Utgivningen av Linux-kärnan 6.7

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds släppet av Linux kärna 6.7. Bland de mest märkbara förändringarna finns: integration av filsystemet Bcachefs, upphörande av stöd för Itanium-arkitekturen, möjlighet för Nouveau att fungera med GSP-R-firmware, stöd för TLS-kryptering i NVMe-TCP, möjligheten att använda undantag i BPF, stöd för futex i io_uring, prestandaoptimering av schemaläggaren fq (Fair Queuing), stöd för TCP-AO (TCP Authentication Option) och möjlighet att begränsa nätverksanslutningar i Landlock-skyddsmekanismen, samt tillagd åtkomsthantering för user namespace och io_uring genom AppArmor.

I den nya versionen har 18405 patchar accepterats från 2066 utvecklare, patchstorleken är 72 MB (förändringarna berörde 13467 filer, 906147 rader kod har lagts till, och 341048 rader har tagits bort). I den föregående versionen fanns 15291 patchar från 2058 utvecklare, och patchstorleken var 39 MB. Ungefär 45% av alla förändringar i 6.7 är relaterade till enhetsdrivrutiner, cirka 14% av förändringarna handlar om uppdatering av arkitekturspecifik kod, 13% är relaterade till nätverksstacken, 5% handlar om filsystem och 3% om interna kärnsystem.

Huvudnyheterna i kärna 6.7:

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • Koden för filsystemet Bcachefs har accepterats i kärnan, där man har försökt att uppnå nivåer av prestanda, tillförlitlighet och skalbarhet som är typiska för XFS, i kombination med inslag av utökad funktionalitet som finns i Btrfs och ZFS. Till exempel stöder Bcachefs funktioner som att inkludera flera enheter i en partition, flerlagerslagring av enheter (läge med ofta använda data på snabba SSD-enheter och ett överliggande lager med mindre efterfrågade data från hårddiskar), replikering (RAID 1/10), cachelagring, transparent datakompression (LZ4, gzip och ZSTD-lägen), snapshots, integritetsverifiering via checksummor, möjlighet att lagra Reed-Solomon felkorrigeringskoder (RAID 5/6) och lagring av information i krypterad form (använder ChaCha20 och Poly1305). När det gäller prestanda överträffar Bcachefs Btrfs och andra filsystem baserade på Copy-on-Write-mekanismen och visar en hastighet som ligger nära Ext4 och XFS.
  • I filsystemet Btrfs har en förenklad kvotläge introducerats som möjliggör högre prestanda genom att spåra extents endast i den underkategori där de skapas, vilket avsevärt förenklar beräkningarna och ökar prestandan, men inte tillåter att beakta extents som används gemensamt i flera underkategorier.
  • Btrfs har fått en ny datastruktur "stripe tree", som är lämplig för logisk mappning av extents i situationer där den fysiska mappningen inte överensstämmer mellan olika enheter. Strukturen används för närvarande i implementationer av RAID0 och RAID1 för zonerade blockenheter. I framtiden planeras denna struktur att användas även i RAID av högre nivå, vilket kommer att lösa flera problem i den nuvarande implementationen.
  • I filsystemet Ceph har stöd för mappning av användaridentifierare för monterade filsystem implementerats, vilket används för att kartlägga filer tillhörande en viss användare på en monterad, främmande partition till en annan användare i det aktuella systemet.
  • I efivarfs har möjligheten att ange uid och gid vid montering lagts till för att möjliggöra ändringar av UEFI-variabler av processer som körs utan root-rättigheter.
  • I exFAT har ioctl-anrop lagts till för att läsa och ändra filsystemets attribut. Stöd för kataloger med noll storlek har lagts till.
  • I F2FS har funktionen att använda block av storlek 16K implementerats.
  • Autofjällssystemet autofs har övergått till att använda det nya API:et för monteringspartitioner.
  • I OverlayFS har monteringsalternativen "lowerdir+" och "datadir+" föreslagits. Stöd för inbäddad montering av OverlayFS med xattrs har lagts till.
  • I XFS har CPU-belastningen optimerats i koden för blockdistribution i realtid. Möjlighet för samtidig utförande av läsoperationer och FICLONE har säkerställts.
  • Koden för EXT2 har övergått till att använda sidoförteckningar för minnet (page folios).
