В новую версию принято около 12 тысяч исправлений от 1500 разработчиков, размер патча - 39 Мб (изменения затронули 12479 файлов, добавлено 530154 строк кода, удалено 232358 строк). Около 48% всех представленных в 4.11 изменений связаны с драйверами устройств, примерно 20% изменений имеют отношение к обновлению кода специфичного для аппаратных архитектур, 14% связано с сетевым стеком, 4% - файловыми системами и 5% c внутренними подсистемами ядра.

Основные новшества:

• Дисковая подсистема, ввод/вывод и файловые системы
  • В реализации RAID 4/5/6 на базе подсистемы MD появилась поддержка журналирования, защищающая от потери данных в случае пропадании питания или краха. Реализация подготовлена компанией Facebook. Журнал ведётся на отдельном носителе (SSD или NVRAM). Все данные вначале отражаются в журнале, после чего разносятся по дискам, входящим в RAID-массив. В ситуации неожиданного отключения питания, даже если RAID находился в деградированном состоянии или данные были записаны лишь на часть дисков, повреждений удастся избежать, так как вся информация о транзакции отражена в журнале;
  • Для файловой системы ext4 реализована новая ioctl-команда EXT4_IOC_SHUTDOWN, которая позволяет убедиться, что раздел остановлен и нет необходимости в сбросе данных, остающихся в оперативной памяти. Возможность подготовлена по аналогии с командой XFS_IOC_GOINGDOWN;
  • В файловой системе CIFS реализована поддержка шифрованного доступа к разделам с использованием протокола SMB3;
  • В многоуровневой системе очередей (multiqueue), рассчитанной на организацию многопоточного доступа к данным на многоядерных системах, появилась поддержка подключения планировщиков ввода/вывода. В настоящее время для multiqueue пока портирован только планировщик deadline, ведётся портирование планировщика ввода/вывода BFQ, который ожидается в ядре 4.12;
  • Добавлена возможность работы с накопителями, соответствующими спецификации Opal, которая определяет механизм шифрования хранимых данных, позволяющий не допустить утечку информации в случае попадания носителя информации не в те руки. Поддержка Opal добавлена только для поддерживающих данную технологию NVME-контроллеров. Пользователям предоставлены команды для настройки, блокирования при переходе в спящий режим и разблокирования SED-накопителей (Self-Encrypting Drives);
  • В F2FS, развиваемой компанией Samsung высокопроизводительной файловой системе для Flash-накопителей, включена по умолчанию опция inline_xattr, обеспечивающеая inline-хранение в inode атрибутов xattr. Для отключения предложена опция монтирования "noinline_xattr". Добавлен отдельный поток для асинхронного выполнения команд "discard";
  • В OverlayFS обеспечена поддержка многопоточного копирования содержимого обычных файлов (ранее операции копирования выполнялись последовательно, что было узким местом в производительности);
  • Отключена поддержка NFSv4 по UDP, которая была в неработоспособном виде и расходилась со спецификацией. Также по умолчанию отключены метки безопасности для NFS (для активации при экспорте следует явно указывать security_label), так как данная возможность имеет смысл только при установке на сервере и клиенте похожих правил SELinux;
• Виртуализация и безопасность
  • Для использования с ядром портирован GCC-плагин structleak, разработанный проектом Grsecurity и выполняющим принудительную инициализацию структур, передаваемых в пространство пользователя для блокирования возможных утечек информации;
  • В ядро встроена реализация алгоритма SipHash, предоставляющего более безопасный и быстрый метод хэширования;
  • В Xen добавлена поддержка загрузки гостевых систем в режиме PVH, комбинирующем элементы режимов паравиртуализации (PV) для ввода/вывода, обработки прерываний, организации загрузки и взаимодействия с оборудованием, с применением полной виртуализации (HVM) для ограничения привилегированных инструкций, изоляции системных вызовов и виртуализации таблиц страниц памяти;
  • Для KVM реализован драйвер PTP, позволяющий получить доступ из гостевой системы к часам реального времени хост-системы, что даёт возможность использовать Chrony для высокоточной синхронизации часов хоста и гостевой системы;
