Kernel CachyOS

O Kernel CachyOS é um kernel personalizado que utiliza melhorias, configurações e patches provenientes do upstream.

Funcionalidades

Otimizações de Desempenho

Compilação Avançada: PKGBUILD altamente personalizável com suporte para compiladores GCC e Clang.
Link Time Optimization (LTO): Thin LTO ativado por predefinição para um melhor desempenho.
Otimização Guiada por Perfil (PGO): Perfilagem AutoFDO + Propeller para uma geração de código ideal (Saber mais).
Kernel Control Flow Integrity (kCFI): Disponível ao utilizar LLVM para maior segurança.
Opções de Frequência de Temporizador (Timer): Configurável entre 300Hz, 500Hz, 600Hz, 750Hz e 1000Hz (predefinição: 1000Hz).
Otimizações de Arquitetura: Suporte para builds específicas de x86-64-v3, x86-64-v4 e AMD Zen4.
Otimizações de Compilador: Flags de GCC avançadas, incluindo -fivopts e -fmodulo-sched.

Melhorias de CPU

Múltiplos Agendadores (Schedulers): Agendadores BORE, EEVDF e BMQ para diferentes otimizações de carga de trabalho.
Melhorias AMD P-State: Suporte para “Preferred Core” e as mais recentes melhorias amd-pstate do linux-next.
Suporte Real-Time: Builds de kernel RT disponíveis com integração do agendador BORE.
CachyOS Sauce: Configuração personalizada CONFIG_CACHY com ajustes de agendador e de sistema.
Otimizações de Baixa Latência: Patches para melhor capacidade de resposta e redução de jitter.

Sistema de Ficheiros e Memória

Suporte ZFS: Suporte nativo para o sistema de ficheiros ZFS com módulos pré-compilados.
Integração NVIDIA:
- Módulos de controlador proprietário NVIDIA com patches.
- Suporte para controlador NVIDIA open-source.
- Módulos prontos a usar no repositório.
Melhorias no Agendador de I/O:
- Desempenho melhorado de BFQ e mq-deadline.
- Suporte para o agendador de I/O alternativo ADIOS.
Gestão de Memória:
- Patch le9uo para prevenir o “page thrashing” sob pressão de memória.
- Ajustes de gestão de memória do Zen-kernel (compactação, otimização de watermark).

Funcionalidades Adicionais

Suporte de Hardware

Hardware de Gaming: Patches para Steam Deck (Áudio, HW Quirks, HID) e suporte para ROG Ally.
Hardware Apple: Suporte para MacBook T2 incluído por predefinição.
Hardware ASUS: Patches de compatibilidade alargada para hardware ASUS.
Gráficos: Suporte para HDR ativado, override de min_powercap em AMDGPU (amdgpu_ignore_min_pcap).

Melhorias de Sistema

Multimédia: Módulos v4l2loopback incluídos por predefinição.
Virtualização: Suporte ACS Override para pass-through de VFIO/GPU.
Integração Upstream: Patches selecionados (cherry-picked) do Clear Linux e linux-next.

Diversos

O kernel CachyOS também possui outras funcionalidades notáveis que são subtis, mas melhoram a experiência do utilizador:

Inclui uma variante “debug” do kernel que fornece um binário não despido (unstripped) para fins de depuração. Este pacote é necessário para perfilar o kernel com AutoFDO.
Binder, o módulo necessário para o Waydroid, está ativado por predefinição na configuração do kernel e já se encontra configurado.

