Overzicht van verbeteringen in Linux kernel 2.6

Bij Kniggit is een achtergrondartikel te vinden over de binnenkort te verwachten Linux 2.6 kernel. Het stuk is gebaseerd op de 2.5.x ontwikkelingen en beschrijft een aantal nieuwigheden die in deze nieuwe versie van het stuk software te vinden zijn. In het artikel wordt getwijfeld of de nieuw uit te brengen versie 2.6 gaat heten of 3.0, Linus Torvalds heeft inmiddels bevestigd dat het om versie 2.6 zal gaan. De even genummerde kernels, zoals 2.4 en straks 2.6, zijn stabiel, de experimentele versies hebben allemaal een oneven nummer zoals bijvoorbeeld de 2.5-kernel. Linux is altijd beschikbaar geweest voor veel verschillende soorten hardware, dit is ook de kracht van dit besturingssysteem, zo lezen we in het artikel. In Linux 2.6 zet deze trend door; er zijn verbeteringen aangebracht voor de ondersteuning van zowel grotere als kleinere systemen.

Embedded systems
De nieuwe 2.6-kernel zal delen code van het uClinux project bevatten. Dit project is speciaal gericht op microcontrollers. Tot nu toe werd er vooral bijgedragen via drivers voor embedded processors. In versie 2.6 is er echter meer code in de kernel zelf opgenomen. Vier productlijnen worden door de nieuwe kernel ondersteund: de embedded m68k processors van Motorola, Hitachi's H8/300 behalve de H8S, de NEC v850 processor en de Etrax Cris van Axis communications.

Opteron support
Een processor die tijdens het ontwikkeltraject van de 2.4.x om de hoek is komen kijken is de Opteron. Toch wil de schrijver van het artikel deze vermelden omdat volledige ondersteuning voor AMD-chips gebaseerd op de AMD64-architectuur wel nieuw is, in versie 2.4.x was er beperkte support. De vraag zal zijn welke processor de standaard zal worden voor de consumenten-pc's. Zowel deze CPU als een telg uit Intel's Itanium-familie komt in aanmerking.

Grote Jongens
Nieuw in Linux 2.6 is de support van grote servers, de zogenaamde NUMA-systemen (Non-Uniform Memory Access). Deze techniek is met name geschikt voor systemen met meerdere processors. In een NUMA server hebben alle CPU's toegang tot al het geheugen, ook het geheugen wat normaal bij een andere processor 'hoort'. De kernel houdt rekening met de latency naar de verschillende geheugenbanken en kiest de beste plek voor het opslaan van de data. Ook kan processor 1 bijvoorbeeld veel directer bij de data die hij van processor 4 wil hebben, dit gaat sneller omdat het niet via de centrale memory-bus loopt. Dit deel van de kernel is nog redelijk nieuw en er zal zeker nog finetuning plaats gaan vinden.

Bestaande platformen
Het artikel spreekt verder over de verbeteringen rond HyperThreading en op het gebied van schaalbaarheid. De aangepaste scheduler is zich bewust van HyperThreading en zal zorgen voor een betere verdeling van de load. Daarnaast kan de gebruiker meer invloed hebben op het systeem terwijl de kernel het druk heeft met een zwaar proces, de kernel is nu echt pre-emptive. Dit zal voor de gebruiker aanvoelen als een verbetering van de performance. Ook het I/O subsystem is onder handen genomen om bij te dragen aan deze reactiesnelheid van Linux 2.6. De verbetering is te danken aan het vernieuwen van het blok- en geheugenbeheer. Het bekende systeem met device drivers in de vorm van modules heeft ook verbetering ondergaan. Niet functioneel maar wel opvallend is de verandering van de extensie van de files: de .o is vervangen voor .ko van 'kernel object'. Daarnaast heeft er veel werk gezeten in het elimineren van de race condities in de code en het standaardiseren van de hardware herkenning.

