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Zwar ist auch diesmal wieder der meiste Code in der Grafikabteilung gelandet, von den Verbesserungen an Kernel 4.13 profitieren aber auch Dateisysteme und die Energieverwaltung.

Im ersten Release Candidate von Linux 4.13 dominieren einmal mehr die Headerdateien des AMDGPU-Treibers. Ansonsten sieht Kernel-Chef Linus Torvalds “zwei Drittel Treiber und ein Drittel der Rest” [1]. Ungewöhnlich sei höchstens, dass die Dokumentation einen Großteil dieses Rests einnehme.

Mehr unterbringen

Das schon in Linux 4.11 integrierte Statx, das neue Systemaufrufe für Datei-Informationen bereitstellt, unterstützen ab sofort auch Btr-FS sowie die für Flashspeicher konzipierten Dateisysteme Ubi-FS (Unsorted Block Image Filesystem) und F2FS. Letzteres beherrscht nun zudem Benutzer- und Gruppen-Quotas.

Am Dateisystem Ext 4 hat sich diesmal einiges getan (Abbildung 1). Die Obergrenze für Einträge in einem einzelnen Verzeichnis stieg von etwa zehn Millionen auf etwa zwei Milliarden. Das ist besonders für verteilte Dateisysteme wichtig. Der Code für die als Largedir bezeichnete Erweiterung kam von den Lustre-Entwicklern. Wer tatsächlich so viele Dateien in einem Ordner unterbringt, muss laut den Ext-4-Hackern aber mit Leistungseinbrüchen rechnen [2].

Abbildung 1: Für große Dateien baut Ext 4 eine Baumstruktur auf, die Obergrenze für Dateien pro Verzeichnis ist nun deutlich gestiegen.

Erweiterte Attribute (Extended Attributs) speichert Ext 4 künftig in einem eigenen Inode von bis zu 64 KByte. Zusätzlich lassen sich identische Attribute deduplizieren. Die Zusammenlegung spart Speicherplatz und erhöht auch die Leistung, da Ext 4 weniger Daten puffern muss.

Länger leben

Auch wer SSDs mit der Discard-Option einbindet, darf sich über mehr Leistung freuen, denn Ext 4 arbeitet Discard-Aktionen künftig parallel ab. Die bei dem Vorgang freigeräumten Blöcke meldet Ext 4 dem System deutlich schneller.

F2FS und Ext 4 nutzen nun nicht mehr nur eine 256-Bit-AES-Verschlüsselung, sondern dank einer Fscrypt-Neuerung bei Bedarf auch 128-Bit-AES, um mit weniger leistungsfähigen Prozessoren – etwa auf eingebetteten Systemen – effizienter zu chiffrieren.

Für mehr Geschwindigkeit sorgen auch die Lifetime Hints des Blocklayer-Treibers. Anwendungen informieren den Kernel darüber, wie lange ihre zu speichernden Dateien voraussichtlich auf NVMe-Datenträgern verbleiben. Der Blocklayer-Treiber sucht dann auf dem Datenträger einen möglichst günstigen Platz für diese Dateien.

Künftig soll sich der Treiber auch darum kümmern, dass Datenträger anstelle der bisherigen IO-Fehler verständlichere Fehlermeldungen an Dateisysteme oder Anwendungen schicken. Für präzisere Fehlercodes hat sich Entwickler Christoph Hellwig an anderen üblichen Codes orientiert. Ein LWN-Artikel [3] erläutert die Hintergründe.

Ansonsten haben die Kernelentwickler die Vergabe von Universally Unique Identifiers (UUIDs) auf zwei Typen konsolidiert, viele Funktionen zusammengefasst und diverse Subsysteme an das neue API angepasst. Anwendern bleiben diese Änderungen aber meist verborgen.

Ruhiger schlafen

Um zu entscheiden, wann er den Prozessor in welchen Schlafmodus schicken soll, holt sich der Kernel nun Rat per Next-interrupt Prediction. Der Algorithmus soll besser voraussagen, wann Peripheriegeräte sich per IRQ melden. Für die PCI-ACPI-Infrastruktur, über die Geräte das System aus dem Schlafmodus reißen, gibt es zudem Optimierungen.

Die aktuelle CPU-Frequenz exportieren x86-Systeme nicht mehr nach »/proc/cpuinfo«, da die Informationen zu unzuverlässig seien. Künftig verwaltet Sys-FS diese Werte, und zwar auch unabhängig davon, welcher Cpufreq-Treiber zum Einsatz kommt. Daneben haben die Entwickler den Treiber für Intels P-States überarbeitet und verbessert.

Apropos ACPI: Das in Linux bereits verwendete Windows Management Instrumentation (WMI) bekommt jetzt einen eigenen Bus. WMI soll vor allem Informationen bestimmter Hardware aus der ACPI-Tabelle des Bios auslesen. Diese Informationen decken in erster Linie spezielle Funktionen von Laptops ab. Treiber greifen darauf zu, um die Helligkeit zu steuern oder spezielle Tastaturbefehle bereitzustellen.

Canonicals großes Update für das Sicherheits-Framework Apparmor landet nach einigem Hin und Her endlich im Kernel. Zu den neuen Funktionen gehören etwa symbolische Links für Security-FS sowie die Möglichkeit des Domain Labeling.

Schöner schauen

Was einer ordentlichen Unterstützung für AMD Vega fehlt, das ist AMDs DC-Code (Display Core). Nach wie vor verweigert die Kernel-Community dessen Aufnahme. Nur damit lassen sich aber HDMI-Audio, Kernel-gesteuerte Bildschirmauflösungen und überhaupt die Ausgabe auf dem Bildschirm realisieren. In der Beschreibung zum jetzt eingereichten Code fehlt weiterhin ein Hinweis darauf, ob und wann das geschehen wird. Nebenbei haben die Entwickler Funktionen des Treibers verbessert, etwa den Direct Rendering Manager (DRM).

In den Intel-Treibern stecken nur kleine Korrekturen für aktuelle Chips, aber auch Code für die kommenden Coffee-Lake-Prozessoren. Die sollen in den nächsten Monaten erscheinen. Auch für die Grafikeinheit des für Ultrabooks und 2-in-1-Geräten gedachten Prozessors Cannon Lake bringt der aktuelle Linux-Kernel unterstützenden Code mit.

Neuere Nvidia-Grafikchips erhalten über den freien Nouveau-Treiber Support für stereoskopisches 3-D. Indem der DRM-Kern die Aktivitäten zwischen GPU und Anwendungen synchronisiert, unterstützt er das Vulkan-API besser. Nicht zuletzt kennt der VC4-Treiber für den Raspberry Pi nun einige Funktionen mehr.

Bleibt es bei der traditionellen sechswöchigen Testphase für den Kernel, dann wird die finale Version von Linux 4.13 wohl Ende September 2017 erscheinen. Die aktuelle Testversion wartet wie gewohnt auf Kernel.org.