CachyOS Kernel

Ядрото на CachyOS е персонализирано ядро, което използва подобрения, конфигурации и пачове от upstream.

Характеристики

Оптимизации на производителността

Разширена компилация: Силно конфигурируем PKGBUILD с поддръжка както за GCC, така и за Clang компилатори.
Link Time Optimization (LTO): Thin LTO е активиран по подразбиране за по-добра производителност.
Profile-Guided Optimization: AutoFDO + Propeller профилиране за оптимално генериране на код (Научете повече).
Kernel Control Flow Integrity (kCFI): Налично при използване на LLVM за подобрена сигурност.
Опции за честота на таймера: Конфигурируема между 300Hz, 500Hz, 600Hz, 750Hz и 1000Hz (по подразбиране: 1000Hz).
Оптимизации за архитектура: Поддръжка за специфични компилации за x86-64-v3, x86-64-v4 и AMD Zen4.
Компилаторни оптимизации: Разширени GCC флагове като -fivopts и -fmodulo-sched.

Подобрения на процесора

Множество планировчици (schedulers): BORE, EEVDF и BMQ планировчици за оптимизация на различни натоварвания.
Подобрения на AMD P-State: Поддръжка на Preferred Core и най-новите подобрения на amd-pstate от linux-next.
Поддръжка в реално време: Налични RT компилации на ядрото с интеграция на BORE scheduler.
CachyOS Sauce: Персонализирана CONFIG_CACHY конфигурация с настройки на планировчика и системни туинкове.
Нисколатентни оптимизации: Пачове за подобрена отзивчивост и намален джитър.

Файлова система и памет

ZFS поддръжка: Вградена поддръжка на ZFS файлова система с предварително компилирани модули.
NVIDIA интеграция:
- Модули на собствените драйвери на NVIDIA с пачове.
- Поддръжка на драйверите с отворен код на NVIDIA.
- Готови за използване модули в хранилището.
Подобрения на I/O планировчици:
- Подобрена производителност на BFQ и mq-deadline.
- Поддръжка на алтернативен I/O scheduler ADIOS.
Управление на паметта:
- Пач le9uo за предотвратяване на page thrashing при натоварване на паметта.
- Туинкове за управление на паметта от Zen-kernel (компакция, оптимизация на водния маркер).

Допълнителни характеристики

Хардуерна поддръжка

Игри хардуер: Пачове за Steam Deck (аудио, HW quirks, HID) и поддръжка на ROG Ally.
Apple хардуер: Поддръжката за T2 MacBook е включена по подразбиране.
ASUS хардуер: Разширени пачове за съвместимост с ASUS хардуер.
Графика: Активирана HDR поддръжка, override на минималната мощност на AMDGPU (amdgpu_ignore_min_pcap).

Системни подобрения

Мултимедия: Модулите v4l2loopback са включени по подразбиране.
Виртуализация: ACS Override поддръжка за VFIO/GPU passthrough.
Интеграция с upstream: Избрани пачове от Clear Linux и linux-next.

Разни

Ядрото на CachyOS има и някои други забележителни характеристики, които са фини, но подобряват потребителското изживяване:

Включва debug вариант на ядрото, който предоставя unstripped kernel binary за debugging цели. Този пакет е необходим за профилиране на ядрото с AutoFDO.
Binder, модулът, необходим за Waydroid, е активиран по подразбиране в конфигурацията на ядрото и вече е настроен.

Варианти

CachyOS предлага разнообразие от опции за ядра. Всички ядра, които предоставяме, са с CachyOS Base Patchset. За всяко от ядрата съществува съответен -lto вариант, който е компилиран с clang вместо с GCC.

