Release av Linux-kärnan 5.12.

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds släppet av kärnan Linux 5.12. Bland de mest anmärkningsvärda förändringarna finns: stöd för zonerade blockenheter i Btrfs, möjlighet att mappa användaridentifierare för filsystem, rensning av föråldrade ARM-arkitekturer, läge för "otålig" skrivning i NFS, mekanism LOOKUP_CACHED för att bestämma filvägar från cache, stöd för atomiska instruktioner i BPF, felsystemet KFENCE för att upptäcka fel vid minneshantering, ett läge för NAPI-polling i nätverksstacken som körs i en separat kärntråd, hypervisorn ACRN, möjlighet att ändra preempt-modellen i schemaläggaren i realtid och stöd för LTO-optimeringar vid byggnation i Clang.

I den nya versionen har 14170 (i föregående version 15480) korrigeringar införts av 1946 (1991) utvecklare, patchstorleken är 38 MB (förändringar har påverkat 12102 (12090) filer, 538599 (868025) kodrader har lagts till, 333377 (261456) kodrader har tagits bort). Ungefär 43 % av alla förändringar i 5.12 är relaterade till enhetsdrivrutiner, cirka 17 % av förändringarna rör uppdatering av arkitektspecifik kod, 12 % är relaterade till nätverksstacken, 5 % till filsystem och 4 % till interna delsystem i kärnan.

Huvudsakliga nyheter:

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • Möjligheten att mappa användaridentifierare för monterade filsystem har implementerats (filer från en användare på en monterad annan partition kan kopplas till en annan användare i det aktuella systemet). Mappning stöds för filsystem FAT, ext4 och XFS. Den föreslagna funktionen möjliggör enklare fildelning mellan olika användare och datorer, inklusive mappning som kommer att tillämpas i mekanismen för flyttbara hemkataloger systemd-homed, vilket gör det möjligt för användare att flytta sina hemkataloger till externa lagringsenheter och använda dem på olika datorer där användaridentifierarna inte matchar. En annan användbar tillämpning är att organisera delning av filer från en extern värd, utan att faktiskt ändra ägarinformation i filsystemet.
  • I kärnan har patchar för LOOKUP_CACHED införts, vilket möjliggör att utföra filvägsbestämning från användarutrymmet utan blockering, endast baserat på data som finns i cacheminnet. Modus LOOKUP_CACHED aktiveras i anropet openat2() genom att skicka flaggan RESOLVE_CACHED, vid vilken tidpunkt data endast ges från cacheminnet, och om vägsbestämningen kräver åtkomst till lagringen returneras felet EAGAIN.
  • I filsystemet Btrfs har grundläggande stöd för zonerade blockenheter lagts till (enheter på magnetiska hårddiskar eller NVMe SSD, där lagringsutrymmet är uppdelat i zoner som består av grupper av block eller sektorer, där data endast får läggas till sekventiellt med en uppdatering av hela blockgruppen). I skrivskyddat läge stöds block med metadata och data som är mindre än en sida (subpage).
  • I filsystemet F2FS har möjligheten att välja algoritm och komprimeringsnivå införts. Stöd för hög nivå av komprimering för LZ4-algoritmen har lagts till. En monteringsoption för checkpoint_merge har implementerats.
  • En ny ioctl-kommand FS_IOC_READ_VERITY_METADATA har implementerats för att läsa metadata från filer skyddade med fs-verity.
  • I NFS-klienten har ett läge med "ivrig" skrivning (writes=eager) implementerats, där skrivoperationer omedelbart skickas till servern, vilket omgår sidcacheminnet. Detta läge minskar minnesanvändningen, ger omedelbar information om den lediga platsens status i filsystemet och kan i vissa situationer öka prestandan.
  • I CIFS (SMB) har nya monteringsalternativ lagts till: acregmax för att hantera cacheminnet för filer och acdirmax för att hantera cacheminnet för metadata för kataloger.
