Betriebssysteme: Linux 5.1 optimiert asynchrone Zugriffe

Die Optimierungen in Linux 5.1 sind ziemlich zahlreich: verbesserte asynchrone Operationen, ein ausgemustertes Dateiformat, eine Abschirmung für externe USB-Datenträger, beschleunigtes WLAN und optimiertes Live-Patching.

Artikel veröffentlicht am 6. Mai 2019, 9:12 Uhr, Jörg Thoma

Linux 5.1 bringt besseres Asychronous I/O, mehr Sicherheit für USB-Sticks und optimiertes Live-Patching. (Bild: wiseguy71/CC-BY 2.0)

Linus Torvalds hat die Version 5.1 des Linux-Kernels freigegeben. Seit der letzten Vorabversion habe es zwar wenige Änderungen gegeben, einige seien allerdings erst in letzter Minute eingereicht worden. Er selbst ist an der Ausmusterung des alten Dateiformats a.out beteiligt. Eine neue Variante für asynchrone Operationen verspricht Beschleunigung und soll vor allem für Entwickler einfacher zu handhaben sein.

Die Aktualisierung des Systems im laufenden Betrieb kann künftig kumulative Patches abarbeiten. Externe USB-Datenträger können gesondert deaktiviert werden. Es gibt auch wieder Arbeiten, die die Leistungseinbußen auffangen, die durch die Patches gegen die Sicherheitslücken Spectre verursacht wurden. Außerdem gibt es neue Funktionen in Treibern für Grafikchips der Hersteller AMD, Intel und Nvidia.

Optimiertes Asynchronous I/O und DM ohne Initramfs

Um Betriebssysteme zu beschleunigen, gibt es sogenannte asynchrone Ein- und Ausgaben (Asynchronous I/O). Damit können Anwendungen zwischenzeitlich andere Aufgaben erledigen, bis etwa eine Schreibfunktion im Hintergrund ihre Arbeit beendet hat. Der Kernel kümmert sich um die Benachrichtigung der Anwendung. Asynchronous I/O gibt es zwar bereits seit Linux 2.5, allerdings sei die bisherige Implementation ineffizient und schwierig zu verwenden, kritisieren viele. Vom Kernel-Entwickler Jens Axboe kommt jetzt eine neue Variante mit dem Namen io_uring, die vor allem die Geschwindigkeit asynchroner Lese- und Schreibaufgaben erhöhen und sich zudem besser skalieren lassen soll. Außerdem gibt es eine Userspace-Bibliothek, über die Entwickler die wichtigsten Funktionen von io_uring ansprechen können.

Künftig können über den Device Mapper (DM) angesprochene virtuelle blockorientierte Geräte auch außerhalb eines Initramfs-Archivs beim Systemstart angesprochen werden. In Initramfs werden für gewöhnlich die für den Start benötigten Dateien, etwa Basistreiber gelagert. Über einen neuen Kernel-Parameter lässt sich stattdessen ein DM-Dateisystem direkt starten, beispielsweise ein RAID-Verbund.

Mit Fanotify wurde bereits in Linux 2.6.36 eine Schnittstelle zur Überwachung von Änderungen an Dateisystemen eingeführt, das als Ersatz für Inotify dienen sollte. Inotify gilt als veraltet und funktioniert nur schlecht auf großen Dateisystemen. Jetzt wurde die Arbeit an Fanotify - nach einigen Anpassungen in Linux 4.20 - erneut aufgenommen und für die inzwischen immer größer werdenden Datenträger und die darauf eingesetzten Dateisysteme mit der Funktion Super Block Root Watch angepasst.