Thema: Neuer Linux Kernel ....

[SiLæncer]

Der Anfang Juli freigegebene Linux-Kernel 3.10 soll als Longterm-Kernel die nächsten zwei Jahre gepflegt werden. Das kündigte Greg Koah-Hartman in einem Blog-Beitrag an. Demnach soll auch die nächste Version des auf Hersteller von Consumer-Geräten ausgerichteten LTSI-Kernel auf Linux 3.10 aufbauen.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Das Anlegen temporärer Dateien wird mit Linux 3.11 sicherer. NFS unterstützt jetzt SELinux und das Cluster-Dateisystem Lustre hat es trotz einiger Querelen in den Staging-Bereich geschafft.

Die Entwicklung von Linux 3.11 scheint trotz Ferienzeit auf der Nordhalbkugel mit dem üblichen Tempo voranzugehen. Beim vierten, am Sonntag freigegeben RC gab es indes wieder mehr Änderungen, als Torvalds lieb ist. Die haben sich aber auf mehr Bereiche verteilt als zuvor; Torvalds begrüßte das, nachdem er die anderen Kernel-Entwickler beim RC3 noch für ein hohes Patch-Aufkommen kritisiert hatte.

Alle größeren Neuerungen von Linux 3.11 haben Torvalds und seine Mitstreiter wie gewohnt in den ersten zwei Wochen nach Freigabe der Version 3.10 in den Kernel integriert. Linux 3.11 befindet sich daher jetzt in der Stabilisierungsphase, in der umfangreiche Änderungen die Ausnahme sind. Wir können daher bereits jetzt einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Neuerungen geben, die der in der ersten Septemberhälfte erwartete Kernel 3.11 bringen wird.

Den Anfang der auf eine Artikelserie verteilten Beschreibung macht eine Übersicht zu den Neuerungen rund um Dateisysteme und Storage-Hardware; in den nächsten Wochen folgen Artikel zur Grafiktreibern, Netzwerk-Unterstützung, Kernel-Infrastruktur, Prozessor/Plattform-Unterstützung und Treibern für andere Hardware.

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[SiLæncer]

Linux kann jetzt Teile des Arbeitsspeichers komprimieren, wenn es im RAM eng wird. Neu sind auch Unterstützung für den Kompressionsalgorithmus LZ4, Locking per "wound/wait" und eine Anpassung, durch die Wine für Windows RT übersetzte ARM-Software ausführen kann.

Das Memory-Management-Subsystem von Linux enthält mit 3.11 erstmals Zswap, das Arbeitsspeicherinhalte zu komprimieren versucht, die der Kernel sonst in den Swap-Bereich auslagern würde (Dokumentation, LWN.net-Artikel); dazu greift Zswap auf die Hilfe des ebenfalls neuen Memory Allocator Zbud zurück. Das Ganze kann die Performance steigen, da das Dekomprimieren bei modernen CPUs häufig schneller erfolgt als ein Einlesen ausgelagerter Speicherbereiche. Die Technik war schon länger im Staging-Bereich des Kernels, wo Code liegt, der den Qualitätsansprüchen der Kernel-Entwickler nicht genügt; Zswap gilt aber auch nach dem Verlassen dieses Bereichs noch als experimentell.

Einige andere Änderungen am Memory-Management-Code soll Aussetzer vermeiden helfen, die gelegentlich beim Swappen entstehen, wenn der Kernel parallel große Datenmengen wegschreibt.

Kernel-Programmierern stehen jetzt "wound/wait style locks" zur Verfügung. Dabei handelt es sich um einen Mutex für den koordinierten Zugriff auf Datenstrukturen, bei der mehrere Threads exklusiven Zugriff auf mehr als eine Datenstruktur benötigen, die Sperren aber in unterschiedlicher Reihenfolge anfordern – das kann zu Deadlocks führen, wenn Task 1 nach dem Sperren von Buffer 1 auch einen Lock auf Buffer 2 anfordert, während Task B Letzteren bereit gesperrt hat und exklusiven Zugriff auf Buffer 1 anmeldet.

Durch den neuen, aus dem Datenbankbereich entliehen Ansatz wird die jüngere der beiden Task gezwungen, ihre Sperre aufzugeben, sodass die ältere Task beide Buffer sperren und weiterarbeiten kann. Hintergründe zur Funktionsweise erläutern ein LWN.net-Artikel und die Dokumentation. Dort wird auch die Motivation erläutert: Diese Locking-Technik wurde vornehmlich für Grafikhardware entwickelt, denn auf deren Buffer können durch Techniken wie DMA_buf mehrere Treibern zugreifen; einige solcher Treiber nutzen den neuen Mutex bereits.

