Linux 3.8 Ende für die 386er

Der Linux-Kernel 3.8 wird keine 386er Prozessoren mehr unterstützen. Der Code wurde entfernt. Viele Änderungen wurden am Basissystem vorgenommen, darunter am Scheduler.

Der Linux-Kernel 3.8 verabschiedet sich von Intels 386-CPU-Architektur. Kernel-Hacker Ingo Molnar hat die Änderungen eingereicht, nicht ohne augenzwinkernd darauf hinzuweisen, dass damit 386-DX33-Rechner von 1991 nicht mehr mit einem aktuellen Linux-Kernel laufen werden. Zwar hat Linux-Gründer Linus Torvalds die ersten Versionen von Linux darauf entwickelt. Er sei aber nicht sentimental und trauere dem Code nicht nach, im Gegenteil: "Gut, dass wir ihn los sind", schreibt er und hat die Änderungen übernommen, die aus 56 Einfügungen und 425 Entfernungen bestehen.

Tatsächlich erleichtert dieser Schritt die Arbeit der Kernel-Entwickler enorm, denn Änderungen am SMP-Code mussten auch immer an den 386-Code angepasst werden. 486 und aktuellere x86-32-CPUs werden vom Linux-Kernel weiterhin unterstützt.

Gemeinsamer Speicher für Nullen

Die bereits eingeführten Prozess-Namespaces konnten nur für Prozesse verwendet werden, die Root-Rechte haben. Künftig lassen sich Namespaces auch mit nicht privilegierten Prozessen nutzen. Namespaces werden unter anderem von Einhängepunkten, der Interprozesskommunikation (IPC), Prozess-IDs (PIDs) oder dem Netzwerk-Stack bereitgestellt.

Die als Huge Pages bekannten Speicherseiten fordern meist mehr Speicher an, als sie derzeit benötigen und referenzieren Teile davon mit Null (Zero Pages). Der Kernel spart Speicher, indem er selbst eine solche Huge Zero Page anlegt, auf den andere Huge Pages gemeinsam verweisen können. Diese Funktion gab es bislang nur für kleinere Speicherseiten.

CPU0 mit Hotplugging

Zu den neu unterstützten CPUs gehört auch Samsungs Exynos 5440 mit Cortex-A15-Kernen, die in Samsungs nächstem großem Smartphone Galaxy S4 zum Einsatz kommen soll. Außerdem lässt sich Linux 3.8 mit den SoCs BCM281XX von Broadcom und A1X von Allwinner nutzen. Durch Änderungen im x86-Code kann künftig auch die CPU0, die zum Start des Betriebssystems benötigt wurde, im laufenden Betrieb ein- und ausgeschaltet werden (Hotplugging).

Für eine Leistungssteigerung aus Mehrkernsystemen mit Numa (Non-Uniform Memory Access) soll der als Balancenuma bezeichnete Patch dienen. Er soll dafür sorgen, dass Prozesse auf den Arbeitsspeicher des Prozessors zugreifen können, auf dem sie laufen. Noch handelt es sich nur um eine erste Umsetzung, weitere Patches sollen in Linux 3.9 für eine optimale Zuweisung sorgen. Vor allem müssen aber weitere Ansätze wie Autonuma und Numacore berücksichtigt werden. Auf Lwn.net lässt sich die Diskussion um die verschiedenen Numa-Patches nachlesen.

Scheduling mit weniger Latenzen

Das Scheduling wurde weiter optimiert, indem die Sperren durch RCU (Read-Copy-Write) überarbeitet wurden. Nicht mehr benötigte Datenstrukturen, die durch RCU modifiziert wurden, müssen weiterhin verfügbar bleiben (Callbacks). Bislang kümmert sich Softirq darum. Künftig sollen sie als Threads eine Zeit lang aufgehoben werden. Dadurch sollen Latenzen und Jitter verringert werden.

Der Scheduler in Linux 3.8 kann die Last, die Prozesse verursachen, genauer berechnen. Das soll nicht nur das Load-Balacing verbessern, sondern dem Kernel auch die Möglichkeit geben, viele kleinere Prozesse auf weniger CPUs zu verteilen. Das Devfreq-Subsystem kann Hardware in den Idle- oder Suspended-Modus unabhängig vom restlichen System versetzen, sofern die Geräte das unterstützen.

Weniger Speicher für Prozesse

Über den Cgroup-Controller zur Speicherverwaltung lässt sich künftig der Speicher begrenzen, der für die Verwaltung von Prozessen verwendet wird. Dadurch haben schlecht programmierte oder maliziöse Anwendungen keine Möglichkeit, sich rekursiv zu starten und so das System zu überlasten (Forkbomb). Außerdem können Anwendungen über die Schnittstellen Mmap und SysV IPC die Größe der angeforderten Hugemaps im Arbeitsspeicher selbst bestimmen.

Dem Kernel 3.8 liegt ein Diagnosewerkzeug bei, mit dem sich die Leistungsaufnahme von Intel-Prozessoren auslesen lässt. Das Turbostat genannte Tool ermittelt den Verbrauch in GPU- und CPU-Kernen oder den eines ganzen Prozessors.