Release av Linux-kärnan 6.11

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds releasen av Linux-kärnan 6.11. Bland de mest anmärkningsvärda förändringarna finns: stöd för atomära skrivoperationer på blocknivå, stöd för bind()- och listen()-operationer i io_uring, en ny mekanism för låsning av programhanterare för avbrott, möjligheten att skriva till speglade exekverbara filer i minnet, stöd för att skriva blockenhetsdrivrutiner i Rust, samt optimering av anropet till getrandom(), och en ny implementation av AES-GCM.

I den nya versionen har 15130 buggfixar accepterats från 2078 utvecklare, patchens storlek är 85 MB (förändringarna berörde 13282 filer, 985857 rader kod tillagda och 268915 rader borttagna). I den föregående utgåvan fanns det 14564 buggfixar från 1989 utvecklare, patchens storlek var 41 MB (mindre än hälften jämfört med patchen för kärnan 6.11). Cirka 46% av de förändringar som presenterades i 6.11 rör drivrutiner för enheter, ungefär 17% av förändringarna kopplar till uppdatering av kod specifik för hårdvaruarkitekturer, 10% är relaterade till nätverksstacken, 5% till filsystem och 3% till interna kärnsystem.

Huvudnyheterna i kärnan 6.11:

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • Stöd för atomära skrivoperationer på blocknivå har implementerats, där hela den angivna uppsättningen block antingen skrivs till lagringsenheten eller ingen av blocken skrivs, vilket skyddar mot situationer där endast en del av blocken skrivs efter en hårdvarufel och den andra delen innehåller gammal information. För att aktivera den atomära skrivmoden har flaggan RWF_ATOMIC lagts till systemanropet pwritev(). Information om stöd för atomär skrivning (atomic_write_unit_min, atomic_write_unit_max och atomic_write_segments_max) kopplad till specifika filer kan erhållas via funktionen statx().
  • Stöd för skrivning till exekverbara filer kopplade till aktiva processer har tillhandahållits. Tidigare, precis som i andra Unix-liknande system, gav kärnan ett felmeddelande vid försök att skriva till en exekverbar fil för en pågående process. Denna begränsning har tagits bort eftersom den saknade praktisk betydelse.
  • Möjligheten att utveckla drivrutiner för blockenheter i Rust har implementerats. Som exempel har en drivrutin för rnull lagts till i kärnan, vilket är en motsvarighet till drivrutinen null_blk, skriven i Rust.
  • I filsystemet Btrfs har monteringsalternativet «rescue=» fått støtte for de nye modusene «ignoremetacsums» og «ignoresuperflags», som kan brukes til å utføre enkelte sjekker i brukerrommet når filsystemet gjenopprettes etter et krasj. Implementasjonen av operasjonen for dynamisk tilbaketrekking av blokkgrupper er redesignert for å unngå situasjonen med utilstrekkelig ledig plass under forhold med ufullstendig fylling av filsystemet.
  • I filsystemet ntfs3 er støtte for attributter «compressed» og «immutable», som definerer komprimerte og uforanderlige filer, blitt implementert.
  • I FS F2FS og Ext4 er behandlingen av filnavn uten hensyn til tegnsensitivitet (casefold) forenklet ved å lagre navn som qstr-strenger uten unødvendige registerkonverteringer.
  • I FS Ext4 er implementeringen av funksjonen jbd2_transaction_committed optimalisert for å forbedre ytelsen på veldig raske lagringsenheter (testene viser en økning i antall behandlede operasjoner per sekund på opptil 20%).
  • I systemanropet statx() er det nå tillatt å sende en NULL-peker i stedet for en tom streng med filstien dersom flagget AT_EMPTY_PATH er satt.
  • I systemanropet open_by_handle_at() er kravene til tilgangsrettigheter for filen lettet, i tilfeller hvor det ikke finnes CAP_DAC_READ_SEARCH-rettigheter for å søke i det opprinnelige navnerommet. Tidligere gjorde kravene til CAP_DAC_READ_SEARCH-rettigheter for det opprinnelige navnerommet det umulig å bruke systemanropet open_by_handle_at() i containere.