Filesystems en software
Nieuw is de implementatie van ACL's (access control list), hiermee is het mogelijk om in meer detail rechten toe te kennen aan bestanden en directories. Daarnaast ondersteunt Linux 2.6 het 'Dynamic Discs' principe van Microsoft en is het mogelijk om een NTFS-schijf read-write te mounten. Deze mogelijkheid was er al maar het was dusdanig risicovol dat het door iedereen werd afgeraden. Verbetering van de USB-ondersteuning is ook iets wat merkbaar zal zijn voor de eindgebruiker. Op het gebied van software is de support voor IPsec protocollen een belangrijke verandering. Met IPsec is het mogelijk om data te versleutelen op netwerk-niveau:

On the software side, one of the most major changes is Linux's new support for the IPsec protocols. IPsec, or IP Security, is a collection of protocols for IPv4 ("normal" IP) and IPv6 that allow for cryptographic security at the network protocol level. And since the security is at the protocol level, applications do not have to be explicitly aware of it. This is similar to SSL and other tunneling/security protocols, but at a much lower level. Currently supported in-kernel encryption includes various flavors of SHA ("secure hash algorithm"), DES ("data encryption standard"), and others.

Codemonkey heeft ook een uitgebreide lijst met aanpassingen en vernieuwingen van de Linux 2.6 kernel op het internet gezet.

Reacties (37)

[Robin]

Eerlijk gezegd mis ik ook de anticipatory I/O scheduler in het verhaal van Kniggit. Deze werd ook al in kleine mate geïntroduceerd in de 2.5.75-kernel (www.tweakers.net/meuktracker/4404) en op grote schaal in de 2.6.0-test1 kernel (www.tweakers.net/meuktracker/4423 gefrot:

www.osnews.com/story.php?news_id=3656

When a process reads data from a disk, the default "deadline" I/O scheduler can offer poor performance if a streamed write is happening at the same time. The reason is that many read operations require multiple reads, each reporting a result back before the next can be scheduled. Thus, each of these reads has to wait behind a queue of writes, resulting in the aforementioned performance problem. The anticipatory scheduler solves this problem nicely by pausing for a few milliseconds after each read, "anticipating" the next read request.

Voor nog meer info kan je natuurlijk terecht op Google: *klik* .

[Verwijderd]

ik kijk vooral uit naar reiserfs 4 die de zwak heden van reiserfs 3 oplost.
Wat er niet in de lijst staat is dat je je cdrw niet meer met scsi-ide moet gebruiken, er is dus nu gewone cdrw dma support + je mag nu gewoon in bios PNP OS = yes zetten. Hij is eindelijk volledig PNP

ACPI en APIC zen nog wel wat buggy op sommige moederborden (zoals nforce) dus oppassen hiermee

2 handige addons die er niet in zitte :

supermount-NG (http://supermount-ng.sourceforge.net/) & Bootsplash (http://www.bootsplash.org/)

[PolarWolf]

Als ik mij goed herinner heeft ReiserFS 4 het niet gered voor de codefreeze, dus volgens mij is het nog steeds reiserfs3 dat in 2.6.0-test1 zit. Wil je ReiserFS4 gebruiken, dan zal je dus nog steeds moeten patchen todat er native support komt (ergens tijdens de 2.6 onderhoudsfase). Maar misschien loop ik achter, en is alsnog besloten om ReiserFS4 op te nemen in de initiele release. Ik heb wel een 2.6.0-test1 gecompileerd en al liggen, maar moet hem nog steeds een keer booten.

[freggy]

Het komt er heel misschien nog wel in. Hans Reiser heeft net een posting gedaan op lkml betreffende de status en performance van Reiserfs4: http://www.ussg.iu.edu/hypermail/linux/kernel/0307.2/2340.html

[RobT]

Wat er niet in de lijst staat is dat je je cdrw niet meer met scsi-ide moet gebruiken, er is dus nu gewone cdrw dma support + je mag nu gewoon in bios PNP OS = yes zetten. Hij is eindelijk volledig PNP

Staat er zeker wel:

For example, IDE CD/RW drives can now be written to directly through the real IDE disk driver, a much cleaner implementation than before.

en

The sum of all of those modifications, is that now Linux is now a "true" Plug-and-Play OS and may be set as such in a compatible machine's BIOS.

