Utgåvan av Linux-kärnan 7.1

Efter två månaders utveckling presenterade Linus Torvalds version 7.1 av Linux-kärnan. Bland de mest anmärkningsvärda ändringarna finns: en ny ntfsplus-drivrutin, det första steget i att avbryta stödet för CPU i486, borttagning av gamla Ethernet-adapttrar, borttagning av ISDN- och AX.25-protokoll, som standard aktiverad Intel FRED-mekanism, stöd för BPF-hanterare i io_uring, optimering av bytesubsystemet, stöd för delplanerare i sched_ext, zero-copy I/O i ublk-drivrutinen, ioctl-operationen "shutdown" i Btrfs, dynamisk växling av prestandaläget i amd-pstate-drivrutinen, stöd för xattr för Unix-socklar.

I den nya versionen har 17275 korrigeringar gjorts av 2589 utvecklare,
patchstorleken är 57 MB (ändringarna berörde 13528 filer, 751785 kodrader lades till och 405916 rader togs bort). I det föregående släppet gjordes 15624 korrigeringar av 2477 utvecklare, patchstorleken var 56 MB. Ungefär 41% av alla förändringar som infördes i 7.1 är relaterade till enhetsdrivrutiner, cirka 12% av förändringarna har att göra med uppdatering av kod specifik för hårdvaruarkitekturer, 14% rör nätverksstacken, 5% rör filsystem och 3% rör interna kärnsystem.

De viktigaste nyheterna i kärnan 7.1 (1, 2, 3):

• Disksubsystem, in- och utmatning och filsystem
  • En ny implementation av NTFS-filsystemet – ntfsplus, baserad på kod som tagits bort från den klassiska ntfs-drivrutinen. Den gamla drivrutinen har omarbetats, utvidgats med skrivmöjlighet och anpassats för att stödja moderna funktioner, såsom användning av minnesblad (folios) istället för buffer_head-strukturer. I den nya drivrutinen har fördröjd blockallokering implementerats, vilket har möjliggjort hög prestanda vid skrivoperationer och minskad fragmentering. För buffrade skriv-/läsningsoperationer, direkt I/O, mappning av extenter och sidläsa-/skrivoperationer används iomap-biblioteket. I iozone-tester var ntfsplus-drivrutinen 3-5% snabbare än ntfs3 i ensamband och 35-110% snabbare vid användning av 4 trådar. Läsningen av ntfsplus och ntfs3 är ungefär på samma nivå. ntfs3-drivrutinen kvarstår i kärnan och har fått korrigeringar och små förbättringar.
  • Stöd för generering och verifiering av integritetskontrolldata T10 har lagts till på filsystemsnivå snarare än blockenhet, vilket ger en ökning av läsprestanda.
  • I blockenhetsdrivrutinen ublk har stöd för in- och utdata via delad minne utan kopiering av data mellan buffrar (zero-copy-läget) lagts till, vilket möjliggör specifik logik på användarprocessens sida.
  • För själv-krypterande blockenheter SED-OPAL har ioctl för att hantera läget Single User lagts till, och kommandot STACK_RESET har implementerats.
  • I Btrfs har stöd för ioctl-operationen "shutdown" deklarerats stabil, vilket möjliggör att sätta filsystemet i ett tillstånd där aktiva operationer försöker avslutas, men alla nya operationer blockeras.
  • I exfat har möjligheten att reservera lediga områden genom att anropa fallocate() implementerats.
  • I filsystemet CIFS har stöd för att skapa temporära filer med flaggan O_TMPFILE lagts till.
  • I systemanropet fsmount() har alternativet FSMOUNT_NAMESPACE lagts till, vilket skapar ett nytt namnrymd för monteringspunkter för det monterade filsystemet. Flaggor har lagts till i systemanropen clone3() och unshare() för att återvända till en ny namnrymd för monteringspunkter som endast innehåller monterade tomma filsystemsskydd baserade på nullfs, fs-dax-drivrutinen med filsystemgränssnitt till DAX-enheter (Direct Access).
  • I NFS-servern har skydd mot attacker med gissning av filbeskrivare lagts till, som implementeras genom att signera beskrivarna med kryptografisk signatur. Skyddet slås på via monteringsalternativet sign_fh.
  • En symbolisk drivrutin för fs-dax har lagts till, vilket ger ett gränssnitt för interaktion med DAX-enheter (Direct Access) som stöder arbete utan sidcache. Detta gränssnitt är nödvändigt för integration i kärnfilsystemet famfs, som placeras i RAM.