  • Mulighetene til systemanropene listmount() og statmount() er utvidet. I listmount() er det lagt til et flagg LISTMOUNT_REVERSE for å vise innholdet i tabellen med monteringspunkter i motsatt rekkefølge (de nyeste postene øverst). I statmount() er det implementert utdata av alternativene som ble angitt ved montering av filsystemet. I begge systemanropene er det tillatt å arbeide uten tilgang til det opprinnelige navnerommet (når det kun er tilgang til et lokalt eller eksternt navnerom).
  • I FS Bcachefs er det implementert støtte for automatisk transparent gjenoppretting av problematiske data ved bruk av feilgjenopprettingskoder — hvis det oppstår en inndataproblem ved lesing eller hvis det konstateres en uoverensstemmelse i sjekksummen, blir den problematiske datablokken automatisk overskrevet når det er redundans for å gjenopprette den.
• Minne och systemtjänster
  • Patcher har införts som implementerar en ny mekanism för att blockera programhandlarens avbrottshanterare (BH, bottom-half), vilket säkerställer blockering av använda datastrukturer utan att orsaka blockering av parallell exekvering av orelaterad kod. Ändringen har även minskat fördröjningar för kärnor som arbetar i realtid, samtidigt som den har förbättrat prestandan för vanliga kärnor (till exempel observeras en prestandaförbättring på 14,5 % för vissa typer av belastning i det nätverksbaserade systemet).
  • Understödet för bind() och listen()-funktioner har lagts till i io_uring-understödda asynkrona in- och utmatningsoperationer, vilket används för att skapa mottagande anslutningar för nätverksocketar.
  • Ett nytt set av ioctl-operationer har lagts till för den pseudo-FS NSFS (NameSpace FS) som används för att arbeta med namnrymder. De nya ioctl:erna möjliggör konvertering av process- och trådgruppsidentiteter mellan olika processnamnsrymder (PID namespace). Liknande ioctl:er som låter identifiera filbeskrivare för processer i separata namnrymder baserat på pidfd-identiteter har också lagts till i pseudo-FS pidfd.
  • För BPF-program har stöd för en ny iterator lagts till för att arbeta med bitmasker, som kan användas för att iterera över enskilda bitar i minnesområden, som cpumask. En mekanism har lagts till för att skicka meddelanden till processer i användarrum om avkoppling (detach/unregister) av objektet struct_ops. Utbudet av typer som kan användas i arrayer har utvidgats (till exempel kan arrayer deklareras med element av typerna kptr, bpf_rb_root och bpf_list_head). En mer pålitlig mekanism för Split BTF (BPF Type Format), används för typkontroll i BPF pseudokod, har föreslagits.
  • Ett subsystem har lagts till som möjliggör att strömförsörjning på enheter organiseras i en viss ordning, för fall där en enhet måste aktiveras tidigare än en annan (till exempel vid aktivering av trådlösa chips på Qualcomm-plattformar).
  • Modulen "Sloppy logic analyzer" har lagts till, vilket möjliggör skapande av enkla logikanalysatorer för signaler som använder GPIO och som körs på en separat CPU-kärna.
  • Stöd för runtime-konstanter har lagts till, som kan användas istället för variabler som initialiseras en gång. Till exempel kan runtime-konstanter användas istället för variabler som lagrar pekare och storlek för dentry-cache. Dessa variabler ställs in under inläsningen och ändras aldrig efter det. Idén är att direkt infoga värdena från sådana variabler i instruktionerna i koden, vilket eliminerar overhead kopplat till pekarmanipulationer.
  • Arbetet med att överföra förändringar från Rust-for-Linux-grenen har fortsatt, relaterat till användning av Rust som andraspråk för utveckling av drivrutiner och kärnmoduler (Rust-stöd är inte aktiverat som standard och leder inte till att Rust ingår bland de obligatoriska byggberoendena för kärnan). Stöd för Rust 1.80 har lagts till (Rust 1.78 fortsätter att stödjas som minimi-version). Förutom de tidigare nämnda verktygen för utveckling av blockenhetsdrivrutiner har nya abstraktioner lagts till för att ladda fastprogram, få åtkomst till användarutrymmet (uaccess) och arbeta med strukturen 'page'.
