Betriebssysteme: Linux 4.20 beschleunigt Dateizugriffe, verhindert Ausfälle

In Linux 4.20 gibt es weitere Patches für Spectre v2, einen verbesserten Block-Layer und ein Framework, das Ausfälle früh erkennen soll. Zudem wurde ein Ersatz für die veraltete Dateistruktur Radix-Tree nach langer Entwicklungszeit aufgenommen.

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Linus Torvalds hat Linux 4.20 freigegeben.
Linus Torvalds hat Linux 4.20 freigegeben. (Bild: abstrkt.ch/CC-BY 2.0)

Auch wenn die letzte Woche etwas unruhig gewesen sei, gebe es keinen Grund. die finale Version von Linux 4.20 zu verzögern, schreibt Linus Torvalds in seiner Freigabe-E-Mail. Den Sprung auf die Versionsnummer 5.0 hatte er bereits zu Anfang des Entwicklungszyklus von Linux 4.20 auf später verschoben. Die Sicherheitslücke Spectre v2 bereitet den Linux-Entwicklern weiterhin Kopfzerbrechen, neue Patches sollen die Probleme jedoch in den Griff kriegen. Von Facebook kommt eine Funktion, die zur Früherkennung von Überlastungen dient, und PCI-Geräte können künftig direkt miteinander kommunizieren.

Inhalt:
  1. Betriebssysteme: Linux 4.20 beschleunigt Dateizugriffe, verhindert Ausfälle
  2. Verbesserte Grafik und schnellere Dateizugriffe

Die negativen Auswirkungen von Spectre und Meltdown auf die Leistung des Linux-Kernels beschäftigen die Kernel-Hacker nach wie vor. Die Patches, die die Spectre v2 genannte Sicherheitslücke schließen sollten, hatten in ersten Vorabversionen von Linux 4.20 und den stabilen Kernel-Versionen 4.19.2, 4.14.81 und 4.9.137 zu so massiven Leistungseinbrüchen geführt, dass sie bald wieder entfernt wurden. Zwischenzeitlich wurden die Reparaturen so verbessert, dass sie kaum noch Geschwindigkeitseinbußen verursachen. Nichtsdestotrotz gibt es den Parameter spectre_v2_user=, mit dem ein erweiterter Schutz aktiviert werden kann, der aber mit Leistungseinbußen einhergehen könnte.

Speck fliegt raus, das schnellere Adiatum kommt

Nach einer hitzig geführten Diskussion wurde der Kryptoalgorithmus Speck, der von der NSA beigesteuert wurde, aus dem Linux-Kernel entfernt. Als Ersatz soll der von Google entwickelte Algorithmus Adiantum dienen, der auf XChaCha12, einer εA∆U Hash-Funktion von Poly1305 aus der NH-Familie und AES-256 basiert. Adiantum soll ebenso wie Speck besonders auf weniger leistungsfähigen Systemen laufen und sogar 30 Prozent schneller sein als Speck. Ein neues, aber gänzlich undokumentiertes Programm sammelt Statistiken des Crypto-API und lässt sich im Userspace starten.

Facebook hat Code beigesteuert, mit dem sich Informationen sammeln lassen, durch die eingegrenzt werden kann, warum ein System langsamer läuft als gewohnt. Die sogenannten Pressure-stall Informationen - kurz PSI - werden im Verzeichnis /proc/pressure/ in drei Dateien abgelegt. Darin wird festgehalten, wie lange CPU, Arbeitsspeicher und I/O-Subsystem überlastet waren. Außerdem liefert PSI Informationen zu den Tasks der Control Groups. Facebook konnte so nach eigenen Angaben die Effizienz seiner Server steigern, indem Probleme rechtzeitig erkannt wurden, wie ein Artikel bei LWN.net erläutert.

Optimierte Dateistrukturen und abgespecktes RCU

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Der als eXtensible Array (XArray) betitelte Nachfolger der Datenstruktur Radix-Tree ist nach langer Entwicklungszeit im Linux-Kernel aufgenommen worden. XArray bietet im Gegensatz zu seinem Vorgänger einen verbesserten Cache und muss nicht mehr zunächst in den Hauptspeicher kopiert werden. Der Page-Cache wurde bereits so angepasst, dass er XArray nutzen kann. Zudem wurde das Subsystem Read-Copy-Update (RCU) grundlegend überarbeitet. Statt einer Vielzahl von Optionen gibt es jetzt nur noch zwei Basisoptionen, eine für Real-Time-Kernel und eine für präemptive Kernels.

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Verbesserte Grafik und schnellere Dateizugriffe 
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