Die Neuerungen von Linux 4.4

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Der Linux-Kernel 4.4 bringt Grafiktreiber für den Raspi und die 3D-Beschleunigung unter KVM mit. Neue Ansätze im Block-Layer versprechen High-End-SSDs mehr Leistung zu entlocken. Verbesserungen im Netzwerk-Subsystem sollen die Geschwindigkeit steigern und dadurch DDoS-Attacken erschweren.

Linus Torvalds hat den Linux-Kernel 4.4 freigegeben. Bei dieser Version haben die Kernel-Entwickler einige Verbesserungen an dem Treiber Virtio-Gpu vorgenommen, der mit Linux 4.2 integriert wurde. Linux-Distributionen, die in einer virtuellen Maschine unter KVM laufen, sollen über die Änderungen in Zukunft die 3D-Beschleunigung des Wirtssystems nutzen können.

Die Verbesserungen sind Teil eines über mehrere Jahre als "Virgl 3D" entwickelten Ansatzes. OpenGL-Befehle, die Anwendungen in der VM absetzen, landen bei einem 3D-Treiber der Grafikbibliothek Mesa im Gast-Linux. Dieser gibt die OpenGL-Befehle über den bei 4.4 verbesserten Virtio-Gpu-Treiber an den von KVM verwendeten Systememulator Qemu weiter, der auf dem Wirt läuft. Qemu wiederum führt die OpenGL-Befehle mit dem 3D-Treiber des Wirts aus, der dabei auf die Hardware-Beschleunigung des Grafikprozessors zurückgreift. Das Verfahren erfordert daher neben Linux 4.4 auch Mesa 11.1 im Gast; Letzteres ist kurz vor Weihnachten erschienen. Das gilt auch für Qemu 2.5, das auf dem Wirt erforderlich ist.

Virtualisierungs-Software von VMware oder VirtualBox ermöglicht schon länger eine Nutzung der 3D-Beschleunigung in Linux-VMs. Die VMware-Produkte sind allerdings proprietär und VirtualBox erfordert 3D-Treiber im Gast, die man bei vielen Distributionen mühsam nachinstallieren muss. Anders als Virgl 3D funktioniert der 3D-Support dieser beiden Virtualisierungslösungen allerdings auch in VMs mit Windows. Das gilt auch für das nach wie vor unfertige KVMGT von Intel, bei dem die Grafiktreiber im Gast direkt auf Funktionen der Intel-GPU zugreifen.

Linux bringt in Version 4.4 erstmals einen Grafiktreiber für die GPUs der Broadcom-Prozessoren mit, die auf den verschiedenen Ausführungen des Raspberry Pi sitzen. Dieser Treiber arbeitet weitgehend autark. Das ist der entscheidende Unterschied zu den Open-Source-Treibern, die bislang auf dem Raspi zum Einsatz kommen: Diese Treiber können selbst wenig und reichen viele Aufgabenan einen Grafiktreiber in der proprietären Firmware weiter.

Der neue, von Broadcom selbst vorangetriebene Treiber ermöglicht bei 4.4 allerdings keine 3D-Beschleunigung. Diese sollen Erweiterungen nachrüsten, die zur Aufnahme in Linux 4.5 vorgesehen sind. Mit dem so verbesserten Treiber kann dann eine aktualisierte Version des zu Mesa gehörenden OpenGL-Treiber VC4 die 3D-Beschleunigung unterstützen, ohne dass der Grafiktreiber der proprietären Firmware involviert ist. Auch bei Linux 4.5 wird es aber noch Funktionen geben, die die alten Treiber besser beherrschen.

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