Релиз Linux 7.2: ключевые обновления ядра от Линуса Торвальдса

Спустя два месяца напряжённой разработки Линус Торвальдс представил релиз ядра Linux 7.2 — масштабное обновление, которое заметно расширяет возможности операционной системы, повышает стабильность и производительность, а также оптимизирует работу с современным оборудованием.

В этой статье мы детально разберём основные нововведения релиза, сгруппировав их по ключевым направлениям, чтобы вы могли быстро оценить, какие изменения окажутся наиболее полезными именно для ваших задач — будь то серверная инфраструктура, виртуализация, высокопроизводительные вычисления или встраиваемые системы.

Дисковая подсистема, файловые системы и ввод‑вывод: прирост скорости и новые возможности

В Linux 7.2 разработчики сделали серьёзный акцент на ускорении операций ввода‑вывода и повышении эффективности работы с накопителями, особенно с быстрыми NVMe‑дисками.

• Рост производительности при интенсивном вводе‑выводе. В механизме iomap устранён лишний вызов функции memset для уже завершённых итераций в функции iomap_iter(). Это изменение позволило добиться прироста числа операций ввода‑вывода в секунду (IOPS) на 5 % в тестах при использовании файловых систем ext4 и XFS на быстрых NVMe‑накопителях.
• Стабильная поддержка зонированных устройств в XFS. Теперь в XFS официально поддерживается работа с зонированными устройствами хранения — это особый тип накопителей, где данные записываются последовательно в выделенные зоны, что повышает эффективность использования ресурса диска.
• Оптимизации в Btrfs. В Btrfs по умолчанию включена поддержка «large folios» (больших фолиантов страниц памяти), снижающая накладные расходы и ускоряющая последовательный ввод‑вывод. Кроме того, добавлена экспериментальная поддержка «huge folios» размером до 2 МБ. Также появился новый ioctl GET_CSUMS для получения информации о контрольных суммах в пользовательском пространстве — это полезно для утилит вроде mkfs и оптимизации дедупликации. Производительность последовательной записи выросла на 15 %, а прямого ввода‑вывода — на 59 %.
• Улучшения в Ext4. Механизм «fast commit» в Ext4 был существенно переработан, чтобы исключить конкурирующие и взаимные блокировки. Добавлен экспорт статистики о снапшотах inode через /proc/fs/ext4/*/fc_info. Оптимизировано вычисление хэшей директорий: для имён длиной 255 символов ускорение достигает почти двукратного значения, для 64 символов — 27 %, для 32 символов — 11 %.
• Новые возможности в других файловых системах. В F2FS добавлена поддержка возврата ошибок fserror для отслеживания проблем с файловой системой из пользовательского пространства. В Device Mapper (DM) появился обработчик dm-inlinecrypt для прозрачного шифрования блочных устройств с использованием аппаратных модулей inline‑шифрования. В NFS размер блока по умолчанию увеличен до 4 МБ на системах с ОЗУ от 16 ГБ, а также добавлена поддержка делегирования управления директорией клиенту.

Память, планировщики и системные сервисы: эффективность и масштабируемость

Linux 7.2 предлагает ряд важных улучшений в управлении памятью, планировщиками задач и другими системными механизмами.

• Механизм USB4STREAM для передачи данных. Реализован новый механизм USB4STREAM, позволяющий передавать данные между компьютерами, соединёнными кабелем через порты USB4. Для этого создано устройство /dev/tbstreamX, с которым можно работать через стандартные функции read() и write(). Например, на одном хосте можно отправить данные командой echo hello > /dev/tbstream0, а на другом — прочитать их командой cat /dev/tbstream0. Механизм можно использовать как отдельно, так и совместно с сетевым соединением по кабелю USB4 (thunderbolt_net).
• Прекращение поддержки устаревших процессоров. Продолжается работа по удалению поддержки старых архитектур: удалён код, связанный с эмуляцией блока для вычислений с плавающей запятой для процессоров без FPU, а также поддержка процессоров i486 без аппаратных операций CX8 и TSC. Поддержка процессоров AMD Geode объявлена «orphaned» (оставшейся без сопровождения).
• Оптимизация подсистемы подкачки и вытеснения памяти. В подсистеме подкачки («swap») проведены оптимизации, снижающие потребление памяти за счёт исключения накладных расходов при хранении статических метаданных. Например, при монтировании раздела подкачки размером 1 ТБ потребление памяти снижается примерно на 512 МБ. Эффективность механизма вытеснения памяти также повышена: в некоторых сценариях (например, при тестировании MongoDB с помощью YCSB) прирост производительности достигает 30 %.
• Планировщики и распределение ресурсов. В планировщике задач реализована балансировка нагрузки между ядрами CPU с учётом состояния внутреннего кэша процессора. Это позволяет группировать процессы, использующие общие ресурсы, в рамках одного кэша, повышая эффективность доступа к данным. В механизме SCHED_EXT продолжена реализация вложенных планировщиков («sub‑scheduler»), позволяющих для каждого cgroup использовать собственный планировщик задач.

Виртуализация и безопасность: защита и аппаратные возможности

Безопасность и виртуализация — ещё одно важное направление улучшений в Linux 7.2.