linux-cachyos
- Ядрото по подразбиране. Това е препоръчителното ядро, ако не сте сигурни кое да използвате.
- 1000Hz tickrate за подобрена отзивчивост.
- Компилирано с Clang и ThinLTO.
- Профилирано с наш собствен AutoFDO профил за подобрена производителност. Скриптът, използван за профилиране на ядрото.
linux-cachyos-bore
- Използва BORE scheduler.
linux-cachyos-bmq
- Използва BMQ scheduler от Project C на Alfred Chen.
  - Не поддържа sched-ext.
linux-cachyos-deckify
- Ядрото по подразбиране за преносими устройства. Не се препоръчва и не се поддържа използването на друго ядро на такива устройства.
- Използва BORE scheduler.
- Специфични за преносимите устройства пачове върху основния набор от пачове за подобряване на съвместимостта и цялостното изживяване на такива устройства.
linux-cachyos-eevdf
- Настройва планировчика на ядрото по подразбиране за подобрена отзивчивост.
linux-cachyos-lts
- Базирано на най-новото Long Term Support ядро.
- Използва BORE scheduler.
- Минимално пачвано в сравнение с други ядра, за да се гарантира максимална стабилност.
linux-cachyos-hardened
- Използва BORE scheduler.
- Включва linux-hardened набор от пачове.
- Конфигурацията на ядрото е базирана на linux-hardened config.
  - Съдържа много агресивно засилване на сигурността, което значително потиска производителността и потребителското изживяване.
  - Не поддържа sched-ext.
linux-cachyos-rc
- Базирано на най-новото mainline ядро от дървото на Linus.
- Използва BORE scheduler.
- Основното ядро за въвеждане на нови функции в нашия набор от пачове.
linux-cachyos-server
- Настроено за сървърни натоварвания в сравнение с десктоп употреба.
  - 300Hz tickrate.
  - Без предимство (no preemption).
  - Стандартен EEVDF.
linux-cachyos-rt-bore
- Превантивност в реално време (Real-time preemption).
- Използва BORE scheduler.

Моля, отворете проблем в linux-cachyos GitHub за предложения и подобрения, които могат да бъдат добавени към ядрото по подразбиране.

Конвенция за именуване на пакети

linux-cachyos # Базов пакет на ядрото за ядрото по подразбиране. Компилиран с Clang и ThinLTO
linux-cachyos-hardened # Базов пакет на ядрото за hardened ядрото. Компилиран с GCC
linux-cachyos-hardened-lto # clang-компилиран аналог на linux-cachyos-hardened
linux-cachyos-hardened-{,lto-}headers
linux-cachyos-hardened-{,lto-}nvidia
linux-cachyos-hardened-{,lto-}nvidia-open
linux-cachyos-hardened-{,lto-}zfs
linux-cachyos-hardened-{,lto-}dbg

Предварително компилирани модули на ядрото

За да обслужва по-голяма потребителска база, CachyOS предоставя някои добре познати и често използвани модули на ядрото заедно с ядрото. Това означава, че потребителите вече няма да трябва да прекомпилират тези модули след всяка актуализация на ядрото или при всяка нова инсталация на ядро, а просто ще трябва да ги инсталират от хранилището, тъй като те вече са предварително компилирани. Това прави излишни всички -dkms пакети, които потребителят може да има и които предоставят същия модул като предварително компилираната версия.

ZFS

ZFS е една от многото файлови системи, поддържани в CachyOS. Поради лицензирането си под CDDL, тя е несъвместима с лиценза на ядрото на Linux и следователно не може да бъде включена в дървото. Предоставеният модул включва най-новите функции и корекции от upstream, за да осигури съвместимост с най-новото ядро.

NVIDIA

CachyOS ships both precompiled versions of the close-sourced and open-sourced kernel modules. Due to the development of NVIDIA’s kernel module being out-of-tree and thus does not follow the kernel’s release cadence, the stock configuration can sometimes be incompatible with the latest kernel. As a workaround, CachyOS patches the modules with community-created patches or patches shared by NVIDIA directly.

ЧЗВ

Защо AutoFDO не се използва за всички останали варианти на ядрото?

Тъй като изграждането му е скъпо – то изисква изграждане на ядрото два пъти, което води до повече време и ресурси, посветени на компилацията. Процесът на изграждане на ядро с AutoFDO включва следните стъпки:

Изграждане на ядрото с активирани AutoFDO и debugging възможности.
Създаване на профил, което означава изпълнение на работни натоварвания, за да се съберат профилиращи данни за възможните оптимизации.
Преизграждане на ядрото с AutoFDO профила.

Поради това AutoFDO присъства само в linux-cachyos вариант засега.

За повече информация относно AutoFDO, кликнете тук.

Подобрява ли ядрото в реално време производителността в игрите?

Не, не я подобрява. Ядрото в реално време прави много повече код превантивен в сравнение с нормално превантивно (PREEMPT) ядро. Това означава, че много повече задачи (включително игрови процеси) често биват прекъсвани и принудително отстъпват системни ресурси, което води до по-лоша производителност.