Linux 4.19: Eleganterer Systemstart und längere Akkulaufzeit Update

Linux-Kernel 4.19

Trends & News | Kernel-Log

Linux 4.19 ermöglicht einen geschmeidigeren Boot-Prozess. Außerdem unterstützt es Apple Magic Keyboards besser und eine weitere Sound-Blaster-Karte.

Das am 15. oder 22. Oktober erwartete Linux 4.19 enthält einige Änderungen, mit denen Linux-Distributionen den Startprozess verschönern können. Neu dabei ist auch ein Grafiktreiber für die von Linus Torvalds ersehnten Notebooks mit ARM-Prozessor von Qualcomm. Eine Reihe von Systemen mit Thunderbolt-Controller, Radeon-GPUs oder Realtek-Netzwerkchips dürften mit dem neuen Kernel sparsamer laufen. Unter zahlreichen neuen Treibern sind welche für Apple-Tastaturen, Soundkarten von Creative und die Drehregler, die Dell und Microsoft in zwei All-in-one-PCs verwenden.

Linux 4.19 ermöglicht einen ästhetischen Startprozess, indem es harte, durch Auflösungswechsel oder Statusausgaben erzeugte Brüche zu vermeiden versucht. Letztlich sollen Distributionen damit den Bootprozess ähnlich schick und geschmeidig gestalten können, wie es Mac-User seit langem gewöhnt sind; das Ganze dürfte in der Praxis aber mehr dem Windows-Boot via UEFI ähneln.

Das ermöglichen Änderungen, durch die das früh beim Booten initialisierte Framebuffer-Subsystem des Kernels nur dann an der Bildschirmkonfiguration dreht oder irgendwas darstellt, wenn es irgendwelche Informationen auszugeben gibt ("deferred console takeover"). Das sollte nur bei Warnungen oder Fehlern der Fall sein, wenn der Kernel mit der Option quiet startet, wie es bei vielen Distributionen seit Jahren der Fall ist. Stattdessen wird weiter das Logo ausgegeben, das das UEFI-BIOS am Ende des Selbsttests angezeigt hat. Während der Grundinitialisierung des Kernels wird schließlich irgendwann der Grafiktreiber des Kernels geladen, der sich im Idealfall ebenfalls ein Ändern der Bildschirmauflösung spart, wenn das UEFI-BIOS diese schon optimal eingestellt hat. Das gleiche gilt für den Wechsel zum später gestarteten Anmeldemanager, der dadurch sanft einblenden kann.

Wie so ein geschmeidiger Boot-Prozess aussehen kann, zeigt der Entwickler der Änderungen in einem Video: Nach dem Power-on-Self-Test (POST) des BIOS bleibt das Hersteller-Logo während der Initialisierung der Linux-Distribution stehen, an deren Ende das Bild dann fließend zum Anmeldemanager überblendet. Es ist eines von vier Videos, die der Entwickler im Home-Office mit dem eigenen Smartphone aufgenommen hat. Er arbeitet darauf hin, mit diesen und weiteren Änderungen den Boot-Prozess des im Oktober erwarteten Fedora 29 zu verschönern; daher soll sich der Boot-Manager dort in vielen Fällen standardmäßig nicht zeigen, solange man nicht Shift festhält oder Tasten wie Esc oder F8 drückt. Das Ganze klappt aber nur unter bestimmten Bedingungen, denn neben dem UEFI-BIOS muss auch der Grafiktreiber des Kernels mitspielen. So richtig flutschen dürfte es fürs Erste wohl nur mit modernen Intel-Chips, denn beim für sie zuständigen Treiber haben die Entwickler in den vergangenen Jahren bereits allerlei Vorarbeit geleistet, um einen schickeren Boot-Prozess zu ermöglichen.

Der Amgpu-Treiber unterstützt die Stromsparfunktionen einiger Radeon-GPUs jetzt besser. (Bild: git.kernel.org – 54dbe75bbf1e)

Manche Systeme mit AMDs Radeon-Grafikprozessoren dürften mit dem neuen Kernel im Leerlauf weniger Strom verbrauchen. Das ist mehreren Schwüngen von Änderungen zu verdanken, durch die AMDs Treiber Amdgpu die zur Laufzeit nutzbaren Stromsparfunktionen bei verschiedenen Radon-GPU-Generationen und Konfigurationsvarianten jetzt besser unterstützt.

Einige Verbesserungen am Treiber Amdkfd sorgen dafür, dass sich AMDs GPGPU-Lösung ROCm nun auch mit Prozessoren der Raven-Generation verwenden lässt.

Nach einigen Vorarbeiten bei vorangegangenen Kernel-Versionen unterstützt Intels Grafiktreiber i915 nun die GPU einer neuen Generation von Mobil- und Desktop-Prozessoren, die den Codenamen Icelake trägt.

