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Mo, 18. September 2017, 09:52

Software::Kernel

Erste Vorschau auf Linux-Kernel 4.14

Linux-Initiator Linus Torvalds hat die Kernel-Version 4.14-rc1 als erste Testversion für Linux 4.14 freigegeben. Fünfstufige Seitentabellen sind eine der größten Neuerungen, außerdem wurden die teils unfreien Firmware-Images komplett entfernt.

Linus Torvalds, Initiator des Linux-Kernels

Linux Foundation

Linus Torvalds, Initiator des Linux-Kernels

Zwei Wochen nach Linux 4.13 hat Linus Torvalds nun die erste Testversion von Linux 4.14 veröffentlicht. Die kommenden sieben Wochen (bei Bedarf auch mehr) dienen zum Testen der Änderungen und Korrigieren der gefundenen Probleme. Torvalds schloss die Integrationsphase einen Tag vor dem Ablauf der üblichen zwei Wochen ab, nachdem es zu einigen Problemen mit der Integration von Änderungen kam, die seiner Ansicht nach bereits hätten auffallen müssen, bevor der Code zu ihm gelangte. Danach hatte er nach eigenen Angaben keine Lust mehr, auf in letzter Minute eintreffende Änderungen zu warten. Somit erschien Linux 4.14-rc1 einen Tag vor dem 26. Jahrestag der Veröffentlichung von Linux 0.01, statt den Jahrestag genau zu treffen.

Trotz der erwähnten Probleme und der Tatsache, dass in der x86-Speicherverwaltung gleich drei tiefgreifende Änderungen vorgenommen wurden, verlief die Integration laut Torvalds weitgehend reibungslos. Die weitaus meisten Änderungen betrafen wie immer die Treiber. Mit über 11.500 Änderungen war auch diese Version nicht klein und etwas umfangreicher als 4.13-rc1, von der Urlaubszeit in der nördlichen Hemisphäre war nichts zu bemerken.

Eine Änderung in letzter Minute war die Entfernung der Firmware-Images aus dem Kernel-Quellcode, die laut Torvalds niemand mehr benutzte, weil es ein separates Repositorium dafür gibt. Das Verzeichnis firmware im Kernel-Quellcode existiert damit nicht mehr. Es hätte bereits vor Jahren entfernt werden können, was aber laut Greg Kroah-Hartman irgendwie vergessen wurde.

Ein verbesserter Mechanismus für Stack-Traces, der ORC Unwinder, soll für zuverlässigere Stack-Traces und Live-Patching sorgen und zudem noch schneller sein als Frame-Pointers. Control Groups können nun mit Threads arbeiten. Weitere Änderungen sind eine neue Schnittstelle für Anwender von RDMA und eine Erweiterung der Systemaufrufs membarrier.

Im Perf-Subsystem wurden abermals viele Erweiterungen platziert, die man in einem Eintrag in Git nachlesen kann. CPU-Frequenzregler können jetzt CPU-übergreifend arbeiten, was sowohl die Energieverwaltung als auch die Reaktion auf Änderungen der CPU-Lasten verbessern soll. Im Netzwerk-Subsystem gibt es eine neue Methode für Zero-Copy-Operationen. Hierbei liest der Kernel die zu übertragenden Daten direkt aus einem Puffer der Anwendung und meldet über den Fehlerkanal, wenn die Übertragung vollständig ist und der Prozess neue Daten in den Puffer schreiben kann. Tatsächlich werden auch bei diesem Zero Copy die Daten immer noch ein- oder mehrmals kopiert, allenfalls einmal weniger als sonst.

Die bereits erwähnten tiefgreifenden Änderungen in der x86-Speicherverwaltung sind zum einen fünfstufige Seitentabellen, die den adressierbaren Speicher auf 128 PiB virtuell und 4 PiB real (57 bzw. 52 Adress-Bits) erhöhen. Mit den bisherigen vierstufigen Seitentabellen konnten 128 TiB adressiert werden (47 Bit), das derzeitige Limit stellen jedoch die nur 48 bereitgestellten Adressbits dar, die aktuelle Rechner, die 64 TiB enthalten, bereits an die Grenzen stoßen lässt. Nimmt man den Zeitraum zwischen vier- und fünfstufigen Seitentabellen als Maßstab, wird die nächste Erweiterung auf sechs Stufen in zwölf Jahren fällig. Die beiden weiteren Änderungen in der x86-Speicherverwaltung sind die Unterstützung von ASID und die Sichere Speicherverschlüsselung von AMD.

Der Systemaufruf madvise erhielt eine neue Option MADV_WIPEONFORK, um den entsprechenden Speicherbereich einem Kindprozess mit Nullen gefüllt zu präsentieren. Die Arbeit an besser skalierbarem Swapping hat jetzt erreicht, dass die Aufteilung von Huge Pages bis nach dem Swappen verzögert wird, was die Geschwindigkeit um bis zu 42% steigert. Die nächste Stufe, die Huge Pages ohne Aufteilung swappt, steht noch aus.

Disk Quotas wurden in der Geschwindigkeit optimiert. Das CIFS-Dateisystem kann jetzt erweiterte Attributes mit dem Protokoll SMB3 lesen und schreiben. Neu ist die heterogene Speicherverwaltung, die es Chips mit eigenen Speicherverwaltungseinheiten, beispielsweise den modernsten Grafikchips, ermöglicht, auf den Hauptspeicher zuzugreifen.

Datei-Capabilities können jetzt auch innerhalb von Benutzer-Namensräumen verwendet werden. Außerdem wurde dem Kernel Unterstützung für die zstd-Kompression hinzugefügt. Darüber hinaus kamen auch wieder Treiber für zahlreiche Chips aller Art hinzu. Entfernt wurde lguest, ein nicht mehr gepflegter kleiner Hypervisor. Die zahlreichen weiteren Änderungen sind im Änderungslog von Git zu finden. Kernel und Patch-Dateien sind von zahlreichen Spiegelservern von kernel.org herunterzuladen.

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