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[ritschibie]

Die Kernel-Hackerin Sarah Sharp hat einen schwerwiegenden Fehler im Linux-Kernel entdeckt. Demnach ist eine fehlerhafte Abstimmung zwischen USB-Stack und Geräten beim Verlassen des Schlafmodus dafür verantwortlich, dass die Verbindung zu USB-Geräten unvermittelt gekappt wird, wenn Auto-Suspend aktiviert ist. Ein Patch ist bereits in Arbeit.

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Quelle: www.golem.de

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Linux kann eingehende Netzwerkpakete nun auf Wunsch besonders schnell verarbeiten. Unter den neuen und verbesserten Treibern sind welche für Intels Rapid Start Technology und die Eingabegeräte des neuesten MacBook Air.

Durch das neue "Low-latency Ethernet device polling" können Anwendungen den Kernel 3.11 auffordern, besonders häufig beim Netzwerkchip nachzufragen, ob neue Daten vorliegen (1, 2, 3, 4, 5, 6). Das reduziert die Zeit zwischen dem Eintreffen und der Verarbeitung von Netzwerkpaketen, was in manchen Situationen wichtiger ist als die Prozessorlast, denn die steigt durch solch ein hochfrequentes Pollen. Damit genau dieser Nachteil besser zu erkennen ist, hatte Linus Torvalds die Aufnahme erst verweigert und eine Umbenennung der Funktionsaufrufe gefordert, was die zuständigen Entwickler innerhalb weniger Tage umsetzen konnten. Zu den Treibern, die die Technik derzeit unterstützen, gehören bnx2, ixgbe und mlx4_en.

Userspace-Anwendungen können nun auch via IPv6 einen Ping absetzen, ohne dafür besondere Rechte zu benötigen; mit IPv4 gelingt das bereits seit Linux 3.0. Der Kernel-Code, den das für Software-Defined Networking (SDN) verwendete Open vSwitch nutzt, beherrscht jetzt das Tunneln mit Hilfe von Generic Routing Encapsulation (GRE) (u. a. 1, 2).

Dem Kernel liegt jetzt der Treiber ath10k bei, der die von Qualcomm Atheros gefertigten WLAN-Bausteine der Chipfamilie QCA988x anspricht. Bei Intels MVM-Chips – etwa jenen der 7000er-Serie – beherrscht der Treiber iwlwifi jetzt Low Power RX, was den Stromverbrauch bei WLAN-Verbindungen reduzieren kann, über die kaum Daten laufen. Außerdem unterstützt der Treiber jetzt Intels WLAN-Bausteine 3160 und 7260; es wird aber auch gerade dran gearbeitet, diese Änderung in einen Stable-Kernel der 3.10er-Serie zu integrieren.

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Linux 3.11 bringt Unterstützung für neue Grafikkerne von AMD, Intel und Nvidia. Der Kernel weiß nun auch die Stromsparfähigkeiten moderner Radeon-HD-Chips zu nutzen und beherrscht Mehrschirmbetrieb mit Spice.

Die Ankündigung zur siebten Vorabversion von Linux 3.11 erfolgte ganz anders als gewohnt, denn Linus Torvalds hat sie nicht an die LKML geschickt, sondern bei Google+ publiziert. Zudem hat Torvalds anlässlich des 22. Geburtstags einen Freigabetext gewählt, der sich stark an der Mail orientiert, mit der er Linux genau 22 Jahre zuvor angekündigt hatte.

Torvalds deutet in diesem Text an, Linux 3.11 innerhalb einer Woche veröffentlichen zu wollen. Eine Freigabe rund um den 1. September ist damit recht wahrscheinlich. Allerdings passiert es häufiger, dass Torvalds nach solchen Andeutungen doch noch einen weiteren RC einschiebt und die Fertigstellung so um eine Woche oder mehr verschiebt.

Die Entwicklung von Linux 3.11 nähert sich somit dem Ende, daher soll die folgende Beschreibungen der Neuerungen rund um Grafiktreiber nun die Kernel-Log-Mini-Serie "Was 3.11 bringt" abschließen, die die wichtigsten Änderungen dieser Kernel-Version beschreibt. In den ersten drei Teilen der Serie ging es um die Neuerungen in den Bereichen Dateisysteme und Storage, Infrastruktur und Platform sowie Treiber und Netzwerk.

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Bessere Unterstützung für die Stromsparmechanismen moderner Radeon-HD-Grafikchips ist eine der wichtigsten Neuerungen, die den jetzt erhältlichen Linux-Kernel 3.11 auszeichnen. Der Kernel mit dem Codenamen "Linux for Workgroups" kann zudem Netzwerkpakete schneller verarbeiten, wenn besonders niedrige Antwortzeiten gefragt sind; das geht allerdings zu Lasten des Prozessors.

