niedziela, 9 sierpnia 2015

Linux 4 - Super jądro nowej generacji

Najnowsze jądra czyli kernele systemu operacyjnego Linux rozpoczęło w marcu 2015 jądro z serii Linux 4.0. W drugiej połowie czerwca 2015 debiutuje stabilna wersja LTS jądra Linux 4.1. 

Linuks 4 - Nowa linia jądra


Linus Torvalds ogłosił w marcu 2015 roku wydanie jądra Linuksa OS w wersji 4.0. Kolejny numerek nie oznacza jednak rewolucyjnych zmian. Prawdę powiedziawszy to bardziej wydanie skupiające się na poprawkach i usprawnieniach. Rewolucji raczej tutaj nie uświadczymy, co nie znaczy, że nie dokonał się postęp, gdyż udoskonalanie i ulepszanie jest podstawą rozwoju oprogramowania systemu operacyjnego komputera. Linus Torvalds wydał Linuxa 4.0 zgodnie z planem. Z perspektywy zwykłego użytkownika nowe jądro nie przynosi jakichś znaczących nowości, większość wysiłku poszła w prace nad nową infrastrukturą dla łatek, więc zmiana liczby wiodącej w numeracji jest jedynie zabiegiem porządkowym. Jest to jednak też zmiana symboliczna, krok naprzód w stronę konstrukcji Skynetu. Jak bowiem wiadomo, Terminator T-800 będzie działał na bazie Linuksa 4.1.1.


Linux kernel 4.0 debiutował wraz ze wsparciem dla procesorów Intel Quark, lepszą obsługą ARM, a także usprawnieniami związanymi z HID. Duży postęp dokonał się również w obsłudze procesorów graficznych AMD i Intela. W tym pierwszym przypadku pojawiła się obsługa DisplayPort oraz lepsze zarządzanie wentylatorami. W tym drugim – obsługa architektury Skylake. Ogólnie jednak nie jest to rewolucyjna aktualizacja. W kolejce czeka jednak 10 tysięcy zmian w kodzie źródłowym, więc można się się spodziewać, że kernel 4.1 będzie miał więcej nowości i bardziej będzie reprezentował najnowoczesniejszą technologię pracy komputerowego jądra systemu operacyjnego. Dlatego za największy atut kernela 4.0 należy uważać stabilność oraz niezawodność. 

W lutym 2015 użytkownicy Linuksów dowiedzieli się ostatecznie, że jądra Linuksa 3.20 nie będzie, następca jądra 3.19 będzie nosił numer 4.0 i przepiękną nazwę kodową „Hurr durr I'ma sheep”. Zmiana numeracji i nowa nazwa to nie dyrektorski kaprys Linusa Tornvaldsa, lecz wynik głosowania, w którym udział wzięło ponad 29 tysięcy osób. Ponad 56% z nich głosowało na 4.0 czyli za zmianą numeracji kernela. Nazwa kodowa to już jednak czysty dowcip autora względem uczestników internetowych głosowań. W Linuksie demokracja społęcznościowa bardzo dobrze pracuje, dzięki czemu Linux jest najlepszym systemem operacyjnym superkomputerów, komputerów domowych, laptopów i netbook'ow na świecie, zdecydowanie, we wszystkich aspektach bijąc wszelką konkurencję. 


Przejdźmy jednak do zmian i nowości w jądrze systemu operacyjnego Linuksa czyli w kernelu Linuksa. Najistotniejsze jest zbudowanie przez deweloperów Red Hata i SUSE podwalin pod mechanizm instalowania łatek bezpieczeństwa i aktualizacji na jądrze bez konieczności restartowania systemu z Linuksem. Zanim dojdziemy do etapu, w którym typowych linuksowych dystrybucji nigdy nie będzie już trzeba restartować, minie jeszcze nieco czasu, ale wykorzystywane do tego mechanizmy kGraft i Kpatch są w systemie operacyjnym gotowe. 