  • Добавлен интерфейс /sys/kernel/security/lsm, через который можно узнать список активных LSM-модулей;
  • Добавлена реализация алгоритма шифрования AES, обеспечивающая фиксированное время выполнения для защиты от атак, пытающихся определить характер данных на основе изменения времени обработки операции;
  • Реализация генератора псевдослучайных чисел переведена с хэширования MD5 на использование безопасного и быстрого алгоритма поточного шифра ChaCha20 при формировании энтропии для целочисленного вывода get_random_int и get_random_long;
  • Добавлен sysctl для загрузки правил AppArmor непривилегированным пользователем для нового namespace;
• Сетевая подсистема
  • Реализован новый тип сокетов "SMC-R" (Shared Memory Communications over RDMA, RFC-7609), предназначенный для организации похожих на TCP каналов связи поверх транспорта RDMA (Remote Direct Memory Access). Протокол разработан компанией IBM и позволяет без внесения изменений (загрузив библиотеку через LD_PRELOAD) адаптировать уже написанные для TCP приложения для работы в сетях RoCE (RDMA over Converged Ethernet);
  • Добавлен модуль "psample" для выборки сетевых пакетов, проходящих через сетевой интерфейс, для дальнейшего отсеивания фильтром-классификатором;
  • В сетевой подсистеме теперь применяется SipHash вместо MD5 для генерации номеров последовательности и вместо SHA1 для syncookies;
  • В TCP-стеке включён по умолчанию механизм определения потери пакетов RACK, который в отличие от штатного метода определения факта потери пакета, отталкивается от времени передачи, а не последовательности прихода пакетов. Суть работы RACK в том, что при получении ACK-подтверждения для пакета, любые неподтверждённые пакеты, отправленные как минимум на RTT (round-trip time) раньше подтверждённого пакета, считаются потерянными и потребуют повторной отправки. Новый алгоритм уже протестирован в инфраструктуре Google и предложен для утверждения в качестве стандарта IETF (draft-ietf-tcpm-rack-01);
  • Для TCP-сокетов добавлена новая опция TCP_FASTOPEN_CONNECT, которую можно использовать в качестве альтернативного метода включения режима Fast Open на стороне клиента;
  • Параметры tcp_max_syn_backlog, tcp_tw_recycle и tcp_max_tw_buckets теперь могут раздельно выставляться для разных пространств имён;
  • Добавлен драйвер "ipvtap" для создания сетевых интерфейсов Ipvlan, для управления которыми можно применять инструменты, рассчитанные на работу с устройствами TAP;
• Память и системные сервисы
  • Добавлен системный вызов statx() с реализацией более эффективного и функционального варианта stat(), возвращающего расширенную информацию о файле, включая время создания файла и специфичные для файловых систем флаги;
  • Реализованы раздельные буферы прокрутки для VGA-консолей. Ранее для всех консолей применялся один общий буфер прокрутки, что приводило к очистке всей не вмещающейся на экран истории после переключения на другую консоль. После внесения изменения просмотр истории прокрутки стал похож на работу с историей в tmux и screen. По умолчанию возможность отключена, так как наблюдаются проблемы с совместимостью с утилитами (например, clear_console), завязанными на очистку буфера после каждой смены консоли. Для включения следует передать при загрузке параметр "vgacon.scrollback_persistent=1" или собрать ядро с опцией "VGACON_SOFT_SCROLLBACK_PERSISTENT_ENABLE_BY_DEFAULT=y";
  • Проведена существенная оптимизация системы подкачки (swap), изначально рассчитанной на работу с дисковыми накопителями. Подкачка теперь адаптирована для работы с носителями SSD, отличающимися очень низким постоянным временем доступа;
  • Инструментарий perf теперь может быть собран с использованием компилятора Clang;
  • Добавлена реализация команды "perf ftrace", предоставляющая основанный на perf интерфейс для фреймворка отслеживания вызова функций (ftrace);
  • Добавлена возможность использования технологии разгона процессоров Turbo Boost Max 3.0 на системах без поддержки HWP (Hardware P-States). Turbo Boost Max позволяют увеличить производительность однопоточных приложений за счёт завышения тактовой частоты, при удержании допустимых границ мощности и температуры;
