100. Folge – im Fernsehen erreichen gemeinhin nur Heimatserien wie "Der Bergdoktor" dieses Jubiläum. Dass einer (seit 2005) zweimonatlichen Serie in einer Zeitschrift dies gelingt, ist selten. Die "Kern-Technik" geht auf Zeitreise in eigener Sache.
Nach einem Kernel-Crash sammelt Linux noch im Todeskampf emsig Informationen zum Tathergang. Nur – wohin mit dem Vermächtnis, wenn schon alles verwüstet ist? Das virtuelle Filesystem Pstore hat als letzter Begleiter stets ein offenes Ohr.
Über die Hardware-basierten Sicherheitslücken Spectre 1 und Spectre 2 holen sich Angreifer per Javascript Passwörter aus dem Browsercache. Mit einem Trampolinsprung versucht Linux die Anwender davor zu schützen – so gut es eben geht.
In Kenntnis von Meltdown greift der unprivilegierte Code von Crackern schonungslos auf den geschützten Kernelspace zu. Gepatchte Linux-Systeme setzen der Hardware-Sicherheitslücke Software-seitig die Kernel Pagetable Isolation (KPTI) entgegen. Diese Kern-Technik erklärt beides.
An Kernelthreads herrscht in modernen Linux-Systemen wahrlich kein Mangel, wohl aber an brauchbarer Dokumentation dazu. Dem misslichen Umstand begegnet diese "Kern-Technik"-Folge, indem sie die Tasks systematisch erfasst und verstehbar macht, die fürs Speichermanagement zuständig sind.
Weit über 100 Kernelthreads treiben ihr Wesen auf jedem normalen Linux-System. Das Gewusel wirft Fragen auf, die zu beantworten sich diese Kern-Technik zur Aufgabe macht. Um das Credo gleich vorwegzunehmen: Masse ist hier ausnahmsweise Klasse.
Secure Boot erwartet einen digital unterschriebenen Kernel. Eigene Module und Treiber von Drittanbietern lassen sich allerdings nur mit Nachhilfe laden. Außerdem hat Microsoft die Finger im Spiel.
In Device Trees lagern Hardware-Spezifikationen, damit die Treiber beim Booten erfahren, worum sie sich kümmern müssen. Wegen der Aufsteckboards für Raspberry & Co. legen die Entwickler nun dynamische Device Trees nach, die lange nach dem Booten Peripherie-Neuankömmlinge willkommen heißen.
Viele Schreibzugriffe und hartes Stromabschalten mögen Flashspeicher gar nicht gerne. Wer der SD-Karte seines Raspberry Pi ein langes Leben schenken und Anwendungen und Anwender trotzdem nicht reglementieren will, garniert sein Himbeertörtchen mit einem Overlay-Filesystem. Hier die Backanleitung.
Geschichtete Dateisysteme bilden eine wichtige Basistechnik für Container und verhelfen dem Flashspeicher von eingebetteten Systemen zu längerem Leben. Ihre jetzige Reife und Einsatzfähigkeit haben sie erst nach Jahrzehnten der Entwicklung erreicht – warum das so ist, erklärt die Kern-Technik.
Wenn Linux anhand des Precision Time Protocol an der Uhr dreht, schmilzt der Gangfehler zwischen zwei synchronisierten Geräten mindestens auf den millionsten Teil vom Flügelschlag eines Kolibris. Welcher Code für die viele Pünktlichkeit sorgt und wozu das gut ist, erklärt die Kern-Technik.
Die Raspberry Pi Foundation sorgt dafür, dass auf der Version 3 ihres Minirechners ein 32-Bit-Linux startet – und das, obwohl der neue Raspberry eine reinrassige 64-Bit-CPU besitzt. Echte Linux-Kern-Techniker lässt die angezogene Handbremse nicht ruhen.
Mit Kernel 4.8 stellt Linus Torvalds die Kerneldokumentation auf die leichtgewichtige Markup-Sprache Restructuredtext um. Das Ganze ist kein fauler Kompromiss, sondern soll bei gleichem oder gar geringerem Dokumentationsaufwand im Quelltext bessere Ergebnisse liefern.
Zeit exakt zu messen und definierte Pausen zu verordnen, das gehört zum Wesen von Realtime-Betriebssystemen. Aber auch universelle Betriebssysteme brauchen gute Timer- und Delay-Prozeduren. Welche Funktionen mit welcher Auflösung und Genauigkeit Linux bietet, ist Thema dieser Kern-Technik.
Beim DMA-Transfer klemmt sich die CPU vom Bus ab und überlässt einem DMA-Controller die Regie, der Datenblöcke effizienter kopiert als sie selbst. Der Programmierer muss etwas Basiswissen über Speicherverwaltung, Adressvarianten und Cache-Kohärenz vorweisen. Nach dieser Kern-Technik kann er das.