  • I XFS har läget för flertrådad kontroll av kvoter aktiverats, fsync-exekveringen har påskyndats och kod för growfs har förberetts för att införa funktionen för att minska storleken på filsystemet.
• Minne och systemtjänster
  • En DTMP (Dynamic Thermal Power Management) delsystem har lagts till, vilket möjliggör dynamisk reglering av energiförbrukningen för olika enheter baserat på angivna gemensamma temperaturbegränsningar.
  • Möjligheten att kompilera kärnan med Clang-kompilatorn har implementerats med inkludering av optimeringar under länkning (LTO, Link Time Optimization). LTO-optimeringar tar hänsyn till tillståndet hos alla filer som deltar i byggprocessen, medan traditionella optimeringslägen optimerar varje fil enskilt och inte beaktar anrop av funktioner som definieras i andra filer. Till exempel, vid LTO är det möjligt att göra inline-utveckling för funktioner från andra filer, och oanvänd kod inkluderas inte i det körbara programmet, typkontroll utförs och en övergripande optimering på projektets nivå möjliggörs. Stödet för LTO är för närvarande begränsat till arkitekturerna x86 och ARM64.
  • Möjligheten att välja preemptionslägen (PREEMPT) i schemaläggaren har tillhandahållits under startfasen (preempt=none/voluntary/full) eller under drift via debugfs (/debug/sched_debug), om PREEMPT_DYNAMIC-inställningen anges vid kompilering av kärnan. Tidigare kunde preemption-läget endast anges på byggparameter-nivå. Ändringen gör att distributioner kan leverera kärnor med aktiverat PREEMPT-läge, vilket ger minimala fördröjningar för skrivbordsmiljöer till priset av en obetydlig minskning av genomströmningen, och vid behov återgå till lägena PREEMPT_VOLUNTARY (intermediärt läge för skrivbord) eller PREEMPT_NONE (ger maximal genomströmning för servrar).
  • Systemet BPF har fått stöd för atomära operationer BPF_ADD, BPF_AND, BPF_OR, BPF_XOR, BPF_XCHG och BPF_CMPXCHG.
  • BPF-program har fått möjlighet att få åtkomst till data i stacken med hjälp av pekare med varierande förskjutning. Till exempel, om åtkomst till en array i stacken tidigare endast kunde göras med ett konstant index för elementet, kan nu ett förändrat index användas. Kontrollen av åtkomsten inom befintliga gränser genomförs av BPF-verifieraren. Denna möjlighet är endast tillgänglig för privilegerade program på grund av oro kring exploatering av sårbarheter relaterade till spekulativ kodexekvering.
  • Möjligheten att koppla BPF-program till "bare" spårpunkter, som inte är kopplade till synliga användarhändelser för spårning, har lagts till (det finns ingen garanti för ABI-bevarande för sådana spårpunkter).
  • Stöd för CXL 2.0-bussen (Compute Express Link) har implementerats, vilket används för att organisera högförsiktig interaktion mellan CPU och minnesenheter (möjliggör användningen av externa minnesenheter som en del av RAM eller permanent minne, som om detta minne var anslutet via den inbyggda minneskontrollern i CPU).
  • En nvmem-drivrutin har lagts till för att hämta data från minnesområden som är reserverade av firmware och som är direkt otillgängliga för Linux (till exempel EEPROM-minne, som endast är fysiskt åtkomligt av firmware, eller data som endast är tillgängliga under den tidiga laddningen).
  • Stödet för profileringssystemet 'oprofile' har tagits bort, vilket inte fick tillräcklig spridning och har ersatts av den mer moderna mekanismen perf.
  • I gränssnittet för asynkron in-/utmatning io_uring har integration med cgroup, som kontrollerar användningen av minne, säkerställts.
  • Stöd för NUMA-system och mekanismer som kprobes och uprobes har implementerats för RISC-V-arkitekturen.
  • Möjligheten att använda systemanropet kcmp() oberoende av funktionaliteten hos processens tillståndssnapshots (checkpoint/restore) har lagts till.