  • Модуль для обеспечения сжатия LZ4 заменён на новую реализацию, демонстрирующую более высокую производительность;
  • Из-за проблем с безопасностью удалена поддержка механизма /proc/timer_stats, предоставляющего статистику о работе таймера, которая приводит к утечке информации о процессе;
  • Для устройств PCI Express добавлена поддержка дополнительных режимов энергосбережения ASPM L1, определённых в спецификции PCIe 3.1, что позволяет добиться перехода на более глубокие уровни сна;
  • Реализована поддержка средств управления энергопотреблением APST (Autonomous Power State Transitions), которые позволяют на 20-30% снизить потребление энергии SSD-накопителями на базе технологии NVME. Поддержка APST пока не включена по умолчанию, так как для некоторых накопителей наблюдаются проблемы со стабильностью;
• Оборудование
  • В DRM-драйвер (Direct Rendering Manager) Nouveau интегрирована начальная реализация системы регулирования энергопотребления (power budget). Переработана поддержка режима, обеспечивающего загрузку заверенных цифровой подписью блобов с прошивками NVIDIA, которые требуются для активации средств 3D-ускорения в Maxwell (серия GeForce-900) и более новых GPU. Необходимые прошивки уже добавлены в набор linux-firmware, но работа пока не доведена до конца, поэтому поддержка использования подобных прошивок появится только в ядре 4.12;
  • В драйвере AMDGPU появилась предварительная поддержка технологии виртуализации ввода-вывода SR-IOV (Single Root Input/Output Virtualization), поддерживаемой в профессиональных картах FirePro. Добавлены PCI-идентификаторы для чипов POLARIS12;
  • В драйвер для GPU Intel добавлены PCI-идентификаторы видеоподсистемы ещё не поступившей в продажу SoC Gemini Lake (GLK), идущей на смену Apollo Lake. Включено сжатие фреймбуфера для чипов gen9 и новее. Реализована возможность загрузки HuC-прошивок, содержащих компоненты для обеспечения кодирования видео. Добавлена поддержка вывода звука через DP MST (DisplayPort Multi-Stream Transport). Добавлен интерфейс на базе подсистемы perf для сбора метрик о производительности драйвера i915. Представлены новые sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate и dev.i915.perf_stream_paranoid. Для систем на базе Baytrail и Cherrytrail включена поддержка режима вывода звука HDMI LPE, если не определён контроллер HDaudio;
  • Добавлена подсистема TinyDRM, предоставляющая компоненты для упрощения разработки драйверов для простых LCD-дисплеев, которые подключаются через медленные шины, такие как SPI и MIPI-DBI;
  • Добавлена поддержка графической подсистемы и контроллера управления памятью SoC Aspeed AST2500;
  • Добавлена поддержка звукового кодека Realtek ALC1220, применяемого на многих материнских платах AMD Ryzen и Intel Kaby Lake (Core-i 7xxx), а также кодеков Nuvoton NAU85L40, Allwinner SUN8I и интерфейса Intel HDMI LPE;
  • Добавлена поддержка новых ARM-плат, включая Banana Pi M64, HiSilicon Kirin960/Hi3660/HiKey960, SolidRun MACCHIATOBin, Broadcom BCM958712DxXMC NorthStar2, NXP LS1012a, а также систем на баз Allwinner H2+ и V3;
  • Добавлен новый звуковой драйвер и V4L2-драйвер камеры для SoC BCM2835 (используется в Raspberry Pi).

Дополнение: Латиноамериканский Фонд свободного ПО оперативно сформировал вариант полностью свободного ядра 4.11 - Linux-libre 4.11-gnu, очищенного от элементов прошивок и драйверов, содержащих несвободные компоненты или участки кода, область применения которых ограничена производителем. В новом выпуске очищен от блобов код для поддержки криптоакселераторов Cavium, а также драйверы для GPU Rockchip, Ethernet-контроллеров Netronome NFP 4000/6000 и сенсорных экранов Silead. В список расширений, в которых могут поставляться блобы, добавлены ".out" и ".nffw". Обновлён код чистки блобов в драйверах для GPU AMD и Intel, в загрузчике прошивок Qualcomm, кодеках Chips&Media, беспроводных драйверах Atheros ath10k, wil6210 и Intel iwlwifi, в звуковых драйверах для Intel Skylake.

Источник: http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=46433