• Поддержка расширений Intel MBEC и AMD GMET в KVM. В гипервизор KVM добавлена поддержка расширений Intel MBEC (Mode‑Based Execution Control) и AMD GMET (Guest‑Mode Execution Trap). Эти технологии позволяют раздельно обрабатывать права на выполнение кода для ядра и пространства пользователя в гостевых системах, сокращая количество ресурсоёмких операций VMexit.
• Усиление защиты от уязвимостей. В механизм распределения памяти slab добавлен механизм токенов выделения памяти (Allocation Token), усложняющий эксплуатацию уязвимостей, связанных с переполнением буфера. Механизм AF_ALG, который использовался в уязвимости Copy Fail, объявлен устаревшим и намечен к удалению; из него удалена поддержка асинхронного ввода‑вывода, старых драйверов и механизма zero‑copy.
• Обновления в IMA и Landlock. В IMA (Integrity Measurement Architecture) добавлена поддержка экспорта внутренних таблиц с результатами измерений в пользовательское пространство для экономии памяти. В модуле Landlock появилась поддержка управления доступом к UDP‑сокетам и возможность выборочного отключения вывода в лог сведений о блокировке объектов.
• Отказ от небезопасных функций. Из ядра удалён вызов функции strncpy(), которая могла приводить к ошибкам из‑за пропуска нулевого символа в конце строки. Вместо неё рекомендуется использовать более безопасные альтернативы: strscpy(), strscpy_pad(), strtomem_pad(), memcpy_and_pad() и memcpy().

Сетевая подсистема: скорость, надёжность и современные протоколы

Сетевые возможности в Linux 7.2 также получили существенные улучшения.

• TCP‑AO на базе libcrypto. Реализация расширения TCP‑AO (TCP Authentication Option, RFC 5925) переведена на использование библиотеки libcrypto, что упростило код и повысило эффективность. Теперь для верификации TCP‑заголовков по MAC‑кодам применяются современные алгоритмы HMAC‑SHA‑1‑96 и AES‑128‑CMAC‑96 вместо устаревшего MD5.
• Увеличение числа субпотоков в MPTCP. Максимальное число субпотоков, поддерживаемых для соединений Multipath TCP (MPTCP), увеличено с 8 до 64, что расширяет возможности для балансировки нагрузки и повышения пропускной способности.
• Аппаратное ускорение в PPPoE. В драйвер pppoe добавлена поддержка механизмов GRO (Generic Receive Offload) и GSO (Generic Segmentation Offload), позволяющих существенно повысить пропускную способность для входящего трафика. Например, на устройствах MediaTek MT7621 максимальная пропускная способность выросла с 130 Мбит/с до 630 Мбит/с.
• Удаление устаревших сетевых компонентов. Из ядра удалены реализации стека протоколов AppleTalk, компонентов технологии ATM (кроме PPPoATM), сетевых интерфейсов ARCnet, Bluetooth‑адаптеров с интерфейсом PCMCIA, TLS‑ускорителей Chelsea и других устаревших элементов.

Поддержка оборудования и драйверы: новые устройства и технологии

Linux 7.2 расширяет список поддерживаемого оборудования и добавляет новые возможности для существующих устройств.

• HDMI 2.1 FRL в драйвере AMDGPU. Появилась начальная поддержка технологии HDMI 2.1 FRL (Fixed Rate Link), позволяющей передавать несжатое видео с качеством 4K/120 Гц и 8K/60 Гц.
• Драйвер i915 и поддержка Intel Xe. В драйвер i915 добавлена поддержка настройки фонового цвета дисплейным контроллером. Продолжена работа над drm‑драйвером Xe для GPU на базе архитектуры Intel Xe, включая начальную поддержку платформы CRI (Crescent Island) и реализацию системного контроллера для dGPU‑платформ Xe3p.
• Улучшения для NVIDIA и Raspberry Pi. В драйвере Nouveau решены проблемы с GPU NVIDIA GA100. В драйвер v3d добавлена возможность управления энергопотреблением v3D GPU на платах Raspberry Pi. Продолжается интеграция драйвера Nova для GPU NVIDIA с GSP‑прошивками, добавлена поддержка серий Hopper и Blackwell.
• Поддержка новых ARM‑плат и устройств. Добавлена поддержка широкого спектра ARM‑плат, SoC и устройств, включая Apple t8122 (M3), Motorola Edge 30, Nothing Phone 3a, Google Pixel 3a XL, Qualcomm Dragonwing IPQ9650, Huawei Hawi, ZTE zx297520v3 и многие другие.

Дополнительные улучшения и особенности сборки

Помимо основных направлений, в Linux 7.2 есть и другие важные изменения:

• Интеграция Rust в ядро. Продолжён перенос изменений из ветки Rust‑for‑Linux, связанных с использованием языка Rust для разработки драйверов и модулей ядра. Поддержка Rust реализована для архитектуры s390, но не активна по умолчанию.
• SBOM и сборочная система. В сборочную систему добавлена команда make sbom для генерации списков SBOM (Software Bill Of Materials), отражающих компоненты, библиотеки и зависимости, задействованные в текущей сборке ядра, а также информацию об их лицензиях.
• Минимальная версия LLVM повышена до 17.0.1. Это изменение важно для разработчиков, собирающих ядро из исходного кода.
• Linux‑libre 7.2‑gnu. Латиноамериканский Фонд свободного ПО выпустил вариант полностью свободного ядра Linux‑libre 7.2‑gnu, очищенного от элементов прошивок и драйверов, содержащих несвободные компоненты. В выпуске проведена чистка от блобов новых драйверов и корректировка интерфейсов для загрузки прошивок.

Заключение

Релиз ядра Linux 7.2 — это значительный шаг вперёд в развитии операционной системы. Обновления охватывают широкий спектр областей: от дисковой подсистемы и файловых систем до виртуализации, сетевой подсистемы и поддержки оборудования.

Оптимизации производительности, усиление безопасности, удаление устаревшего кода и расширение списка поддерживаемых устройств делают Linux 7.2 привлекательным выбором для самых разных сценариев использования — от высоконагруженных серверных систем до встраиваемых решений и рабочих станций.