Nie mogło się obyć bez ulepszeń w sterownikach grafiki dla komputerów, netbooków i laptopów. I tak otwarty sterownik Radeon DRM obsługuje dźwięk przez DisplayPort i zapewnia lepszą kontrolę wentylatora, dorównującą tej znanej z zamkniętego sterownika Catalyst. Do sterownika architektury heterogenicznej (HSA) wprowadzono podstawowe wsparcie dla Carizzo. Sterownik Nouveau dla czipów Nvidii potrafi już kontrolować częstotliwość taktowania zegara procesora Tegra K1 i radzi sobie z usypianiem i wybudzaniem. Sterowniki grafiki Intela otrzymały liczne zmiany związane z obsługą mikroarchitektury Skylake. Ulepszono też obsługę GPU Qualcomma (Adreno) i Samsunga (Exynos). 

Pozostałe zmiany, o których warto wspomnieć, to obsługa nowych procesorów Intel Quark, poprawki w sterownikach urządzeń interfejsu użytkownika, m.in. dla klawiatur Lenovo i tabletów Wacoma, lepsze wsparcie dla laptopów Toshiby (dobrze działa już usypianie z odtwarzaniem muzyki, usypianie z ładowaniem zewnętrznych urządzeń przez USB i oraz tryb szybkiego ładowania akumulatora). Kilka łatek pojawiło się w systemach plików i urządzeń blokowych: dodano wsparcie dla szybkiego równoległego serwera pNFS, wielu warstw tylko do odczytu w systemie OverlayFS (wykorzystywanym często w systemach LiveCD) oraz trybów RAID 5 i 6 w systemie Btrfs. 

Na koniec pewne ciekawostki: Linux 4.0 zapewnia już pełne wsparcie dla najpotężniejszego na świecie procesora z13, wykorzystywanego w mainframe'ach firmy IBM. Nowa wersja jądra systemu operacyjnego Linux pozwoli też na sprawniejsze uruchamianie Linuksa na niektórych konsolach PlayStation 3. Mimo bowiem że oficjalnie Sony nie wspiera już instalowania innych systemów na swojej konsoli, liczne alternatywne wersje firmware (CFW) wciąż pozwalają uruchomić PS3 w trybie „Other OS”.

Jak więc widzimy, faktycznie nie jest to najbardziej ekscytujące wydanie jądra systemu operacyjnego Linuksa w historii. Ciekawiej już zapowiada się Linux 4.1, w którym pojawia się m.in. ma wsparcie dla wirtualizacji GPU pod kontrolą hiperwizora Xen, obsługa wielu typów procesorów w heterogenicznej architekturze obliczeniowej (HSA) oraz sterownik virtual GEM, pozwalający znacznie przyspieszyć rysowanie grafiki na programowym rendererze. 

Jednym z naważniejszych obecnie podsystemów kernela Linuksa, rozwijającym się nad wyraz dynamicznie już od dobrych 20 wersji jest - Linux Perf. To cały podsystem profilowania, zbierania dokładnych pomiarów, zdarzeń. Rozwijają to ludzie z Redhata, Suse, Googla, Intela, Ibm, Arm, fundacji. W drodze są już zupełnie nowe możliwości, pozwalające profilować kod w Javie, Javascripcie, Darcie. 



Linux Kernel 4.1 LTS 


Linus Torwald poinformował w połowie czerwca 2015 roku o wydaniu stabilnej wersji jądra Linuksa oznaczonej numerem 4.1. I chociaż nie ma w niej zbyt wielu rewolucyjnych zmian, to i tak znalazło się sporo ciekawych funkcji i rozwiązań, ulepszeń i usprawnień. Linux 4.1 to także wydanie LTS o przedłużonym wsparciu, które posłuży za bazę wielu systemów z Tuksem w logo zapowiedzianych na tegoroczną jesień 2015. W tym czasie wydano już także osiem ulepszeń czyli podwydań kernela z serii Linux 4.0.1 do Linux 4.0.8. 

