroller från QH Electronics.
  • Tillagd stöd för ARM-plattformar, SoC och enheter: Qualcomm Snapdragon 8 Elite (SM8750), Qualcomm Snapdragon AR2 (SAR2130P), Qualcomm IQ6/IQ8, Snapdragon 425 (MSM8917), Samsung Exynos 9810, Blaize BLZP1600, Microchip SAMA7D65, Renesas R-Car V4H ES3.0, Renesas RZ/G3E. Stöd för SoC har lagts till. SpacemiT K1 baserad på RISC-V-arkitektur.
  • I ljudsubsystemet ALSA för MIDI 2.0 har utökats API rawmidi och sequencer. I API:et för att outsourca komprimeringsoperationer till ljudkortet har stöd för ASRC (Asynchronous Sample Rate Conversion) lagts till.
  • Stöd för ljudsystem i enheter Allwinner suinv F1C100s, Awinc AW88083, Realtek ALC5682I-VE, TAS2781, Focusrite Scarlett 4th Gen 16i16, 18i16 och 18i20 har lagts till. Tillagd stöd för trådlösa hörlurar SteelSeries Arctis 9.

Källa: linux.org.ru