LWN: 5.17 合并窗口第一部分！

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5.16 Merge window, part 1

By Jonathan Corbet
November 4, 2021
DeepL assisted translation
https://lwn.net/Articles/874683/

截止到撰写此文的时候，Linus Torvalds 已经为 5.16 版本内核而向内核合入了 6800 个 non-merge changesets。这个数量估计占了个合并窗口中总共会进入的 patchset 数量的一半以上，所以现在是一个好时机来了解到目前为止已经合入了哪些功能。其中包括了许多重大改动以及一些内核内部代码的大规模重构，但相对来说，多数都不算是突破性的新功能。

在 5.16 合并窗口的前半部分拉出的变化包括。

Architecture-specific

• 现在支持了 Arm 8.6 timer extension 扩展。
  

• MIPS 系统新增了一个 BPF 虚拟机要用的 JIT （just-in-time）编译器。
  

• KFENCE 现在在 PA-RISC 机器上也支持了。
  

• 在 PA-RISC 机器上点击 TOC 按钮（"transfer of control，控制权转移"）的话会使内核进入 debugger。
  

• RISC-V 现在支持了 KVM 虚拟化，这个改动的耗时比开发者预计的要长。
  

• 内核已经支持了英特尔的高级矩阵扩展（AMX，Advanced Matrix Extension）功能。这一点得到了广泛讨论，并对现有的浮点支持代码进行了重大重构。
  

Core kernel

• futex_waitv()系统调用（https://lwn.net/Articles/866112/ ）已经合并。
  

• CPU 调度器支持了 "clusters" 的概念，这是一种硬件连接方式，多个内核共享同一个二级缓存。能支持 cluster 的调度器会尽力把任务分配给系统的各个 cluster，来平衡整个机器上的 cache 的工作压力。
  

• tracing 机制的 tracefs 接口现在支持设置 owner 和 group 的权限了；这个功能可以用来仅允许一个特定的 group 才能使用 tracing 功能。不过，"other" 的权限 bit 还是不能设置，也就无法允许所有人访问。
  

• 像往常一样，有一大堆 BPF 的改动。新增 bpf_trace_vprintk() helper 可以输出信息而不受 bpf_trace_printk()的三个参数的限制。新增了从 BPF 调用 loadable module 中的内核函数的支持。增加了一个新的 bloom-filter map 类型。非特权用户的 BPF 现在被默认禁用。还有一份新的文档描述了各种 BPF 组件的 license 授权以及对用户的要求。
  

Filesystems and block I/O

• block layer 继续进行了一系列性能优化，从而显著提高了每个 cpu core 的操作速率（operation rates）。
  

• 现在支持 multi-actuator disk，也就是多执行器（rotating）磁盘，可以同时访问多个扇区（sector）。相关的 commit 记录了这些驱动器的 sysfs 接口。
  

• 新增了一个 ioctl() 命令 (CDROM_TIMED_MEDIA_CHANGE)，用于检测 CDROM 驱动器中的光盘发生变化的 event。可见，人们仍然在使用 CDROM 驱动器……
  

• EROFS 文件系统增加了简单的多设备（multiple-device）支持。
  

Hardware support

• Media。OmniVision OV13B10 传感器，Hynix Hi-846 传感器，以及 R-Car 图像信号处理器。
  

• Miscellaneous。Microchip 外部中断控制器、苹果 mailbox 控制器、Ingenic JZ47xx SoCs SPI 控制器、Cadence XSPI 控制器、Maxim MAX6620 风扇控制器、Intel Keem Bay OCS 椭圆曲线加密加速器、ACPI WMAA 背光接口、Intel ISHTP eclite 嵌入式控制器、Barco P50 GPIO 和三星 S6D27A1 DPI panel （显示屏）。
  

• 网络。Realtek RTL8365MB-VC Ethernet switches，Realtek 802.11ax 无线芯片，Asix AX88796C-SPI 以太网适配器，以及 Mellanox MSN4800-XX line cards。
  

Networking

• 新增一个用户可设置的 socket option，名为 SO_RESERVE_MEM。其作用是为相关的 socket 永久 reserve 一些内核内存。这反过来又能加速网络操作，特别是当系统的内存非常紧张的时候。注意，这个功能只有在使用 memory control group 时才可用，这里 reserve 的内存将会从该组的份额中扣除。
  

• In-situ Operations（原地操作）、Administration（管理）和 Maintenance（维护），也就是 IOAM 的支持得到了加强，支持将 IOAM 数据封装到传输中的数据包内。commit 中有一点进一步的信息。
  

• ethtool netlink API 获得了控制 transceiver module 的能力；更多信息请参见相关 commits。
  

• netfilter 子系统现在可以在出口时（egress）对数据包进行分类，更多信息参见相关 commit。
  

• 新增了对自动组播隧道（Automatic Multicast Tunneling，RFC 7450）的支持。
  

• 有两个新的 sysctl 开关来控制当网络设备失去连接时如何处理 ARP cache。arp_evict_nocarrier 表示当一个接口失去底层连接的时候是否应该删除 ARP cache 中的条目，而 ndisc_evict_nocarrier 则是类似的针对 neighbor discovery table 进行的配置。两者都是为了在 WiFi 接口在同一网络的多个接入点（access points， AP）之间移动时保留 cache 条目而设计的。相关 commits 包含更多信息。
  

Security-related

• 大部分关于对 memcpy() 进行严格边界检查（bounds checking）的相关改动都已经被合并了。不过在内核中启用边界检查的 patch 还没有被合并，需要等待一些剩余问题得到 fix。
  

• io_uring 子系统已经获得了 audit 支持。
  

• SELinux 和 Smack security modules 现在可以对 io_uring 操作也施加安全策略了。
  

• audit 会把传递给 openat2()的 open_how 结构的内容记录下来。
  

• 完整性测量架构（IMA，integrity measurement architecture）现在可以根据文件的 group ID 和访问它们的 user 来选择应用哪些规则。
  

• seccomp() 线程针对 Spectre 漏洞的改善工作的默认做法已经改变了，导致这里应用的改善措施变少了，性能也就相应地提高了。请阅读相关 commit 来了解这个改动背后的原因。简单地说，额外的改善措施并没有真正获得更高的安全性。
  

Internal kernel changes

• 在过去的几个月里，folio patch set 一直是很多人热议的话题，它是 5.16 版本中第一个被合并进来的功能。这项工作增加了一种 "folio" 类型，来表示那些已知不是 tail pages 的 page，然后重新设计了内存管理部分的内部 API 都来使用 folio 类型。这样就得到了更好的类型清晰度（type clarity），甚至是有小幅性能提升，以及给未来找了很多工作要做。
  

• 新增了一个内部函数，cc_platform_has()，它为内核代码提供了一个通用接口，用来查询机密计算（confidential-computing）功能是否存在。它的第一个使用场景就是取代了 mem_encrypt_active() 来检查内存加密（memory encryption）是否打开了。
  

按照通常的两周时间表来说，5.16 合并窗口可望在 11 月 14 日关闭。到时候我们将带来为了下一个内核版本所做的其余修改的摘要总结。

全文完
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