Overigens, ik dacht altijd dat in windows cdr(w) ook via scsi emulatie gaat, heeft linux hier dan een primeur?

Verder, over ACPI, dat dat buggy is op sommige moederborden heeft niet zozeer met de linux kernel code te maken alswel met de ACPI implementatie van die mobo's. Ik herinner me commentaar van kernel coders die 'geen kreupele implementatie van ACPI wilden maken om het te laten werken met slecht geimplementeerde standaards die netaan voldoen om met windows te werken'.
Met andere woorden, mobomakers implementeren vaak de standaard niet goed (genoeg), maar wel net zo dat het met windows werkt...
En daar willen die kernel hackers zich niet aan aanpassen.

[LollieStick]

ik heb op mijn nforce2 mobo nog geen problemen ondervonden. (2.4.21 en -test0 welke niet werkt bij mij )

[RobT]

Goed verhaal, wel vrij lang. Dus veel verbeteringen

Wat mij niet duidelijk is, is of MtRainier (soort packet writing) het gehaald heeft. Ik weet dat er in de 2.5 serie cdmrw tools waren, maar kan er niks over vinden. Jens Axboe van SuSE is degene die zich daarmee heeft beziggehouden.

MtRainier wordt ook EasyWrite genoemd en zou de cd-rw het gebruikersgemak moeten geven van een floppy.
De meeste nieuwe cd-rw drives ondersteunen MtRainier, misschien niet 100%, maar het is een interessante technologie; in principe moet een MtRainier drive met een cdmrw disc voor het OS onzichtbaar de packet data kunnen verwerken; dus het is voor het OS echt een read/write fs, net als een hd of floppy, en het OS hoeft geen ondersteuning te hebben voor Mount Rainier om de disc uit te kunnen lezen.

[VHware]

Zie voor meer info:

http://www.theregister.co.uk/content/4/22617.html

[RobT]

Dat weet ik, dat had ik toen ook al gezien.

Mijn vraag is: zit het er nou in of niet?

Zoek maar op google groups of zo, dan vind je alleen berichten van Jens Axboe dat het met zijn patch ed prima gaat in de 2.5 serie.
Maar in alle info en changelogs over 2.6 (en 2.5) kan ik er niets over vinden.
Dus wie een linkje heeft naar een melding dat die patches van Axboe werkelijk in 2.6test zitten, graag!

[jvreuls]

... en is het mogelijk om een NTFS-schijf read-write te mounten. Deze mogelijkheid was er al maar het was dusdanig risicovol dat het door iedereen werd afgeraden.

NTFS read-write mounten is nog steeds experimenteel, hoewel de write support wel beter wordt. Zie het originele artikel:

Writing support is still experimental and is gradually being improved; it may or may not be enabled for the final kernel release.

[Verwijderd]

Daarnaast kan de gebruiker meer invloed hebben op het systeem terwijl de kernel het druk heeft met een zwaar proces, de kernel is nu echt pre-emptive.

Help me even maar Linux heeft toch altijd al pre-emptive multitasking + multithreading gehad? Bij een goede implementatie van multithreading zorgt de processor (met Hyperthreading) toch verder voor de afhandeling?

[mdvmine]

De gebruikersprocessen afwisselen was pre-emptive. Nu is de kernel zelf ook pre-emptive...dwz verschillende threads voor verschillende drivers worden ook pre-emptive afgehandeld. Just my 2 cents.