• Minne och systemtjänster
  • Stöd för ia64-arkitekturen, som användes i Intel Itanium-processorer, har upphört, och försäljningen av dessa avslutades helt 2021. Itanium-processorerna introducerades av Intel 2001, men ia64-arkitekturen kunde inte konkurrera med AMD64, huvudsakligen på grund av högre prestanda hos AMD64 och en smidigare övergång från 32-bitars x86-processorer. Som ett resultat har Intels intressen flyttats till x86-64-processorer, med Itanium som en kvarleva. servrar HP Integrity, vars ordermottagning upphörde för tre år sedan. Stödkoden för ia64 har tagits bort från kärnan främst på grund av avsaknaden av stöd för denna plattform under en längre tid. Linus Torvalds har uttryckt villighet att återinföra ia64-stödet i kärnan, men endast om någon kan visa att de kan upprätthålla stöd för plattformen utanför kärnan under minst ett år.
  • En kärnkommandoradsparameter "ia32_emulation" har lagts till, vilket möjliggör aktivering och avaktivering av stöd för 32-bitars emulering under uppstart för kärnor som är byggda för x86-64-arkitekturen. Praktiskt sett gör den nya parametern det möjligt att bygga kärnor med kompatibilitet för 32-bitars applikationer, men stänger av detta läge som standard för att minska attackytan på kärnan, eftersom API:erna för att säkerställa kompatibilitet är mindre testade än de primära kärninterfaces.
  • Överföringen av ändringar från Rust-for-Linux-grenen fortsätter, som rör användning av Rust som ett andra språk för utveckling av drivrutiner och kärnmoduler (stöd för Rust är inte aktivt som standard och gör inte Rust till obligatoriska byggberoenden för kärnan). I den nya versionen har övergången till Rust 1.73 genomförts och ett set av bindningar för arbete med arbetsscheman har föreslagits.
  • Möjligheten att använda mekanismen binfmt_misc har lagts till för att stödja nya format för körbara filer (till exempel för att köra kompilerade applikationer på Java eller Python) inom separata opersonliga namnrymder.
  • I cgroup-kontroller cpuset, som möjliggör hantering av vilka CPU-kärnor som används vid uppgifternas utförande, möjliggör uppdelning i lokal och fjärrpartitionering (remote partition), som skiljer sig åt beroende på om den överordnade cgroupen är en korrekt rotsektion eller inte. Nya inställningar "cpuset.cpus.exclusive" och "cpuset.cpus.exclusive.effective" har också lagts till för exklusiv koppling till CPU.
  • I BPF-underavdelningen har stöd för undantag implementerats, vilka hanteras som en omedelbar utgång från BPF-programmet med möjlighet till säker avveckling av stackramar. Dessutom tillåts användning av pekare kptr i BPF-program i samband med CPU.
  • I io_uring-underavdelningen har stöd för operationer med futexar lagts till, och nya operationer har implementerats: IORING_OP_WAITID (den asynkrona versionen av waitid), SOCKET_URING_OP_GETSOCKOPT (varianter av getsockopt) och SOCKET_URING_OP_SETSOCKOPT (varianter av setsockopt) samt IORING_OP_READ_MULTISHOT (flera läsningsoperationer som fortsätter tills det inte finns några data kvar eller bufferten är fylld).
  • En implementation av lättviktiga enkelriktade FIFO-köer har lagts till, vilket kräver spin-låsning endast för borttagning från kön i ett processkontext och kan göras utan spin-låsning för atomär tillägg i kön i vilken kontext som helst.
  • En cirkulär buffert "objpool" med en skalbar implementation av en högpresterande kö för allokering och återlämning av objekt har lagts till.
  • Den första delen av förändringarna för implementationen av det nya API:et futex2 har lagts till, vilket har högre prestanda på NUMA-system, stödjer storlekar som inte är 32 bit och kan användas istället för det multiplexade systemanropet futex().
  • För ARM32- och S390x-arkitekturer har stöd för den aktuella uppsättningen (cpuv4) av BPF-instruktioner lagts till.
  • För RISC-V-arkitekturen har möjligheten att använda det i Clang 17 tillgängliga läget för kontroll av Shadow-Call Stack implementerats, avsett för att skydda mot överskrivning av returadressen från funktionen vid buffertöverflöd i stacken. Skyddet innebär att returadressen sparas i en separat "skugg"-stack efter att kontrollen överlämnats till funktionen och att denna adress hämtas innan funktionen avslutas.