Neu dabei ist der "Virtual KMS Driver" Vkms. Er emuliert Geräte, wie sie Kernel-Grafiktreiber für echte GPUs bereitstellen, damit Kernel, X-Server, Wayland Compositor und Anwendungen darüber Bilder ausgeben können. Derzeit ist der Treiber vor allem für Testzwecke ausgelegt; laut einem der Entwickler sind aber Erweiterungen angedacht, um aus der Ferne die Grafikausgaben von Servern abzugreifen, die "Headless" laufen und daher keine Grafikausgabe ermöglichen.

Wie gewohnt gab es Hunderte Änderungen allein bei den Grafiktreibern (Bild: git.kernel.org – 54dbe75bbf1e )

Eine Reihe weitere Neuerungen an Grafiktreibern nennt der Kommentar eines Git-Merges, der den Hauptschwung der Änderungen enthielt, die für 4.19 an Grafiktreibern vorgenommen wurden. Einige weitere Neuerungen nennt der Git-Merge zu den wichtigsten Änderungen am Framebuffer-Support.

Der Linux-Kernel unterstützt jetzt die Grafikeinheit des Qualcomm-Prozessors Snapdragon 845 (SDM845). Dieser ist unter anderem für einige mit Windows ausgelieferten ARM-Notebooks gedacht, die mit modernen AMD- und Intel-Notebooks zu konkurrieren versuchen. Erste Erweiterungen zum Support dieses SoC (System-on-Chip) waren bereits in Linux 4.18 eingeflossen, was Linus Torvalds interessiert hat aufhorchen lassen: Der Linux-Erfinder hofft schon länger auf Notebooks mit ARM-Prozessoren, die eine halbwegs mit x86-Geräten vergleichbare Leistung liefern und zugleich ordentlich von Linux unterstützt werden.

Das die Mobile Display Sub System (MDSS) genannte Grafik des Snapdragon 845 unterstützt wird, ist zum Einen einigen Erweiterungen zu verdanken, durch die der Kernel-Treiber MSM jetzt auch Qualcomm-Adreno-Grafikprozessoren der 600er-Reihe unterstützt. Dieser Treiber gehört zur Grafiktreiberfamilie Freedreno, zu der auch ein auf dem Kernel-Treiber aufsetzender OpenGL-Treiber in Mesa gehört, mit dem sich die 3D-Beschleunigung nutzen lässt. Dieser wird die Adreno-6xx-GPUs bald unterstützen, denn die dazu nötigen Erweiterungen sind jüngst in den Entwicklerzweig der Grafikbibliothek und 3D-Treibersammlung eingeflossen, aus dem im November oder Dezember die Version 18.3 hervorgehen dürfte.

Linux 4.19 unterstützt die Grafikhardware des Snapdragon 845. (Bild: git.kernel.org – 25fdd5933e4c )

Zum Anderen ist der Kernel-Support für die Snapdragon-845-GPU einer größeren Erweiterung zu verdanken, durch die der MSM-Treiber auch die anderen Komponenten der Grafikeinheit dieses SoCs unterstützt. Das ist nötig, weil sich Adreno-GPUs mit unterschiedlichen IP-Cores kombinieren lassen, die sich um Ausgabe des Gesamtbildes oder die Ansteuerung von Displays kümmern.

Neben dem Grafiktreiber gab es auch noch andere Verbesserungen, um die Unterstützung für den Snapdragon 845 zu verbessern – darunter etwa ein Soundtreiber für den SDM845.

So manch Notebook, PC und Server mit einem Gigabit-Netzwerkchip von Realtek wird mit Linux 4.19 sparsamer laufen. Das ist einigen Änderungen zu verdanken (u.a. 1, 2, 3), durch die der für diese Chips zuständige Treiber R8169 die PCIe-Stromspartechnik ASPM (Active State Power Management) jetzt in vielen Systemen standardmäßig aktiviert. Durch diese können der Chip samt seiner PCIe-Anbindung in sparsamere Modi schalten und im Idealfall sogar weitgehend schlafen gehen, wenn es wenig oder nichts zu tun gibt.

Diese kleine Änderung dürfte auf vielen Systemen mehr Stromsparpotenzial frei werden, als normalerweise zu erwarten wäre: Ein an den Änderungen beteiligter Entwickler hat festgestellt, dass die Intel-Prozessoren mancher mit Realtek-NICs bestückten Systeme nur dann in die tieferen und stromsparenden Schlafzustände (die "Package-C-States") wechselt, wenn ASPM im Netzwerktreiber aktiv ist – offenbar, weil alle anderen Komponenten schon tief genug schlafen, sodass nur der Realtek-Treiber das tiefere Schlafen blockiert.