[Verwijderd]

Pre-emptive kernels wordten gebruikt in realtime besturing systemen.
De taak met de hoogste prioriteit krijgt de volledige CPU tot zijn beschikking tot dat hij klaar is.
Dan is de taak die dan de hoogste prioriteit heeft aan de beurt.
Als een taak wakker wordt (io beschikbaar of timer loop af) meteen hogere prioriteit dan krijgt deze direct de CPU tot zijn beschikking.
Dit wil je heel graag in realtime systemen zodat je voorspelbaar tijd gedrag krijgt.

Dit wil je dus niet in multi-user systemen zoals Unix. De taak met de hoogste prioriteit krijgt de meeste CPU tijd maar niet alles. Alle taken krijgen CPU tijd.

De linux kernel zal nooit “echt pre-emptive” worden.

[boner]

Verbetering van de USB-ondersteuning is ook iets wat merkbaar zal zijn voor de eindgebruiker. Op het gebied van software is de support voor IPsec protocollen een belangrijke verandering. Met IPsec is het mogelijk om data te versleutelen op netwerk-niveau:

ik hjoop toch wel dat USB en TCP/IP in non-kernel drivers zit. IPsec in de kernel is al helemaal ongeloofwaardig.

mischien had een subhoofdstuk over overige verbeteringen niet misstaan.

[PolarWolf]

Eigenlijk, IPSec ondersteuning is slechts een uitvloeisel van een veel algemener framework m.b.t. encryptie, namelijk CryptoAPI (http://www.kerneli.org). Dit hoort m.i. wel degelijk in de kernel thuis, mede doordat het mogelijkheden opent om encryptie toe te passen of filesystemen.

[RG]

USB drivers in userspace? Lijkt me niet zo verstandig. Netwerk in userspace zou kunnen, maar dat is erg sloom vergeleken bij in-kernel-oplossingen zoals Linux die heeft.

[Verwijderd]

Ja, maar USB drivers in userspace is wel een stuk veiliger.

[jp]

IPsec moet op netwerkniveau versleutelen, dus is het m.i. niet zo heel vreemd om dat ook op een laag niveau in je software geimplementeerd te hebben.

[Wolfboy]

Blij dat de USB support ook wat verbeterd is, dat liet nog wel wat te wensen over.

Hopelijk is ie ook net zo snel en stabiel als de 2.5 kernel ( je weet maar niet met veranderingen)
Dit gaat hem worden, jammer genoeg is ie te groot voor de floppy OSjes

[wica]

2.5.x waren dev kernel. Dus denk ik ook niet opgeschoont.
EN de uit eindelijke 2.6.0 zal opgeschoont zijn en denk dus ook sneller.

Met opschonen. Bedoel ik de onnodige code verwijderen enzo

[pfismvg]

Grote schoonmaakacties nemen veel risico's met zich mee, vaak ontstaan er door die opschoonacties nieuwe bug's.

Daarom wordt opschonen bijna altijd gedaan in development kernels, en dit wordt vrij regelmatig gedaan.

Nu de 2.5 kernel wordt voorbereid voor release naar de 2.6 versie wordt er waarschijnlijk alleen nog gewerkt aan de stabiliteid van de kernel. Nieuwe features en schoonmaakacties worden niet meer toegelaten tenzij het echt nodig is. Dat mag pas weer in 2.7

Cunclusie:
Net zo snel en stabieler als de 2.5 kernel.

[wica]

Wist ikniet. Dankj evoor de info

[PolarWolf]

Opschonen daar is het kernel janitor project voor. Optimaliseren is iets anders, en daar zal in de loop van de hele 2.6 cyclus, en in de nieuwe 2.7 dev tree aan gewerkt worden...tenminste als het gaat zoals het altijd is gegaan, en dat is nooit een garantie voor de toekomst :-)

[Eärendil]

Je bedoelt denk ik net zo snel als 2.4, want tussen de laatste 2.5 en de final 2.6 zullen niet veel verschillen in features zitten, 2.5 is de ontwikkel-serie voor 2.6

[Wolfboy]

jij hebt zeker de 2.5 kernel niet getest?
die was namelijk een heel stuk sneller dan 2.4

en of er verschillen zitten tussen 2.5 en 2.6 dat weet/wist ik dus niet

[Verwijderd]

dat lijkt alleen maar, zie artikel: 'echte' pre-emptive kernel

[boesOne]

De vraag zal zijn welke processor de standaard zal worden voor de consumenten-pc's. Zowel deze CPU [AMD64] als een telg uit Intel's Itanium-familie komt in aanmerking.