  • Makron EXPORT_UNUSED_SYMBOL() och EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE() har tagits bort, vilka inte har använts i praktiken på många år.
• Virtualisering och säkerhet
  • En skyddsmekanism KFence (Kernel Electric Fence) har lagts till, som fångar fel vid arbete med minne, såsom bufferöverflöd och åtkomst efter att minnet har frigjorts. Till skillnad från den debug-mekanismen KASAN, kännetecknas KFence-subsystemet av hög hastighet och låga overheadkostnader, vilket möjliggör fångande av minneshanteringsfel som endast uppstår i arbetsmiljöer eller vid långvarig drift.
  • Stöd för hypervisorn ACRN har lagts till, skriven med fokus på beredskap för att utföra realtidsuppgifter och lämplighet för användning i kritiska system. ACRN säkerställer minimala overheadkostnader, garanterar låg fördröjning (low latency) och adekvat responsivitet vid interaktion med hårdvara. Virtualisering av resurser för CPU, in-/utmatning, nätverksunderbyggnad, grafik och ljudoperationer stöds. ACRN kan användas för att köra flera isolerade... virtuella maskiner i elektroniska styrenheter, instrumentpaneler, fordonskommunikationssystem, konsumenters IoT-enheter och annan inbyggd teknik. ACRN stöder två typer av gästsystem – privilegierade Service VM som används för att hantera systemresurser (CPU, minne, in-/utmatning etc.), och användarbaserade User VM där Linux-distributioner, Android och Windows kan köras.
  • I IMA (Integrity Measurement Architecture) subsystemet, som säkerställer upprätthållandet av en hash-databas för att kontrollera integriteten av filer och relaterad metadata, har det tillkommit en möjlighet att kontrollera integriteten av själva kärndata, exempelvis för att spåra förändringar i SELinux-regler.
  • Hypervisor KVM har fått möjlighet att fånga hyperanrop från Xen och vidarebefordra dem till en emulator som körs i användarrummet.
  • Det har lagts till stöd för att använda Linux som root-miljö för hypervisorn Hyper-V. Root-miljön har direkt åtkomst till hårdvaran och används för att köra gästsystem (motsvarar Dom0 i Xen). Tidigare har Hyper-V (Microsoft Hypervisor) endast stött Linux i gästmiljöer, men själva hypervisorn styrdes från en Windows-baserad miljö.
  • Inline-kryptering har lagts till för eMMC-kort, vilket möjliggör användning av inbyggda krypteringsmekanismer i lagringskontrollern som genomför transparent kryptering och dekryptering av in-/utmatning.
  • Understödet för de oanvända RIPE-MD 128/256/320 och Tiger 128/160/192 hash-algoritmerna har tagits bort från kryptosubsystemet, liksom strömmande krypteringsalgoritmen Salsa20, vilken har ersatts av algoritmen ChaCha20. Algoritmen blake2 har uppdaterats till blake2s-implementationen.
• Nätverkssystemet
  • Möjligheten att flytta NAPI polling-handlern för nätverksenheter till en separat kärntråd har lagts till, vilket möjliggör bättre prestanda för vissa typer av belastningar. Tidigare utfördes polling i kontexten av softirq och omfattades inte av schemaläggaren, vilket gjorde det svårt att genomföra finjusteringar för att uppnå maximal prestanda. Genom att köra i en separat kärntråd kan man övervaka polling-handlaren från användarrummet, koppla den till separata CPU-kärnor och beakta den i schemaläggningen av uppgiftsswitchar. För att aktivera det nya läget har parametern \/sys\/class\/net\/\/threaded föreslagits i sysfs.
  • Integration in the MPTCP (MultiPath TCP) core has been continued, which is an extension of the TCP protocol for the operation of TCP connections with the delivery of packets simultaneously over multiple routes through different network interfaces linked to different IP addresses. The new release includes the ability to attach priority to specific flows, enabling, for instance, the activation of backup flows that engage only when there are issues with the primary flow.
  • Support for the EHT (Explicit Host Tracking) mechanism has been added in IGMPv3.