Beim Gaming-Notebook Dell G3 3779 soll das Sparpotenzial durch die Änderungen beispielsweise bei 3 Watt liegen – ein Wert, durch den sich die Akkulaufzeit des Notebooks spürbar verlängern kann. Solche Realtek-Chip sitzen auch auf vielen Mainboards für Desktop-PCs oder Heimserver, daher können die Änderungen auch dort den Stromverbrauch ein wenig senken. Allerdings bergen sie auch die Gefahr von Problemen, denn die Entwickler hatten die Stromspartechnik bislang bewusst links liegen lassen, weil sie hin und wieder Probleme bereitet. Die Entwickler haben einige der Ursachen aber ausgemerzt; womöglich lauern aber noch weitere in Treibern, Firmware oder Hardware. Wer über solche stolpert, sollte die zuständigen Entwickler darüber informieren, damit diese die Macke aus der Welt schaffen oder umgehen können.

Geringeren Stromverbrauch und somit längere Akkulaufzeit verspricht auch eine Änderung am Thunderbolt-Treiber, durch die er jetzt die zur Laufzeit nutzbaren Stromsparfunktionen unterstützt.

Es gab noch zahlreiche weitere Änderungen und neue Treiber, die den Hardware-Support verbessern. Sie alle hier aufzuzählen würde den Rahmen sprengen, daher hier nur einige exemplarisch:

Das Apple Magic Keyboard mit Nummernblock wird nun unterstützt. (Bild: Apple)
Totem-Drehregler beim Dell Canvas 27. (Bild: Dell)

Viele weitere wichtige Neuerungen bei Treibern nennen die Kommentare der wichtigsten Merges bei den Subsystemen Backlight, Char, Driver Core, Input, Human Interface Devices (HID), LEDs, Media, Platform, RDMA, Sound, Staging (1, 2), TTY, USB und Watchdog. Durch diese und zahlreiche andere hier unerwähnte Verbesserungen unterstützt die neue Linux-Version über 400 Geräte oder Geräteklassen mehr als die Vorversion; bei rund 110 davon handelt es sich um PCI/PCIe- oder USB-Geräte, wie die Datenbanken der Linux Kernel Driver DataBase (LKDDb) zeigen. Ähnlich wie bei vorangegangenen Versionen bringt die neue Linux-Version den Hardware-Support so wieder einen signifikanten Schritt vorwärts.

Schrittweise aktualisierter Text zu Linux 4.19

Support für den neuen WLAN-Standard IEEE 802.11ax und Treiber die USB-WLAN-Sticks AVM FRITZ! AC 430 und 860 sind Highlights des am 15. oder 22. Oktober erwarteten Linux 4.19. Außerdem wird der neue Kernel auch 32-Bit-x86-Systeme vor der Anfang Januar bekanntgewordenen Prozessor-Sicherheitslücke Meltdown schützen. Neu dabei ist auch ein Treiber für den Grafikchip einiger mit Windows ausgelieferten ARM-Notebooks, die bei Linus Torvalds die Hoffnung auf ein alltagstaugliches und halbwegs leistungsstarkes ARM-Notebook geweckt haben. Linux 4.19 wird zudem ein Longterm-Kernel sein, der mindestens zwei Jahre gepflegt wird.

Diese und weitere Neuerungen von Linux 4.19 sind seit Ende August absehbar, als Linus Torvalds die erste Vorabversion dieser Kernel-Version freigegeben hat. Damit hat er die "Merge Window" genannte Phase des Entwicklungszyklus abgeschlossen, in der er alle wesentlichen Umbauten für eine neue Kernel-Version vornimmt. Größere, erwähnenswerte Änderungen erfolgen danach nur in Ausnahmefällen; es passiert auch nur äußerst selten, dass die Entwickler eine umfangreichere, im Merge Window integrierte Änderung vor der Fertigstellung deaktivieren oder gar entfernen.

Das Kernel-Log der c't kann daher bereits jetzt die Neuerungen der nächsten Linux-Version in einem detaillierten Text beschreiben. Er wird zwischen Erstpublikation und der Fertigstellung des neuen Kernels mehrfach erweitert, um die wesentlichen Änderungen der verschiedenen Kernel-Bereiche schrittweise in leichter handhabbaren Mengen zu beschreiben.

Der Newsticker von heise online und der Twitter-Account @kernellog erwähnt größere Erweiterungen des Textes zum neuen Linux-Kernel. Diese finden Sie immer auf der ersten Artikelseite; ältere Textpassagen finden Sie auf den folgenden Seiten. Details zur Versionshistorie des Artikels liefert das Changelog am Artikelende.

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