Linux 4.1 przyniósł wirtualizację grafiki i szyfrowanie domyślnego systemu plików. Linus Torvalds osobiście poinformował o dostępności jądra Linuksa 4.1. Nowe jądro zrodziło się bez większych problemów, mimo że w czasie prac nad nim Linus Torvalds miał krótkie wakacje. Kernel Linux 4.1 nie jest też jądrem niosącym jakieś fundamentalne zmiany – a to dobra wiadomość, gdyż jest to wydanie LTS, o wydłużonym okresie wsparcia. Mimo tego warto przyjrzeć się bliżej nowościom, które zadebiutują najpewniej w przygotowywanych na jesień wydaniach linuksowych dystrybucji. 

Entuzjastów Linuksa w drugiej połowie czerwca 2015 roku ucieszył fakt, że udostępniono jądro systemu Linux w wydaniu 4.1 uważanym za dopracowane w serii Linux 4. Można je zainstalować w użytkowanej przez siebie dystrybucji, najlepiej prosto z repozytorium dystrybucji. Zmian jest dużo i, co istotne, wiele z nich ma bezpośredni wpływ na użytkowników laptopów. Postaramy się wyłuskać co ciekawsze z nich. 

- lepsza obsługa podświetlania klawiatury i ładowania USB w stanie uśpienia w laptopach Dell i Toshiba,
posiadacze stacji dokujących Lenovo OneLink Pro Dock mogą wreszcie korzystać z USB,
- usprawnienia przygotowane specjalnie z myślą o laptopie Google Chromebook Pixel 2,
- poprzez nowe sterowniki dla platform Intela (m.in. Intel Bay Trail i Cherry Trail) wydłużono czas pracy na jednym ładowaniu o dwie a nawet cztery godziny,
- przygotowano grunt pod obsługę procesorów Intel Skylake,
- dodano obsługę interfejsu Radeon DisplayPort MST,
- dodano Intel XenGT vGPU (wirtualizowanie Intel HD Graphics) na potrzeby maszyn wirtualnych Xen a jako kolejna zostanie dodana obsługa KVM,
- poprawiono i udoskonalono zarządzanie energią dla procesora Samsung Exynos 3250,
- poprawiono i udoskonalono zarządzanie energią dla urządzeń z procesorami ARM i x86,
- dodano obsługę kontrolera Xbox One,
- udoskonalono obsługę funkcji "force feedback" w przypadku kierownic Logitech,
- dodano obsługę tabletu graficznego Bamboo Pad,
- wszystkie tablety Wacom lepiej sygnalizują stan naładowania akumulatora,
- lepsza obsługa macierzy dyskowych RAID 5/6 z MD RAID, 
- dodano obsługę kart WiFi marki Realtek 8723A, 8723B, 8761A, 882.
Na koniec, co ważne dla zaawansowanych użytkowników, Linux z jądrem 4.1 uzyskał możliwość szyfrowania danych na poziomie systemu plików EXT4. Stało się to możliwe dzięki wkładowi Google, który pracował nad tym przy okazji rozwoju systemu operacyjnego Android opartego o jądro Linuksa.


Firma Cannonical zapowiedziała już zaadaptowanie Linuksa 4.1 do najnowszego wydania systemu operacyjnego Ubuntu, który zadebiutuje jesienią 2015 roku i będzie nosił nazwę 15.10 Wily Warewolf. Nowy kernel pozwoli twórcom oprogramowania jeszcze lepiej wykorzystać obecny na rynku sprzęt komputerowy. Usprawnione sterowniki kart graficznych AMD umożliwią korzystanie z ekranów o rozdzielczości 4K i 5K, a w przypadku produktów Nvidii została dodana akceleracja sprzętowa w modelach GTX750 oraz GTX750Ti. W IntelHD oraz Iris wprowadzono pełną wirtualizację urządzeń do hiperwizora Xen, co pozwoli systemom operacyjnym i aplikacjom uruchamianym na wirtualnych maszynach wykorzystać akceleratory nie tylko do rysowania grafiki dwu- i trójwymiarowej, ale również do obliczeń rozproszonych. 

