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.. Kenneth Lee 版权所有 2021

:Authors: Kenneth Lee :Version: 1.0

5.11

2021年2月14日发布。情人节。14,340个PatchSet，1912个开发者。[1]_

.. figure:: _static/kernel-5.11-version.png

大特性

Syscall Redirect

这是为Wine做的特性，基于seccomp做的。我对Wine只有使用上的兴趣（拿来玩英雄无敌） ，所以更有兴趣的是这个seccomp，这个东西2.6.12就合进去了。它的原理是通过这个系统 调用，在进程的系统调用入口上挂一个钩子，只允许特定的系统调用才能访问，这样可以 限制部分进程的权限。它还支持BPF，通过程序细致地控制具体什么请求才被允许。

这是个安全功能，但想象它的本质：其实它就是个钩子。所以，虽然它叫seccomp，但最终 它还是被当做钩子来使用了。Wine加的这个功能是在seccomp上增加了一个钩子，把系统调 用重定向，变成一个SIGSYS信号，发回到用户态，让用户态自己决定怎么处理这个请求。

.. note::

一些感想： 我们给一个对象命名，有时是这个对象特征的总结，有时是这个对象目标的总结。在架 构上，我们按什么方式命名，决定了我们的意图。但我们常常发现，特征总结比目标总 结更可靠，因为目标是一时的，而特征是长期的。除非目标能在短时间内改变特征。

实际中，为了避免名字上的误导，作者这次已经把seccomp的对应功能移到 prctl(PR_SET_SYSCALL_USER_DISPATCH)中了。

Overlayfs可以用普通用户权限mount

这个特性没啥可说的，但我真喜欢这个功能，应该解决这个问题后，docker慢慢不再需要 root权限运行了吧？所以，无论如何它都应该独占一节。

.. note::

一些感想： 说起来，这种特性看上去没啥工作量的，其实工作量全都在校验没有产生安全漏洞上。 这也许可以作为一个例子，想某些人说明：为什么没有代码量的工作也是很有工作量的。

AUX Bus

看到这个名字我第一反应是：为什么不是平台设备？看完文档，我的答案是：平台设备是 系统总线的设备，而aux bus设备就是虚拟设备。比如过去HNS（Hisilicon Network Subsystem）做了一个同时支持NIC和RoCE设备的公共框架HNAE，这样自己加很多额外的管 理要素，现在有了Aux Bus，我们只要把NIC和RoCE做成Aux总线设备，让HNAE提供这个总线 就可以了。

这是Intel加入的特性。

ARM平台支持KASan

Kernel Address Sanitizer是一个内存错误检测特性。这种工作都是代码不多但研究和测 试的工作特别多的。所以我们认为是一个大特性。

这是Linaro的工作成果。

Intel SGX上线

这是一个很大的特性。但因为我不怎么做Intel的方案，不是很关心细节，所以这里只总结 一下它的特征。SGX是Software Guard eXtension的缩写，它主要在系统中建立一些安全的 “飞地（Enclave）”，飞地是一片独立的内存空间，外部的程序不能访问这片空间，只有飞 地自己才能访问这片空间，飞地外的程序可以调用飞地中的程序，但只能调用固定的几个 入口。

这让我想到什么？啊，一个小的操作系统内核。

我喜欢这个构架，很漂亮。

有趣的东西

  1. rwsem做了一个小修改，修复之前优化读写spinlock引入的一个很少会发生的连续读方 取锁导致等待者无法唤醒的问题。

    这是Redhat做的修改。

  2. 内核原来有一个命令行选项reboot的，可以设置重启动参数。本版本把这个参数修为可 以动态修改，修改入口在/sysfs/kernel/reboot目录中。

    微软做的修改，这个特性有点像Windows服务器版本中的重启说明。最近做服务器市场 发现，这种特性还是非常有必要的，因为用户的机器可能因为各种原因重启，但客户的 管理层可能都认为是你的服务器不稳定。跟踪这些原因，你才能到现场马上发现问题是 什么。

  3. x86平台在vdso中增加了一个sigreturn的地址，没有细看原理，应该是配合一个系统调 用重定向到用户态的特性的。我不关心这个细节，我关心的是，这是一种可能的优化方 向：把部分非必要的系统调用移到用户态。比如gettimeofday这种，信息可以直接映射 给用户态，但要说这种修改，我不如干脆把系统调用修改成vdso调用，所以，也就得个 知字，不见得就有什么用了。

  4. io_uring还是在做密集开发。

  5. Intel在iommu驱动中做了一点修改，可以动态修改default iommu domain。iommu domain表示一套页表管理（包括它的管理算法），保留一个default domain可以在vfio 不在管理这个iommu的时候，可以让原来的dma算法回到过去的模式。可以修改这个意味 着iommu可以接受不同的默认管理模式。

  6. Intel QAT引擎还在不断增加新的算法支持，主要还是非对称的，比如AES-CTR/XTS。

  7. Btrfs进行了一些性能和数据恢复上的优化。这说出来是一句话的事，但补丁还是有二 十多个的。

  8. NFS支持在Nested Export，就是在NFS上在用NFS共享文件出去。

  9. epoll_wait增加了一个更高精度的变体epoll_pwait2()。

  10. Google有人优化了mremap在大内存时的效率，同时还修改了kselftest的性能。这看起 来说明如果你肯投人，把kselftest都虑一遍，都是可以榨出汁来的。

华为和海思的相关特性

  1. John Garry在1620的PMU驱动中加了几个uncore的事件控制。

  2. 钱伟丽调整了1620和1630硬件随机数驱动。

  3. 罗嘉兴加了一个海思通用GPIO驱动。基于ACPI配置。

值得关注中的进行中特性 [2]_

.. _kernel_maple_tree:

Maple树

VMA一直用的rbtree保存的，rbtree是二叉平衡树，插入后需要重平衡，不容易做无锁算法 。社区正在讨论改用Maple树，这是一种B树，B树的算法是在插入点上进行分裂，而不需要 锁住整棵树进行重平衡，这样可以配合RCU使用无锁算法，当前的修改大概包含70个补丁， 而且预计稳定需要相当长的时间。但升级成功了，多核的性能应该能提升不少吧。

mapple的代码在lib/mapple_tree.c中。主要函数大致是这样的：::

void mt_init(struct maple_tree mt); void mtree_destroy(struct maple_tree mt);

int mtree_insert(struct maple_tree mt, unsigned long index, void entry, gfp_t gfp); void mtree_erase(struct maple_tree mt, unsigned long index) void mtree_load(struct maple_tree mt, unsigned long index);

mt_for_each(tree, entry, index, max)

树本身不提供LRU保护，但你可以独立为不同的子树建立独立的LRU进行保护。

参考

.. [1] https://kernelnewbies.org/LinuxChanges .. [2] https://lwn.net/