  • I filsystemet Ceph har insamling av I/O-metrik kopplad till underpartitioner implementerats.
• Minne och systemtjänster
  • Den första serien av ändringar har antagits för att avsluta stödet för i486-processorer. Alternativen för att bygga kärnan med stöd för 486DX, 486SX och AMD ELAN (CONFIG_M486, CONFIG_M486SX och CONFIG_MELAN) har tagits bort från Kconfig, och kompilationsalternativen för i486-system (-march=i486) har uteslutits från Makefile. Koden för faktisk support på i486-processorer finns dock kvar i kärnan, men att bygga för sådana system kräver nu att patchar till byggfiler används. Skälen för att ta bort stödet för i486-processorer beror på en önskan att avlägsna komplex kod som emulerar vissa hårdvaruoperationer, såsom CX8 (jämför och byt 8 byte) och TSC (CPU-cykeltäknare som används i uppgiftsschemaläggaren).
  • I amd-pstate-drivrutinen, som används för att hantera strömförbrukningen på system med AMD-processorer, har dynamisk växling av prestandainställningar och ändringar i strömhanteringsbeteendet implementerats beroende på om systemet drivs med nätaggregat eller batteri. Vid stationär anslutning aktiveras nu läget "performance", medan "balance_performance" aktiveras när systemet körs på batteri.
  • Intel FRED (Flexible Return and Event Delivery) mekanismen är nu aktiverad som standard, vilket möjliggör ökad effektivitet och pålitlighet vid leverans av information om låg-nivå händelser. Prestandaförbättringar och minskade fördröjningar uppnås genom att återvända händelser med processorinstruktionen IRET istället för att överföra händelser via IDT (Interrupt Descriptor Table). Pålitligheten ökas genom att separat hantera ankomsten av händelser i både kärn- och användarkontext, skydd mot inbäddad exekvering av NMI, samt bevarande av alla CPU-register relaterade till undantag i den utökade stackramen.
  • Under perf-subsystemet har stöd för minnesprestandamonitoreringsenheter (PMU - Performance Monitoring Unit) lagts till, som används i NVIDIA Tegra410 SoC.
  • Exekveringen av futex-operationer på ARM-system har accelererats, tack vare användningen av Arm 9.6 LSUI-instruktioner, vilket gör att kärnan kan komma åt minne i användarutrymmet utan att först stänga av skyddsmoden PAN (Privileged Access Never).
  • På system med ARM-processorer har stödet för tillägg av arkitekturen för MPAM (Memory System Resource Partitioning and Monitoring) förbättrats och möjligheten till användning i användarutrymmet för resurskontroll via mekanismen resctrl har lagts till. MPAM tillhandahåller märkning av varje minnesåtkomst med en sektionsidentifierare (PARTID, Partition ID) och en övervakningsgruppsidentifierare (PMG, Monitoring Group ID). I förhållande till PARTID kan resursförbrukning som minnesbandbredd eller cache-storlek begränsas, så att en grupp uppgifter inte tar alla resurser. I övervakningskontext kan kombinationen av PMG och PARTID användas för att spåra minnesresursförbrukning under vissa typer av belastning.
  • Möjligheten att använda realtidsläge (PREEMPT_RT) på 32-bitars ARM-processorer har lagts till. Tidigare var stöd för PREEMPT_RT tillgängligt för x86 och x86-64, ARM64, RISC-V och LoongArch-arkitekturer.
  • Nya flaggor har lagts till i systemanropet clone3(): CLONE_NNP — förbud mot att få nya privilegier i den skapade processen; CLONE_AUTOREAP — automatisk avslutning av processen istället för att göra den till en zombieprocess tills föräldraprocessen anropar wait();
    CLONE_PIDFD_AUTOKILL — avslutning av barnprocessen om den relaterade pidfd-handtaget stängs (till exempel vid avslutning av föräldraprocessen).
  • För varje kärnmodul har en fil import_ns lagts till i katalogen /sys/module, som innehåller en lista över importerade symbolnamnsrymder.
  • I systemet för asynkron I/O io_uring har stöd för att använda BPF-subsystemet för att skapa hanterare lagts till. Till exempel kan den primära schemaläggningsslingan ersättas med ett BPF-program.
  • I BPF-subsystemet har analysen av stackanvändning moderniserats, vilket avsevärt har snabbat upp verifieringen av många BPF-program.
  • För att optimera prestanda har BPF-subsystemet hrtimer (high resolution timer) skrivits om. Schemaläggaren kan nu använda timers med hög precision utan prestandaförlust istället för mindre exakta timers.