  • En ny intelligent skanningsläge har lagts till i mekanismen för sammanslagning av identiska minnessidor (KSM: Kernel Samepage Merging) som spårar felaktigt skannade sidor och minskar intensiteten av deras om-skanning. En inställning för att aktivera det nya läget har lagts till på /sys/kernel/mm/ksm/smart_scan.
  • En ny ioctl-kommando PAGEMAP_SCAN har lagts till, som när den används med userfaultfd(), gör det möjligt att bestämma skrivningar till ett specifikt minnesområde. Denna nya funktion kan exempelvis användas i systemet för att spara och återställa tillstånd av CRIU-processer eller i spelens anti-fusk-system.
  • I byggsystemet är kompilatorn Clang som standard aktiverad för att bygga exempel på användning av perf-subsystemet, skrivna som BPF-program.
  • Det gamla lagret videobuf, som användes för att hantera framebuffers i mediesubsystemet och för mer än 10 år sedan ersattes av en ny implementering videobuf2, har tagits bort.
• Virtualisering och säkerhet
  • I fscrypt-subsystemet har möjligheten att kryptera data i block som är mindre än blockstorleken i filsystemet lagts till. Detta kan vara nödvändigt för att aktivera hårdvarumekanismer för kryptering som bara stöder små block (till exempel, UFS-kontroller som endast stöder blockstorleken 4096 kan användas med ett filsystem med blockstorleken 16K).
  • Subsytemet ‘iommufd’, som möjliggör hantering av minnessidor för I/O Memory-Management Unit (IOMMU) via filbeskrivare från användarutrymmet, har fått tillägg av spårning av ännu icke-cacheade (dirty) data för DMA-operationer, vilket är nödvändigt för att identifiera minne med osparade data vid processflyttning.
  • I Landlock-mekanismen, som tillåter begränsning av interaktion mellan en grupp processer och den externa miljön, har stöd för att definiera regler för åtkomst till TCP-sockets lagts till. Till exempel kan en regel skapas för att endast tillåta anslutningar via nätverksport 443 för att etablera HTTPS-anslutningar.
  • I AppArmor-subsystemet har möjligheten att hantera åtkomst till io_uring-mekanismen och skapa användaridentifierar (user namespaces) lagts till, vilket möjliggör selektiv beviljande av åtkomst till dessa funktioner för endast vissa processer.
  • En API för att intyga virtuella maskiner integriteten av deras lastningsprocesser har lagts till.
  • LoongArch-system har implementerat virtualisering med hjälp av hypervisorn KVM.
  • Med hypervisorn KVM på RISC-V-system har stöd för Smstateen-tillägget lagts till, vilket blockerar virtuell maskinåtkomst till CPU-register som inte uttryckligen stöds av hypervisorn. Stöd för användning av Zicond-tillägget i gästsystem har också lagts till, vilket möjliggör vissa villkorliga heltalsoperationer.
  • I KVM-gästsystem baserade på x86-arkitekturen är användning av upp till 4096 virtuella CPU:er tillåten.
• Nätverkssystemet
  • I NVMe-TCP-drivrutinen (NVMe över TCP), som möjliggör åtkomst till NVMe-lagringsenheter över nätverket (NVM Express over Fabrics) med TCP-protokollet, har stöd för kryptering av dataöverföringskanalen med TLS lagts till (KTLS används och en bakgrundsprocess i användarutrymmet tlshd för att förhandla om anslutningen).
  • Prestandan i paketplaneraren fq (Fair Queuing) har optimerats och resulterat i en ökning av kapaciteten med 5% under hög belastning i tcp_rr (TCP Request/Response)-testet och med 13% under obegränsad ström av UDP-paket.
  • I TCP-protokollet har en valfri funktion för användning av tidsstämplar (TCP TS) med mikrosekundnoggrannhet (RFC 7323) lagts till, vilket möjliggör en mer exakt bedömning av fördröjningar och skapande av mer avancerade överbelastningshanteringsmoduler. För att aktivera kan kommandot 'ip route add 10/8 … features tcp_usec_ts' användas.
