Викиновости

Релиз ядра Linux 5.1

6 мая 2019 года

После двух месяцев разработки Линус Торвальдс представил релиз ядра Linux 5.1. Среди наиболее заметных изменений: новый интерфейс для асинхронного ввода/вывода io_uring, возможность использования NVDIMM в качестве ОЗУ, поддержка в Nouveau разделяемой виртуальной памяти, поддержка масштабируемого мониторинга очень больших ФС через fanotify, возможность настройки уровней сжатия Zstd в Btrfs, новый обработчик cpuidle TEO, реализация системных вызовов для решения проблемы 2038 года, возможность загрузки с устройств device-mapper без initramfs, LSM-модуль SafeSetID, поддержка комбинированных live-патчей.

Основные новшества:

  • Дисковая подсистема, ввод/вывод и файловые системы
  • Реализован новый интерфейс для асинхронного ввода/вывода - io_uring, который примечателен поддержкой поллинга ввода/вывода и возможностью работы как с буферизацией, так и без буферизации. Напомним, что предлагаемый ранее механизм асинхронного ввода/вывода "aio" не поддерживал буферизированный ввод/вывод, мог работать только в режиме O_DIRECT (без буферизации и в обход кэша), имел проблемы с возникновением блокировок из-за ожидания доступности метаданных и демонстрировал большие накладные расходы из-за копирования данных в памяти.

В рамках API io_uring разработчики попытались устранить недостатки старого интерфейса aio. По производительности io_uring очень близок к SPDK и существенно опережает libaio при работе с включенным поллингом. Для использования io_uring в конечных приложениях, работающих в пространстве пользователя, подготовлена библиотека liburing, предоставляющая высокоуровневую обвязку над интерфейсом ядра;

  • В механизм отслеживания событий в ФС fanotify() добавлена поддержка отслеживания ситуаций изменения суперблока и структуры dirent (события создания, удаления и перемещения каталогов). Представленные возможности помогают решить проблемы с масштабируемостью, возникающие при создании рекурсивных отслеживаний изменений в очень больших ФС при помощи механизма inotify (изменения dirent ранее можно было отследить только через inotify, но

эффективность в условиях рекурсивного отслеживания больших вложенных каталогов оставляла желать лучшего). Теперь подобный мониторинг можно эффективно производить через fanotify;

  • В файловой системе Btrfs добавлена возможность настройки уровня сжатия для алгоритма zstd, который может рассматриваться как оптимальный компромисс, между быстрым но неэффективным lz4 и медленным но хорошо сжимающим xz. По аналогии с тем как раньше можно было устанавливать уровень сжатия при применении zlib для zstd добавлена поддержка опции монтирования "-o compress=zstd:level". При тестировании минимальный первый уровень обеспечил сжатие данных в 2.658 раз при скорости сжатия 438.47 MB/s, скорости распаковки 910.51 MB/s и потреблении памяти 780 KB, а максимальный 15 уровень - в 3.126 раз, но при скорости сжатия в 37.30 MB/s, распаковки 878.84 MB/s и потреблении памяти 2547 KB.

Из других улучшений в Btrfs можно отметить добавление отложенного выполнения операций сканирования поддерева для снижения нагрузки и реализацию нового ioctl для управления отключением устройств;

  • Добавлена возможность загрузки с файловой системы, размещённой на устройстве device-mapper, без применения initramfs. Начиная с текущего выпуска ядра устройства device-mapper можно напрямую использовать в процессе загрузки, например, как раздел с корневой ФС. Настройка раздела осуществляется при помощи загрузочного параметра "dm-mod.create". Среди разрешённых для загрузки модулей device-mapper: "crypt", "delay", "linear", "snapshot-origin" и "verity";
  • В ориентированную на Flash-накопители файловую систему F2FS добавлен флаг F2FS_NOCOW_FL (checkpoint=disable), позволяющий отключить режим copy-on-write для заданного файла;
  • Из ядра удалена файловая система Exofs, представляющая собой вариант ext2, адаптированный для работы с хранилищами объектов OSD (Object-based Storage Device). Также удалена поддержка SCSI-протокола для подобных устройств хранения объектов;
  • В XFS реализован режим always_cow, при котором вместо замены данных в блоках по месту применяется модель COW (для изменений создаётся копия блока). Для включения режима можно использовать команду "echo 1 /sys/fs/xfs/debug/always_cow";
  • В CIFS обеспечено кэширование данных FILE_ALL_INFORMATION, что позволяет выполнять вызовы подобные "stat /mountpoint" на основе данных в кэше без обращения к серверу по сети. Добавлена возможность отправки запросов SMB3 FSCTL к серверу из утилит в пространстве пользователя, например, из smbinfo;
  • В EXT4 добавлен новый атрибут, доступный через sysfs (/sys/fs/ext4/{disk}/journal_task). Атрибут может оказаться полезным для перемещения потока обработки журнала в cgroup или его трассировки при помощи ftrace, perf или blktrace;
  • В EXT2 добавлена поддержка системного вызова statx c реализацией более эффективного и функционального варианта stat(), возвращающего расширенную информацию о файле, включая время создания файла и специфичные для файловых систем флаги;
  • Внесены исправления, нацеленные на увеличение масштабируемости и производительности файловых систем, работающих через механизм FUSE;
  • Виртуализация и безопасность
  • В prctl() добавлена опция PR_SPEC_DISABLE_NOEXEC для управления спекулятивным выполнением инструкций для выбранного процесса. Новая опция позволяет выборочно управлять защитой от спекулятивного выполнения для процессов, которые потенциально могут быть атакованы при помощи атаки типа Spectre. В случае активации опции при запуске нового процесса выполняется очистка бита SSBD в структуре задач;
  • Реализован LSM-модуль SafeSetID, позволяющий системным сервисам безопасно управлять пользователями без повышения привилегий (CAP_SETUID) и без получения полномочий пользователя root. Назначение привилегий осуществляется через определение в securityfs правил на основе белого списка допустимых привязок (в форме "UID1:UID2");
  • Добавлены низкоуровневые изменения, необходимые для стековой организации загрузки модулей безопасности (возможность загрузки одного LSM-модуля поверх другого). Представлен параметр загрузки ядра "lsm", позволяющий управлять тем, какие модули загружаются и в каком порядке;
  • В подсистему аудита добавлена поддержка пространств имён файлов;
  • Расширены возможности GCC-плагина structleak, позволяющего блокировать потенциальные утечки содержимого памяти Обеспечена инициализация любых переменных, которые используются в коде через обращение по ссылке в стеке;
  • Сетевая подсистема
  • Для сокетов реализована новая опция "SO_BINDTOIFINDEX", похожая на