  • Överföringen av förändringar från Rust-for-Linux-grenen fortsätter, relaterat till användningen av Rust som ett andra språk för utveckling av drivrutiner och kärnmoduler (stöd för Rust är inte aktiverat som standard och leder inte till att Rust inkluderas som ett obligatoriskt byggberoende för kärnan). Fram till version 1.85 (levereras i Debian 13) har kraven på versionen av Rust som behövs för att bygga kärnkomponenter ökat. En experimentell Kconfig-alternativ CONFIG_RUST_INLINE_HELPERS har lagts till för att inbädda C-hjälpverktyg i Rust-kod under kompileringen (optimeringen har ökat prestandan för den blockdrivande null-drivaren med 2%). Makrot 'const_assert!' har lagts till. Funktionerna för modulerna 'sizes', 'clk', 'ptr', 'sync', 'error' har utvidgats.
  • I SCHED_EXT-mekanismen, som möjliggör användning av BPF för att skapa CPU-schemaläggare, har den första möjligheten att skapa inbäddade schemaläggare (sub-scheduler) lagts till, genom vilka varje cgroup kan använda sin egen uppgiftsschemaläggare.
  • Optimeringen av swap-underdelningen har fortsatt. Den gamla strukturen swap_map har tagits bort och ersatts med mekanismen 'Swap Table'. Denna förändring har förbättrat prestandan och minskat minnesanvändningen i swap-underdelningen.
  • I DAMON-systemet (Data Access MONitor), som möjliggör övervakning av processers åtkomst till data i arbetsminnet (till exempel kan man ta reda på vilka minnesområden en process har åtkomst till och vilka minnesområden som förblir outnyttjade), har stödet för olika algoritmer för automatisk justering av kvoter lagts till.
  • I spårningssystemet har konceptet för externa ringbuffertar implementerats, vilket gör det möjligt att få spårningsdata från virtuella maskiner. Möjligheten har aktiverats i hypervisorer KVM och nVHE för att överföra spårningsdata från gästsystemet till värdsidan.
  • I RV-systemet (Runtime Verification), som är avsett för att verifiera korrektheten av högt tillförlitliga system, har komponenter för övervakning 'stall' lagts till för att spåra uppgifter vars utförande tillfälligt har avbrutits eller blockerats, samt 'deadline' för att analysera schemaläggarens beteende.
• Virtualisering och säkerhet
  • Som standard har flaggan PROC_MEM_FORCE_PTRACE ställts in, vilket tillåter att omgå minnesbehörigheterna för en process genom filen /proc/PID/mem endast för processer som använder systemanropet ptrace() för felsökning.
  • En ny uppsättning hookar har lagts till för LSM-moduler (Linux Security Module), vilket förenklar implementeringen av policyer för staplade filsystem, såsom overlayfs. LSM har också lagt till en hook för att hantera åtkomst till Unix-sockets, som används i LSM-modulen Landlock för att tilldela åtkomstpolicyer till Unix-sockets.
  • I den inbyggda kryptobiblioteket lib/crypto, som erbjuder enklare och snabbare funktioner än det traditionella crypto API, har stöd för algoritmerna AES-CMAC, AES-XCBC-MAC, AES-CBC-MAC, GHASH och SM3 lagts till. Dokumentation för lib/crypto har också lagts till.
  • Funktionen pKVM (Protected KVM) har implementerats för strikt isolering av anonym minne med hjälp av virtualiseringstillägg för AArch64-arkitekturen. I det här läget undantas gästminnessidor från den virtuella adressens tabell i värdsystemet.
  • Stöd för den femte versionen av ARM:s virtuella avbrottskontroller (VGICv5 – ARM Virtual Generic Interrupt Controller v5) har lagts till i KVM-hypervisorn.
• Nätverkssystemet
  • För unix-sockets, som skapas av funktionen socket(), har stöd för utökade filattribut (xattr) "user.*" implementerats. Tillämpningar inkluderar att sätta etiketter via utökade attribut till Unix-sockets som används för IPC Varlink, för att särskilja dem för inspektion och avbuggning av IPC:s funktioner med BPF-program. I systemd-journald är de utökade attributen tänkta att användas för att definiera loggformatet kopplat till socketen /dev/log.
  • Stödet för UDP-Lite-protokollet (RFC 3828), som möjliggör leverans av paket med felaktig kontrollsumma med förväntan på att exempelvis delvis skadade ljud- och videodata kan återställas på codec-nivå, har tagits bort. Protokollet togs bort eftersom ingen använder det.