  • I TCP-stacken har stöd för TCP-AO (TCP Authentication Option, RFC 5925) lagts till, vilket gör det möjligt att verifiera TCP-rubriker med MAC-koder (Message Authentication Code) med modernare algoritmer HMAC-SHA1 och CMAC-AES-128 istället för den tidigare tillgängliga TCP-MD5-alternativet baserat på den föråldrade MD5-algoritmen.
  • En ny typ av virtuella nätverksenheter, 'netkit', har lagts till, där logiken för dataöverföring definieras med en BPF-applikation.
  • I KSMBD, SMB-serverimplementationen på kärnnivå, har stöd för omvandling av filnamn som innehåller surrogatpar av sammansatta tecken lagts till.
  • I NFS har implementationen av strömmar med RPC-tjänster förbättrats. Stöd för skrivdelegation har lagts till (för NFSv4.1+). I NFSD har stöd för netlink-handlaren rpc_status lagts till. Klientstödet för NFSv4.x har förbättrats vid återexportering till knfsd.
• Utrustning
  • Kärnmodulen Nouveau har fått initialt stöd för GSP-RM-firmware, som används i NVIDIA RTX 20+ GPU:er för att hantera initialisering och kontroll av GPU:n via en separat GSP (GPU System Processor) mikrocontroller. GSP-RM-stöd gör att Nouveau-drivrutinen kan fungera genom att anropa firmwaren istället för att direkt programmera interaktionsoperationer med hårdvaran, vilket förenklar tillägg av stöd för nya NVIDIA GPU:er genom att använda befintliga anrop för initialisering och energihantering.
  • I AMDGPU-drivrutinen har stöd för GC 11.5, NBIO 7.11, SMU 14, SMU 13.0 OD, DCN 3.5, VPE 6.1 och DML2 implementerats. Stödet för sömlös laddning (utan flimmer vid växling av videoläge) har förbättrats.
  • I i915-drivrutinen har stöd för Intel Meteor Lake-chips implementerats och en initial implementation av Intel LunarLake (Xe 2) har lagts till.
  • Stöd för asymmetriska överföringskanaler som lagts till i USB4 v2-specifikationen (120/40G) har lagts till.
  • Stöd för ARM SoC:er har lagts till: Qualcomm Snapdragon 720G (används i Xiaomi-smartphones), AMD Pensando Elba, Renesas, R8A779F4 (R-Car S4-8), USRobotics USR8200 (används i routrar och NAS).
  • Stöd för Fairphone 5-smarttelefonen och ARM-plattformarna Orange Pi 5, QuartzPro64, Turing RK1, Variscite MX6, BigTreeTech CB1, Freescale LX2162, Google Spherion, Google Hayato, Genio 1200 EVK, RK3566 Powkiddy RGB30 har lagts till.
  • Stöd för RISC-V-plattformarna Milk-V Pioneer och Milk-V Duo har lagts till.
  • Stöd för ljudgränssnitt i HUAWEI-laptops som levereras med AMD CPU:er har lagts till. Stöd för extra högtalare som installeras på Dell Oasis 13/14/16-laptops har lagts till. Stöd för inbyggda högtalare i ASUS K6500ZC har lagts till. Stöd för ljudavstängningsindikatorer på HP 255 G8 och G10-laptops har lagts till. Stöd för ljuddrivrutiner acp6.3 har lagts till. Stöd för professionella ljudinspelningsgränssnitt Focusrite Clarett+ 2Pre och 4Pre har lagts till.

Samtidigt har den latinamerikanska stiftelsen för fri programvara skapat en helt fri version av kärnan 6.7 – Linux-libre 6.7-gnu, som är renad från firmware och drivrutiner som innehåller icke-fria komponenter eller kodavsnitt vars användning är begränsad av tillverkaren. I version 6.7 har koden för rensning av blobs uppdaterats i olika drivrutiner och delsystem, exempelvis i drivrutinerna amdgpu, nouveau, adreno, mwifiex, mt7988, ath11k, avs och btqca. Koden för rensning av drivrutinerna localtalk och rtl8192u har tagits bort på grund av deras uteslutning från kärnan. Överskottskomponenter för rensning av drivrutinerna xhci-pci, rtl8xxxu och rtw8822b, som tidigare lagts till av misstag, har avlägsnats. Rensning av blobs-namn i dts-filer för Aarch64-arkitekturen har genomförts. Blobs i de nya drivrutinerna mt7925, tps6598x, aw87390 och aw88399 har tagits bort.

Källa: opennet.ru