"SO_BINDTODEVICE", но принимающая в качестве аргумента индексный номер сетевого интерфейса вместо имени интерфейса. Для IPv6 добавлена опция сокетов IPV6_ROUTER_ALERT_ISOLATE, позволяющая ограничить приём анонсов ротеров (RA) только собственным пространством имён сокета;

  • В стек mac80211 добавлена возможность назначения одному устройству нескольких BSSID (MAC-адресов). В рамках проекта по оптимизации производительности WiFi в стек mac80211 добавлен учёт распределения эфирного времени и возможность распределять эфирное время между несколькими станциями (при работе в режиме точки доступа выделение меньшего времени на передачу медленным беспроводным станциям, вместо равномерного распределения времени между всеми станциями);
  • В модуль cfg80211/nl80211 при работе в режиме точки доступа добавлена возможность выноса обработчика аутентификации в пространство пользователя (Authentication offload);
  • Добавлен механизм "devlink health", предоставляющий уведомления при возникновении проблем с сетевым интерфейсом. Кроме того, в devlink реализован API для получения информации об устройстве и добавлена команда "flash update" для обновления прошивок сетевого адаптера;
  • Для сетевых мостов добавлена поддержка протокола MLD (Multicast Router Discovery, RFC4286);
  • Обеспечена возможность применения режима TCP Fast Open вместе с операциями zerocopy (отправка сообщений в sendmsg с флагом MSG_ZEROCOPY);
  • Добавлен интерфейс для диагностики сокетов AF_XDP;
  • Во встроенную реализацию протокола TLS [ttps://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=130b392c6cd6b2aed1b7eb32253d4920babb4891 добавлена] поддержка TLS 1.3, помимо ранее поддерживаемого TLS 1.2;
  • Память и системные сервисы
  • Реализована безопасная доставка сигналов, учитывающая возможность повторного использования PID. Например, при выполнении вызова kill ранее могла возникнуть ситуация, когда сразу после отправки сигнала целевой PID мог быть освобождён из-за завершения работы процесса и занят другим процессом, и в итоге сигнал передавался другому процессу. Для исключения подобных ситуаций добавлен новый системный вызов pidfd_send_signal, который использует файловые дескрипторы из /proc/pid для обеспечения стабильной привязки к процессу. Даже если PID будет повторно задействован во время обработки системного вызова, файловый дескриптор не изменится и его можно безопасно использовать для отправки сигнала процессу;
  • Добавлена возможность использования устройств постоянной памяти (persistent-memory, например NVDIMM) в качестве ОЗУ. До сих пор в ядре подобные устройства поддерживались в качестве устройств хранения, но теперь их можно также применять как дополнительную оперативную память. Возможность реализована в ответ на пожелания пользователей, готовых мириться с отставанием производительности и желающих использовать штатный API управления памятью ядра Linux вместо применения имеющихся систем распределения памяти в пространстве пользователя, работающих поверх mmap для dax-файла;
  • Добавлен новый обработчик простоя CPU (cpuidle, решает когда можно перевести CPU в глубокие режимы экономии энергии, чем глубже режим - тем большая экономия, но и больше времени требуется для выхода из режима) - TEO (Timer Events Oriented Governor). До сих пор предлагалось два обработчика cpuidle - "menu" и "ladder", отличающиеся эвристикой. В обработчике "menu" имеются известные проблемы с принятием эвристических решений, для устранения которых было решено подготовить новый обработчик. TEO позиционируется как альтернатива обработчику "menu", позволяющая добиться более высокой производительности с сохранением того же уровня энергопотребления.

Активировать новый обработчик можно при помощи загрузочного параметра "cpuidle.governor=teo";

  • В рамках работы по устранению проблемы 2038 года, вызванной переполнением 32-разрядного типа time_t, в состав включены системные вызовы, предлагающие для 32-разрядных архитектур 64-разрядные счётчики времени . В итоге, 64-разрядную структуру time_t теперь можно применять на всех архитектурах. Аналогичные изменения также реализованы в сетевой подсистеме для опций timestamp сетевых сокетов;
  • В систему горячего наложения патчей на ядро (live patching)

Источники править

 
 
Creative Commons
Эта статья содержит материалы из статьи «Релиз ядра Linux 5.1», опубликованной OpenNET и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) — указание автора, источник и лицензию.
 
Эта статья загружена автоматически ботом NewsBots в архив и ещё не проверялась редакторами Викиновостей.
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.

Комментарии

Викиновости и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.



Источник — https://ru.wikinews.org/w/index.php?title=Релиз_ядра_Linux_5.1&oldid=8948753