De Opteron als consumerproc is wel voorstelbaar, maar de Itanium ? De P4 moet nog mee tot de 10GHZ hoor... Denk niet dat intel de Itanium gaat inzetten vals thuisproc. Denk eerder aan een P4 met yamhill..

[hardwareaddict]

De P4 gaat dat niet halen natuurlijk die 10Ghz, want binnen X tijd is 64 bits standaard. Dus tenzij we praten over een nieuwe processor die zogenaamd P4 wordt genoemd wegens naamsbekendheid, dan praten we echt niet over een P4 processor die de 10Ghz gaat halen

Stel je voor. Het jaar 2010 en op je 32 bits P4 10Ghz in 0.065 draai je met 2 GB RAM, wat helaas de laatste windows versie erg erg langzaam laat booten...

[boesOne]

De P4 is uitermate schaalbaar. Voor de desktop is 32 bits compatibiliteit erg belangrijk. IA64 van de Itanium draait 32 bit code uitermate slecht. Intel zal zijn eigen megaHz mythe voor de desktop niet zomaar de nek omdraaien. Project Yamhill is intels tegenhanger voor AMDs x86-64 waarmee je 64 bits krijgt en ook de ouwe 32 apps fullspeed kan draaien.
Grote kans dat voor consumer procs als AMD's Athlon64 en ook Apple's/IBMs G5 de 64 bit implemantatie [64 bit extensies eigenlijk] de standaard wordt omdat dit veel voordelen biedt.

Pas in de verre toekomst zullen er 64 bit only desktop procs verschijnen, maar dan is de Linux kernel 4 er al wel...

Ik zie geen Itaniums in desktops verschijnen. Maar als 64 bit op de desktop nodig gaat worden. Iets waar inel volgens mij aan twijfelt, dan zal intel meteen komen met een P4 met 64 bit extensies..

[Verwijderd]

Kijk eens aan dus nu verbeterd embedded systems support he? Das toch een interessante tegenhanger van de embedded JVM zou ik zeggen. Nou hebbie tegenwoordig al JVM-pjes in mobiele telefoons, krijgen we dan ook een linux kerneltje in de mobiele telefoon? zodat we .ko's kunnen uploaden? GNU chess in color op de nokia 6100

NUMA support? Maarre ik meen me te herinneren dat de Teras van Sara een NUMA systeem is EN Linux draait.

The Altix system consists of nodes of 64 processors with shared-memory, running a standard Linux® operating system, which makes the system unique.
'TERAS' is a so-called CC-NUMA machine. The term CC-NUMA stands for Cache-Coherent Non Uniform Memory Access.

the Dutch scientific community will have access to the worlds’ largest Altix system to date.

Wel geil als je in de zomervakantie een kernel in mekaar draait en die blijkt dan 5 jaar later op europaas grootste supercomputer te draaien

[AntiChris]

NUMA support? Maarre ik meen me te herinneren dat de Teras van Sara een NUMA systeem is EN Linux draait.

Klopt, SGI heeft NUMA jarenlang in hun IRIX gebruikt en nu dit OS zijn langste tijd (wat jammer is, en tegelijk ook weer fijn... package-management grrrr) heeft gehad hebben ze besloten Linux te gaan supporten. De NUMA ondersteuning komt dan ook van SGI vandaan.

[Tweeker]

Ik wacht met spanning op deze release. De 2.5 kernel draaide al goed op mijn Epox mobo met nforce2 met de ingebakken alsa drivers. ook de performance zou een stuk verbeterd zijn.

Ik hoop dat ze niet al te veel uitlopen qua tijd.