  • In the netfilter packet filtering mechanism, ownership capabilities for specific tables have been implemented to achieve exclusive control (for example, a background firewall process can secure certain tables, preventing anyone else from interfering with them).
• Utrustning
  • A cleanup of deprecated and unsupported ARM platforms has been carried out. Code for platforms efm32, picoxcell, prima2, tango, u300, zx, and c6x, as well as their associated drivers, has been removed.
  • In the amdgpu driver, overclocking (OverDrive) capability for GPUs based on the Sienna Cichlid (Navi 22, Radeon RX 6xxx) has been implemented. Support for the FP16 pixel format for DCE (display controller engine) from the 8th to the 11th generation has been added. A reset option for the GPU has been implemented for the Navy Flounder (Navi 21) and APU Van Gogh.
  • In the i915 driver for Intel graphics cards, the i915.mitigations parameter has been implemented to disable isolation and protection mechanisms in favor of performance enhancement. Support for the VRR (Variable Rate Refresh) mechanism has been enabled for chips starting from Tiger Lake, adapting the monitor refresh rate for smoothness and eliminating stuttering during gaming. Intel Clear Color technology has been integrated to enhance color accuracy. Support for DP-HDMI 2.1 has been included. Control over the backlighting of eDP panels has been realized. For Gen9 GPUs supporting LSPCON (Level Shifter and Protocol Converter), HDR support has been enabled.
  • Initial support for NVIDIA GPUs based on the GA100 (Ampere) architecture has been added in the nouveau driver.
  • Support for GPUs Adreno 508, 509, and 512, used in SDM (Snapdragon) 630, 636, and 660 chips, has been added in the msm driver.
  • Support for the Sound BlasterX AE-5 Plus, Lexicon I-ONIX FW810s, and Pioneer DJM-750 sound cards has been added. Support for the audio subsystem Intel Alder Lake PCH-P has been introduced. Software simulation of audio jack connection and disconnection for debugging user space handlers has been implemented.
  • Stöd för spelkonsolerna Nintendo 64, som tillverkades mellan 1996 och 2003, har lagts till (tidigare försök att portera Linux till Nintendo 64 har inte genomförts framgångsrikt och har haft statusen Vaporware). Motivet bakom skapandet av en ny port för en föråldrad plattform som inte har tillverkats på nästan tjugo år är att stimulera utvecklingen av emulatorer och förenkla portningen av spel.
  • En drivrutin för spelkontrollen Sony PlayStation 5 DualSense har lagts till.
  • Stöd för ARM-plattformar, enheter och plattformar har lagts till: PineTab, Snapdragon 888 / SM8350, Snapdragon MTP, Two Beacon EmbeddedWorks, Intel eASIC N5X, Netgear R8000P, Plymovent M2M, Beacon i.MX8M Nano, NanoPi M4B.
  • Stöd för smartphones som Purism Librem5 Evergreen, Xperia Z3+/Z4/Z5, ASUS Zenfone 2 Laser, BQ Aquaris X5, OnePlus6, OnePlus6T, Samsung GT-I9070 har lagts till.
  • Drivrutinen bcm-vk har lagts till för acceleratorplattor från Broadcom VK (t.ex. PCIe-plattor som Valkyrie och Viper), vilket kan användas för att avlasta ljud-, video- och bildbehandling samt kryptografiska operationer till en separat enhet.
  • Stöd för Lenovo IdeaPad-plattformen med möjlighet att styra konstant laddning och bakgrundsbelysning av tangentbordet har lagts till. ACPI-profilen för ThinkPad-plattformen har också stöd för energiförvaltningslägen. En drivrutin för HID-systemet Lenovo ThinkPad X1 Tablet Gen 2 har lagts till.
  • Drivrutinen ov5647 har lagts till med stöd för en kameramodul för Raspberry Pi.
  • Stöd för RISC-V SoC FU740 och HiFive Unleashed-plattor har lagts till. En ny drivrutin för chipet Kendryte K210 har också lagts till.

Källa: opennet.ru