Neu ist auch eine Funktion, die Teile des Arbeitsspeichers komprimiert. Linux 3.11 bringt zudem zahlreiche neue und verbesserte Treiber – kürzlich eingeführte WLAN-Chips von Intel werden nun etwa ebenso unterstützt wie die Eingabegeräte des MacBook Air 2013 oder Qualcomms WLAN-Bausteine der Chipfamilie QCA988x.

Einen ausführlicheren Überblick über diese und viele weitere Neuerungen im Linux-Kernel 3.11 liefert ein Artikel auf heise open:

    Die Neuerungen von Linux 3.11, Bericht auf heise open

Quelle : www.heise.de

[ritschibie]

Der Linux-Kernel 3.12 wird die GeForce-Grafikchips von Optimus-Notebooks automatisch zu- und wegschalten können. Bislang muss man dazu auf externen Treiber zurückgreifen. Solche nachzuinstallieren empfiehlt sich zum Ausschalten des GeForce-Chips, da der unter Linux sonst ständig parallel zum Grafikkern des Prozessors aktiv ist und Strom verbraucht. Bei vielen Optimus-Notebooks sind es selbst im Desktop-Leerlauf mindestens 5 Watt, was die Akku-Laufzeit spürbar reduziert, ohne dass der GeForce-Chip etwas sinnvolles tut.

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Btrfs beherrscht jetzt Daten-Deduplikation und Ext4 soll sparsamer mit dem Arbeitsspeicher umgehen. Neue Locking-Techniken und Multi-Threading im RAID-5-Code versprechen bessere Performance.

In der Nacht von Sonntag auf Montag hat Linus Torvalds die vierte Vorabversion von Linux 3.12 veröffentlicht. Damit hat der Kernel 3.12 die Hälfte seiner Entwicklungszeit bereits hinter sich gebracht, sofern die Kernel-Entwickler ihrem gewohnten Rhythmus treu bleiben. Alle größeren Neuerungen dieser Version sind bereits jetzt absehbar, denn die haben Torvalds und seine Mitstreiter wie gewohnt in den ersten zwei Wochen nach Freigabe der Version 3.11 integriert; nach diesem Merge Windows gibt es normalerweise keine größeren Änderungen mehr.

Das Kernel-Log kann daher bereits jetzt einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Neuerungen geben, die der in drei bis vier Wochen erwartete Kernel bringt. Den Anfang macht die folgende Beschreibung zu den Neuerungen rund um Dateisysteme und Storage-Hardware; in den nächsten Wochen folgen Artikel zur Grafiktreibern, Netzwerk-Unterstützung, Kernel-Infrastruktur, Prozessor/Plattform-Unterstützung und Treibern für andere Hardware.

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Noch in dieser Woche will Greg Kroah-Hartman die Pflege des Linux-Kernels 3.0 einstellen. Das kündigte der Kernel-Entwickler am Sonntag in der Freigabe-Mail zu Linux 3.0.100 an. Das im Sommer 2011 erschienene Linux 3.0 wurde damit letztlich wie geplant 27 Monate gepflegt, sofern nicht noch jemand in Erscheinung tritt und die weitere Wartung übernimmt.

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Linux kann nun auch als SYN-Proxy arbeiten und so SYN-Flooding-Attacken abwehren. Zum Kernel stießen Treiber für 40-Gigabit-Ethernet-Chips von Intel und einen USB-WLAN-Chip von Realtek.

Der Firewall-Code von Linux 3.12 kann als SYN-Proxy konfiguriert werden, der die Auswirkungen von SYN-Flooding-Attacken reduziert (u. a. 1, 2). Typischerweise arbeitet ein SYN-Proxy als vorgeschalteter Server, der ausschließlich die SYN-Anfragen eingehender Verbindungen beantwortet; an den eigentlichen Server reicht der Proxy nur diejenigen Anfragen weiter, bei denen der Client ein ACK-Paket zurückliefert und so ernsthaftes Interesse bekundet.

Der Kernel-Code, auf den der für Software-Defined Networking (SDN) verwendete Open vSwitch zurückgreift, tunnelt nun auch Virtual Extensible LAN (VXLAN). Die neue "Mega flow implementation" verspricht einen Flaschenhals bei der Datenverarbeitung durch Open vSwitch zu beseitigen, was die Performance verbessern soll.

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Einige Prozessoren laufen mit Linux 3.12 ein wenig flotter und gleichzeitig sparsamer. Der Kernel soll Thunderbolt und Docking-Stationen jetzt besser unterstützen.