  • Ett nytt systemanrop uretprobe() har implementerats för x86-64-system, vilket optimerar arbetet med mekanismen för uretprobe-spårning som möjliggör spårning av värden som returneras av funktioner i användarutrymmet.
  • Nya kärnkommandoradsparametrar har lagts till: 'reserve_mem' för att reservera ett namngivet minnesområde under inläsning och 'ramoops.mem_name' för användning i pstore-minnesområdet skapat genom reserve_mem.
  • I minneskontrollern baserad på cgroup har parametern 'swappiness' lagts till i filen memory.reclaim, genom vilken inställningar för minnesutdrivning definieras, vilket gör det möjligt att ändra balansen mellan utdrivning av anonyma minnessidor till växlingsutrymmet och frigöring av minnessidor som används för filcache.
  • Ett ioctl-gränssnitt PROCMAP_QUERY har lagts till för att effektivare söka efter virtuella minnesområden (Virtual Memory Area) i /proc/PID/maps.
  • En flagga MAP_DROPPABLE har lagts till i systemanropet mmap() för att begära minne som aldrig kommer att skrivas till växlingsutrymmet, men som kan tas bort vid minnesbrist.
  • Stöd för varmkoppling (att växla mellan online/offline-lägen) av fysiska och virtuella CPU:er har implementerats för ARM64-arkitekturen på system med ACPI.
  • För RISC-V-arkitekturen har stöd för hot-plugging av minne säkerställts och stöd för GCC-plugin STACKLEAK har lagts till (detta initierar alla variabler som lagras på stacken för att förhindra informationsläckage från kärnan genom icke-initierade variabler som kan innehålla rester från tidigare sparade data på stacken).
  • Metoden för falsk minnesmappning EFI har tagits bort vid start. Denna metod användes inte praktiskt och hindrade utvecklingen inom området för konfidentiell körning. virtuella maskiner.
  • Stödet för PowerPC 40x-plattformen har upphört.
  • Kravet på versionen av GNU Make har ökat – för att bygga kärnan behövs åtminstone en version av GNU Make som publicerades 2013.
• Virtualisering och säkerhet
  • Patchar har integrerats som avsevärt (upp till 15 gånger) snabbar upp genereringen av slumpmässiga tal via systemanropet getrandom(). Optimeringen baseras på användningen av vDSO (virtual dynamic shared object) som gör det möjligt att flytta systemanropshanteraren från kärnan till användarutrymmet och undvika kontextbyten. Implementeringen av systemanropet laddas in i användarens adressutrymme direkt av kärnan.
  • För x86-64-system har en ny implementering av AES-GCM-krypteringsalgoritmen inkluderats, som stödjer användning av vektorinstruktioner VAES, VPCLMULQDQ och AVX512/AVX10 för att påskynda beräkningar. I genomförda tester har prestandaförbättringen efter övergången till den nya implementeringen nått upp till 156%. Assemblertillverkningen av AES-GCM är helt omarbetad med hänsyn till korrekthet, prestanda, storlek och omfattande dokumentation av koden.
  • Möjligheten att köra kärnan som ett gästsystem i virtualiserade miljöer som använder AMD SEV-SNP (Secure Nested Paging) processorer har genomförts, vilket syftar till att säkerställa säker drift med inbäddade minnessidor. För ytterligare isolering av åtkomst till resurser från virtuella maskiner kan SVSM-modulen (Linux Secure VM Service Module) användas. KVM Inledande stöd har lagts till för att starta gästsystem skyddade genom AMD SEV-SNP.
  • En separat bucket slab allocator har lagts till, vilket aktiveras via parametern CONFIG_SLAB_BUCKETS och skyddar mot attacker med hjälp av tekniken "heap spraying".
  • I hypervisorn KVM har en ioctl-anrop lagts till för förhandsallokering av minne till gästsystemet innan det faktiska startar.