  • Möjligheten att bygga IPv6-stacken som en kärnmodul har tagits bort, eftersom den inte användes i praktiken (IPv6 antingen byggs in i kärnan eller stängs helt av), men komplicerade underhållet eftersom många undersystem tvingades lägga till onödiga hanterare i händelse av att IPv6-modulen laddades ur.
• Utrustning
  • En ny displaymotor (DC) för AMD:s APU-serie HD 7000 (Sea Islands, GCN 1.1) har lagts till i AMDGPU-drivrutinen.
  • I Nouveau-drivrutinen har inledande stöd för NVIDIA GA100 GPU baserad på Ampere mikroarkitektur lagts till.
  • Arbetet med drm-drivrutinen (Direct Rendering Manager) Xe för GPU:er baserade på Intel Xe-arkitekturen har fortsatt, vilken används i Intel Arc-grafikkort och integrerad grafik, från och med Tiger Lake-processorerna. Stöd för grafiksystemet i Intel Nova Lake-P-processorer har lagts till. Rensbara buffertobjekt (Purgeable Buffer Objects) har implementerats.
  • Fortsatt integration av komponenterna i Nova-drivrutinen för NVIDIA GPU med GSP-firmware, som används från NVIDIA GeForce RTX 2000-serien baserad på Turing-mikroarkitektur. Drivrutinen är skriven i Rust. Inledande stöd för GPU baserade på Turing-mikroarkitektur har lagts till.
  • DRM-drivrutinen corebootdrm har lagts till för att visa grafik via framebuffer från CoreBoot-baserade firmware.
  • Stöd för ljudenheter ASoC AMD RPL DMIC, Cirrus Logic CS42L43, CS47L47, NVIDIA CPCAP och WM8962 har lagts till. Stödet för ljudenheter med USB-gränssnitt har förbättrats: Huawei Headset, Focusrite Novation, MV-Silicon, Studio 1824, Arturia AF16Rig, Hotone Audio, Feaulle Rainbow, PreSonus AudioBox, Moondrop Ju Jiu, Scarlett 18i20.
    Stöd för ljudenheter ASoC AMD RPL DMIC, Cirrus Logic CS42L43, CS47L47, NVIDIA CPCAP och WM8962 har lagts till. Stödet för ljudenheter med USB-gränssnitt har förbättrats: Huawei Headset, Focusrite Novation, MV-Silicon, Studio 1824, Arturia AF16Rig, Hotone Audio, Feaulle Rainbow, PreSonus AudioBox, Moondrop Ju Jiu, Scarlett 18i20.
  • Drivern yogafan har lagts till för att övervaka hastigheten på fläkten i Lenovo Yoga, Legion och IdeaPad bärbara datorer.
  • Stöd för ARM-plattformar, SoC och enheter har lagts till: Qualcomm Glymur, Qualcomm Mahua, Qualcomm Eliza, Qualcomm IPQ5210, Qualcomm apq8084 och ipq806x, Axis ARTPEC-9, ARM Zena, ARM corstone-1000-a320, Microchip LAN9691, Microchip PIC64GX, Rockchip RV1103B, Renesas RZ/G3L, NXP S32N79.
  • Stödet för de kontrollerade AHCI SATA och PCIe i SoC Baikal-T1 har avlägsnats, liksom drivrutiner för timer, minne, physmap, buss, hwmon, dwc och bt1-rom. Orsaken till detta avlägsnande anges vara avsaknaden av fortsatt support och ofullständig integration av Baikal-plattformens komponenter i kärnan, vars produktion i Ryssland stoppades i november 2025.
  • 12 drivrutiner för Ethernet-enheter med ISA och PCMCIA-gränssnitt, som tillverkades före 2002, har avlägsnats, då ingen användare återfunnits som använde dem i aktiva system. Dessutom har följande avlägsnats från kärnan:
    ISDN-understöd, implementationerna av protokollen AX.25, CAIF och Bluetooth CMTP (Common ISDN Application Programming Interface Message Transport Protocol), drivrutinerna yellowfin (Yellowfin Gigabit-NIC), hamachi (Hamachi GNIC-II), hamradio (Amateur Radio), inport och logibm (busmouse). Orsaken till avlägsnandet är avsaknaden av aktiva underhållare mitt i det ökande antalet felidentifieringar genom syzbot och AI-verktyg, vilka ingen tar på sig att åtgärda, vilket resulterar i att hela belastningen av att åtgärda allvarliga problem vilar på dem som underhåller kärnans primära nätverksundersystem. Totalt har mer än 140 000 rader kod tagits bort.

Källa: opennet.ru