Betriebssysteme: Linux 4.12 erscheint mit neuen Schedulern und Vega-Treiber

Linux 4.12 ist erschienen, die Eingabephase für Linux 4.13 beginnt. (Bild: Christoph Weßels/CC0 1.0)

Mit den neuen Steuerprogrammen BFQ und Kyber soll Linux 4.12 Datenträgerzugriffe besser koordinieren. Zudem bringt der neue Kernel Treiber AMDs Vega-Grafikchips, und Raspberry-Pi-Besitzer können jetzt Sound über HDMI ausgeben. Zudem gibt es besseren USB-C-Support.

Linux-Erfinder und Chefentwickler Linus Torvalds hat Version 4.12 des Linux-Kernel freigegeben. Dieser enthalte umfangreiche Änderungen, schreibt Torvalds. Zu den auffälligsten Neuerungen gehören zwei Steuerprogramme für Datenzugriffe auf Speichergeräte. Viel Arbeit floss in den AMDGPU-Treiber, und Linux kommt jetzt besser mit USB-Typ-C-Geräten klar.

Bessere Steuerung

Nachdem im vorangegangenen Linux-Kernel die Block-Schnittstelle für Speichergeräte die Unterstützung für mehrfache Warteschleifen (Multiqueuing) erhielt, bekommt der aktuelle Kernel gleich zwei neue Steuerprogramme, die diese Funktion nutzen: Budget Fair Queuing (BFQ) und Kyber I/O Scheduler. Ersteres hatte eine lange Entwicklungszeit und musste für die Aufnahme in Linux 4.12 ebenfalls um Multiqueuing erweitert werden. BFQs Algorithmen sorgen für ausgewogenere Zugriffe besonders auf rotierenden Datenträgern, etwa indem sie jedem Prozess, der auf die Datenträger zugreift, ein begrenztes Ein- und Ausgabe-Budget gewähren. Auch bei langsameren statischen Datenträgern soll BFQ sowohl lesende als auch schreibende Zugriffe beschleunigen können. BFQ ist jedoch komplex und hat einen großen Overhead.

Für die moderneren, schnelleren SSDs gibt es deshalb das neue und einfach gehaltene Steuerungsprogramm Kyber I/O Scheduler. Es teilt zunächst Ein- und Ausgaben in jeweils eine von insgesamt zwei Warteschleifen, die zudem möglichst kurz gehalten werden. Dazu misst der Algorithmus, wie lange die jeweiligen angeforderten Operationen benötigen. Die kurzen Warteschleifen sollen vor allem dafür sorgen, dass Anfragen mit hoher Priorität möglichst schnell abgearbeitet werden können. Wer auf einen möglichst effizienten Datendurchsatz setzt, wird sich für Kyber entscheiden, wer hingegen schnellere Antwortzeiten auch bei langsameren Datenträgern will, kann auf BFQ zurückgreifen. Allerdings müssen noch diverse Blocklayer-Treiber mit Multiqueue ausgestattet werden. Bis dahin gibt es weiterhin den etablierten CFQ-Scheduler. Laut ersten Benchmarks bei Phoronix beschleunigen ohnehin keine der Scheduler Datenzugriffe auf NVMe SSDs.

Mehr Datensicherheit

Der Device-Mapper-Treiber bekommt ein neues Block-Gerät namens dm-integrity. Darüber lassen sich Metadaten speichern, die zusammen mit dem ebenfalls neuen Cryptographic Data Integrity Protection dafür sorgen, dass der Linux-Kernel erkennen kann, wenn Daten auf verschlüsselten Volumes verändert wurden, ohne dass ein gültiger Schlüssel verwendet wurde.

Der Treiber für Ext4-Dateisysteme soll verteilte Schreiboperationen beschleunigen und die Leistung bei sehr großen Partitionen verbessern. Beim Btrfs-Treiber wurden weitere Probleme bei der eigenen Raid-5- und -6-Implementierung beseitigt, die aber weiterhin als instabil eingestuft wird. Im MD-Subsystem für die Raid-Unterstützung des Kernels wurden ebenfalls einige Änderungen umgesetzt, die zum einen die Wiederherstellung von Raid-5-Systemen beschleunigen und zum anderen die Leistung von Raid-5- und -6-Verbünden verbessern sollen.