• Nätverkssystemet
  • En sysctl-parameter net.tcp_rto_min_us har lagts till, vilket gör det möjligt att ställa in den minimi timeout för retransmission (retransmission timeout) för TCP-sockets.
  • I verktyget ethtool har möjligheten för finjustering av konfigurationen av avbrottshanterare för nätverksgränssnitt som använder Net DIM-gränssnittet lagts till.
• Utrustning
  • I AMDGPU-drivrutinen har den initiala stödet för GPU AMD RDNA4 ("GFX12") inkluderats. Stöd har lagts till för teknologier som DCN 4.0.x, GC 12.0, GMC 12.0, SDMA 7.0, MES12 och MMHUB 4.1.
  • Arbetet med drm-drivrutinen (Direct Rendering Manager) Xe för GPU som bygger på Intel Xe-arkitekturen, använd i Intel Arc-grafikkort och integrerad grafik från Tiger Lake-processorer, har fortsatt. Stödet för GPUer baserade på mikroarkitekturerna Battlemage, Arrow Lake och Lunar Lake har förbättrats.
  • I DRM-subsystemet (Direct Rendering Manager) har hanteraren för EDID (Extended Display Identification Data) som visas av monitorn skrivits om.
  • I i915-drivrutinen har stödet för GPU Battlemage Xe2 lagts till och Content Match Refresh Rate-läget har aktiverats som standard.
  • I drm-drivrutinen msm (Qualcomm Adreno GPU) har stödet för plattformen SM7150 och GPU X185 och a505 lagts till.
  • Stöd har lagts till för skärmpanelerna Lincoln Tech Sol LCD185-101CT, Microtips Technology 13-101HIEBCAF0-C, Microtips Technology MF-103HIEB0GA0, BOE nv110wum-l60, IVO t109nw41, WL-355608-A8, PrimeView PM070WL4, Lincoln Technologies LCD197, Ortustech COM35H3P70ULC, AUO G104STN01, K&d kd101ne3-40ti.
  • I ljudsubsystemet har stödet för chip och kodare från Intel Panther Lake, Asahi Kasei AK4619, Cirrus Logic CS530x, Everest Semiconductors ES8311, NXP i.MX95, LPC32xx, Qualcomm LPASS v2.5, WCD937x, Realtek RT1318, RT1320 och Texas Instruments PCM5242 lagts till.
  • Den sista omgången förändringar som möjliggör stöd för ARM SoC Snapdragon X Elite, som använder en egen 12-kärnig Qualcomm Oryon CPU och Qualcomm Adreno GPU, har genomförts. Chipsetten är riktad mot användning i bärbara datorer och PC-datorer, och överträffar många av testerna i prestanda jämfört med Apple M3 och Intel Core Ultra 155H-chips. De tillägg som gjorts i kärnan 6.11 rör stödet för GPU Adreno X1-85 och energihantering. Stöd för bärbara datorer ASUS Vivobook S15 och Lenovo Yoga Slim7x har meddelats för enheter baserade på SoC Snapdragon X Elite.

Samtidigt har den latinamerikanska Stiftelsen för fri programvara skapat en helt fri version av kärnan 6.11 – Linux-libre 6.10-gnu, rensad från firmware- och drivrutinskomponenter som innehåller icke-fria delar eller kodavsnitt vars användningsområde är begränsat av tillverkaren. I version 6.11 har koden för att rensa blobbar i drivrutiner som mdgpu, adreno, vgxy61, atomisp, btnxpuart, prueth och tas2781 uppdaterats. Ny rensning av drivrutinerna amdgpu isp, tn40, rtl8192du, cs40l50, rt1320 och pcie-rcar-gen4 har genomförts. Namnen på blobbar i dts-filer (devicetree) för arkitekturen Aarch64 har rensats. En version av primitiva för laddning av firmware som inte visar varningar och förfrågningar (nowait-nowarn) har lagts till. Kod för att identifiera primitiva för laddning av firmware i Rust-kod har lagts till.

Källa: opennet.ru