Linux 4.1 z czerwca 2015 to także wiele usprawnień w obsłudze procesorów ARM oraz mechanizmów zarządzania energią, co nie tylko przełoży się na dłuższy czas pracy laptopów i netbook'ów na jednym ładowaniu, ale również przyczyni się do podniesienia sprawności sprzętu wyposażonego w najsłabsze procesory Intela z rodziny Atom. Przy współpracy z firmą Google i po części na potrzeby linuksowego Androida M usprawniono w systemie plików EXT4 mechanizm szyfrowania danych, który teraz będzie zabezpieczał nie tylko dane, ale także nazwy plików i symboliczne linki. Linux 4.1 to również wiele mniejszych zmian takich jak obsługa nowych modeli kart sieciowych firmy Realtek, kontrolera pada konsoli Xbox One czy usprawnienia w podsystemie dźwięku ALSA. 

Nowe jądro na pewno ucieszy użytkowników laptopów i netbook'ów. Programiści Red Hata mówią o drastycznym wydłużeniu czasu pracy na baterii, w niektórych wypadkach nawet o kilka godzin, głównie w związku z rewolucyjnym ulepszeniem sterowników Intela oraz podsystemu zarządzania energią. Ma to być szczególnie widoczne na najsłabszych urządzeniach z procesorami Atom (Bay Trail i Cherry Trail) oraz laptopach Toshiby. Z kolei użytkownicy laptopów Della będą mogli wreszcie skorzystać z super dobrze działającego podświetlania klawiatury, za sprawą nowego sterownika dla ich maszyn. Wygląda też na to, że zmiany w skalowaniu częstotliwości pracy procesorów Intela przełożyły się na zwiększenie wydajności Atomów – w niektórych obciążeniach roboczych uzyskują one wyniki lepsze nawet o 20-30%. 

Jak w poprzednich wydaniach jądra ulepszone zostały otwarte sterowniki kart graficznych. Sterownik radeon dla kart AMD pozwala już na podłączanie monitorów 4K/5K dzięki wprowadzeniu obsługi mechanizmu Multi-Stream Transport (MST) dla złącza Display Port. Pozwoli to też na podłączanie nowych laptopów do stacji dokujących, wykorzystujących MST w konfiguracjach wielomonitorowych. Z kolei sterownik Nouveau dla kart Nvidii obsługuje już sprzętową akcelerację kart GTX 750 i GTX 750 Ti bez konieczności samodzielnej zabawy z niewolnym firmware. 

W Linuksie sterowniki są w jądrze systemu operacyjnego instalowane jako moduły owego kernela, tak, że jądro Linuksa rozpoznaje podłączone urządzenia i sprzęty ładując oraz uruchamiając potrzebne do jego obsługi sterowniki. Dzięki temu już na starcie użytkownik ma obsługę sprzętu out-of-the-box. W praktyce użytkownik nieczęsto musi instalować dodatkowe drivery - większość już jest w systemie, zatem nie trzeba szukać sterowników w internecie a potem instalować. Linux posiada sterowniki jako moduły w jądrze systemu operacyjnego, żeby wszystko działało od razu po instalacji systemu na komputerze czy laptopie. W przypadku sterowników kernela, to i tak w dystrybucjach jest że wszystkie potrzebne moduły są w initrd, a cała reszta spokojnie leży sobie na dysku systemowym i czeka aż będą potrzebne i załadowane zwykle przez udev. Niezaładowane moduły zajmują jedynie miejsce na dysku twardym, nie zajmują pamięci operacyjnej. W przypadku jądra monolitycznego, moduł jest to w zasadzie najlepsze miejsce na takie rzeczy jak sterowniki. W Linuksie można sterownik mieć w postaci modułu, jednak dalej jest to jądro OS. Rozwiązanie ma to szereg zalet: 

– sterownik po prostu już jest, nie trzeba go instalować (lub jest dystrybuowany moduł jądra z nim, zazwyczaj w przypadku sterowników, które jeszcze nie zostały włączone do głównej gałęzi rozwojowej Linuksa). 
– Linus kładzie duży nacisk na stabilność – jeśli ktoś zechce dodać łatkę do kodu Linuksa, musi być wpierw gwarancja, że nie psuje ona niczego co już w jądrze jest i działa, wplywa na stabilność.