Die Kernel-Entwickler haben die Formeln angepasst, mit denen der bei vielen Distributionen standardmäßig verwendete Ondemand-Governor des Cpufreq-Subsystem entscheidet, auf welcher Geschwindigkeitsstufe der Prozessor läuft. Laut Messungen des zuständigen Entwicklers soll das nicht nur die Performance manchmal ein klein wenig verbessern, sondern gelegentlich auch den Energieverbrauch leicht reduzieren; das ist möglich, weil der angepasste Ondemand-Governor zu häufige Wechsel zwischen niedrigen und hohen Taktfrequenz vermeiden kann. Es hängt aber stark von den jeweiligen Umgebungsbedingungen ab, ob sich Spareffekte oder Geschwindigkeitsverbesserungen mit Kernel 3.12 zeigen. Die Effekte können aber durchaus groß sein: In einem Grafiktreiber-Benchmark der Webseite Phoronix etwa hat die Änderung für eine signifikante Verbesserung gesorgt.

Bei modernen Intel-Prozessoren setzen einige Distributionen zur Steuerung der Taktfrequenz aber nicht mehr auf Ondemand, sondern auf den noch jungen Pstate-Treiber, der noch besser funktionieren soll. Dieser Treiber, der nur mit Intel-CPUs funktioniert, unterstützt nun auch Intels Haswell-Kerne, auf denen die im Juni eingeführten Core-i-Prozessoren der vierten Generation basieren.

Zum Kernel stieß ferner ein Cpuidle-Treiber für die Big.Little-Funktion des "Test Chip 2" (TC2) eines Versatile-Express-Entwicklerboards von ARM. Dieser Treiber ist ein weiterer Baustein auf dem Weg zur Unterstützung von ARMs Big.Little-Architektur und anderen Prozessoren, die Kerne mit verschiedenen Fähigkeiten und unterschiedlicher Geschwindigkeit enthalten.

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Kernel-Entwickler David Miller, zuständig für den Netzwerk-Code im Linux-Kernel, hat den neuen Firewall-Code Nftables in seinen Kernel-Zweig aufgenommen. Nftables könnte damit bereits als Option im übernächsten Linux-Kernel 3.13 enthalten sein, der um die Jahreswende veröffentlicht werden dürfte.

Derzeit liefert der Netfilter-Code die Firewall-Funktionen im Kernel. Firewall-Regeln, die mit dem Kommandozeilen-Tool iptables erzeugt werden, weisen den Kernel an, ein- und ausgehende IP-Pakete nach Kriterien wie der Quell- und Ziel-IP-Adresse, dem angesprochenen TCP-Port oder Zustandsvariablen wie der Zugehörigkeit zu einer bestehenden Bedingung zu filtern. Netfilter und iptables wurden 2001 mit dem Kernel 2.4 eingeführt.

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Optimus-Notebooks und einige Grafikkerne von AMD und Intel verbrauchen mit Linux 3.12 weniger Strom. Die Recheneinheiten von Grafikkernen lassen sich jetzt einfacher nutzen und Intels schnellster Grafikchip wird nun ebenso unterstützt wie die GPU in HPs TouchPad.

Die Entwicklung von Linux 3.12 ist auf die Zielgerade gegangen: Am vergangenen Wochenende hat Linus Torvalds den sechsten RC dieser Kernel-Version veröffentlicht. Der Erfinder des Linux-Kernels und viele andere Kernel-Entwickler treffen sich diese Woche in Edinburgh, um sich auf dem diesjährigen Kernel Summit auszutauschen. Wahrscheinlich legt Torvalds dann Anfang kommender Woche eine weitere Vorabversion nach; da der RC7 in letzter Zeit zumeist der letzte war, dürfte der Kernel 3.12 dann Anfang November fertig sein.

Mit der folgenden Beschreibungen der Änderungen an Treibern soll daher soll nun auch die Kernel-Log-Mini-Serie "Was 3.12 bringt" zu ihrem Ende kommen. Die drei ersten Teile der Serie hatten sich mit den Neuerungen beschäftigt, die diese Kernel-Version in den Bereichen Dateisysteme und Storage, Netzwerk und Infrastruktur bringt.

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Optimus-Notebooks verbrauchen mit dem jetzt erhältlichen Linux-Kernel 3.12 weniger Strom; auch einige Grafikkerne von AMD und Intel sollen mit den neuen Kernel sparsamer arbeiten. Dessen weiterhin experimentelle Btrfs-Dateisystem unterstützt jetzt Daten-Deduplikation und nähert sich damit seinem geplanten Feature-Umfang. Verbesserungen bei Locking-Techniken für das Virtual File System und Virtualisierer versprechen bessere Performance. Zudem kann Linux jetzt auch als SYN-Proxy arbeiten und unterstützt 40-Gigabit-Ethernet-Chips von Intel.

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