Coraz bardziej dojrzewa koncepcja wirtualizacji grafiki, rozwijana w ramach projektu XenGT. Wraz z jądrem 4.1, hiperwizor Xen zyska możliwość udostępnienia zwirtualizowanym systemom zintegrowanej grafiki Intela (zarówno IntelHD jak i Iris). Dzięki temu oprogramowanie uruchomione w systemie-gościu (np. Photoshop w Windows) będzie mogło skorzystać z GPU hosta, zarówno do rysowania grafiki jak i obliczeń rozproszonych – i to z pełną jego szybkością. W przyszłości podobne możliwości ma zaoferować hiperwizor KVM, wspierane mają być też karty graficzne Nvidii i AMD. 

Ostatnią ważną rzeczą w tej wersji jest dodanie do podstawowego linuksowego systemu plików EXT4 wsparcia dla szyfrowania. To efekt prac ludzi z Google, na czele z Tedem T'so, którzy poszukiwali sposobu na efektywne rozwiązanie problemu szyfrowania danych użytkownika w Androidzie M. Opracowane przez nich łatki trafić mają też do przyjaznego dla nośników flash NAND samsungowego systemu F2FS. Szyfrowanie jest kompletne, obejmuje nie tylko dane, ale też nazwy plików i linki symboliczne. To oczywiście nie wyczerpuje zmian w 4.1 – z wersją tą pojawiło się wsparcie dla zarządzania energią dla 64-bitowych procesorów ARM, znaczne zwiększenie wydajności software'owego RAID-a w trybie 5 i 6, pełna obsługa gamepada z konsoli Xbox One, lepsza generacja entropii dla procesorów AMD czy ulepszenia podsystemu dźwięku ALSA. Ciekawostką może też być to, że wraz z jądrem 4.1 rozpoczęły się czystki starego, długo niedotykanego kodu w assemblerze. 

Nowe jądra nieomal natychmiast udostępniają wiodące dystrybucje jak chociażby ROSA Desktop Fresh,  OpenMandriva, Mageia, Ubuntu, Arch Linux czy Mint. Wyraźnie widać efekty w postaci szybszej i wydajniejszej pracy Linux OS, system startuje szybciej i zamyka się szybciej, szybciej startują programy. Na wielu dystrybucjach, jak w przypadku Rosa Linux trzeba dodać repozytorium z nową serią jądra do listy miejsc z których pobierane są aktualizacje (najpiej poprzez urpmi.addmedia) oraz dokonać aktualizacji z pomocą urpmi --auto-update - najbardziej niezawodnego, doskonałego narzędzia aktualizacyjnego w Linuksie opartym o bardzo wydajne paczki RPM. Rosa Linux, edycja Rosa Desktop Fresh jest jedną z najbardziej nowoczesnych, dopracowanych i niezawodnych dystrybucji Linuksa, najbardziej popularną w państwach BRICS, gdzie na tym systemie pracują miliony użytkowników. 

LINUX - system operacyjny podobny do wcześniejszego UNIX-a

LINKI


O twórcy systemu operacyjnego Linux poczytasz w artykule: 


O wiodącej nowoczesnej dystrybucji Rosa Linux Desktop Fresh: 


Magazyn o Linuksie - miesięcznik w języku polskim: 


Autor: o
Etykiety: , , , , , , , , , , , ,

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Subskrybuj: Komentarze do posta (Atom)