Variantes

O CachyOS oferece uma gama diversificada de opções de kernel. Todos os kernels que fornecemos são distribuídos com o CachyOS Base Patchset. Para cada um dos kernels, existe uma variante -lto correspondente que é compilada com clang em vez de GCC.

linux-cachyos
- O kernel predefinido. Este é o recomendado se não tiver a certeza de qual utilizar.
- Taxa de atualização (tickrate) de 1000Hz para melhor resposta.
- Compilado com Clang e ThinLTO.
- Perfilado com o nosso próprio perfil AutoFDO para melhor desempenho. Script utilizado para perfilar o kernel.
linux-cachyos-bore
- Utiliza o agendador BORE.
linux-cachyos-bmq
- Utiliza o agendador BMQ do Project C de Alfred Chen.
  - Não suporta sched-ext.
linux-cachyos-deckify
- O kernel predefinido para consolas portáteis (handhelds). Não é recomendado e não é suportado o uso de qualquer outro kernel em dispositivos portáteis.
- Utiliza o agendador BORE.
- Patches específicos para portáteis sobre o patchset base para melhorar a compatibilidade e a experiência geral nestes dispositivos.
linux-cachyos-eevdf
- Ajusta o agendador predefinido do kernel para uma melhor capacidade de resposta.
linux-cachyos-lts
- Baseado no mais recente kernel de Suporte de Longo Prazo (LTS).
- Utiliza o agendador BORE.
- Aplicados patches mínimos comparado com outros kernels para garantir a máxima estabilidade.
linux-cachyos-hardened
- Utiliza o agendador BORE.
- Inclui o patchset linux-hardened.
- Configuração do kernel baseada na configuração linux-hardened.
  - Contém endurecimento (hardening) muito agressivo que prejudica significativamente o desempenho e a experiência do utilizador.
  - Não suporta sched-ext.
linux-cachyos-rc
- Baseado no kernel “mainline” mais recente da árvore do Linus.
- Utiliza o agendador BORE.
- Kernel principal para introduzir novas funcionalidades no nosso patchset.
linux-cachyos-server
- Otimizado para cargas de trabalho de servidor em vez de uso doméstico.
  - Tickrate de 300Hz.
  - Sem preempção (No preemption).
  - EEVDF original (Stock).
linux-cachyos-rt-bore
- Preempção em tempo real (Real-time preemption).
- Utiliza o agendador BORE.

Por favor, abra um “issue” no GitHub do linux-cachyos para sugestões e melhorias que possam ser adicionadas ao kernel predefinido.

Convenção de Nomenclatura de Pacotes

linux-cachyos # Pacote base do kernel predefinido. Compilado com Clang e ThinLTO
linux-cachyos-hardened # Pacote base do kernel hardened (endurecido). Compilado com GCC
linux-cachyos-hardened-lto # Equivalente compilado com clang para o 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

Módulos de Kernel Pré-compilados

Para acomodar uma base de utilizadores mais vasta, o CachyOS distribui alguns dos módulos de kernel mais conhecidos e utilizados juntamente com o kernel. Isto significa que os utilizadores já não terão de recompilar esses módulos após cada atualização de kernel ou em cada nova instalação; bastará instalá-los a partir do repositório, uma vez que já se encontram pré-compilados. Isto torna efetivamente obsoletos quaisquer pacotes -dkms que o utilizador possa ter e que forneçam o mesmo módulo que a versão pré-compilada.

ZFS

O ZFS é um dos muitos sistemas de ficheiros suportados no CachyOS. Devido ao facto de estar licenciado sob CDDL, é incompatível com a licença do kernel Linux e, por isso, não pode ser incorporado diretamente no código-fonte (in-tree). O módulo distribuído inclui as funcionalidades e correções mais recentes do upstream para garantir a compatibilidade com o kernel mais recente.

NVIDIA

O CachyOS distribui versões pré-compiladas tanto dos módulos de kernel de código fechado como dos de código aberto. Dado que o desenvolvimento do módulo de kernel da NVIDIA é feito fora da árvore principal (out-of-tree) e, como tal, não segue o ritmo de lançamento do kernel, a configuração padrão pode por vezes ser incompatível com o kernel mais recente. Como solução, o CachyOS aplica patches aos módulos recorrendo a correções criadas pela comunidade ou partilhadas diretamente pela NVIDIA.

FAQ

Porque é que o AutoFDO não é utilizado em todas as outras variantes do kernel?

Porque a sua compilação é dispendiosa, uma vez que requer basicamente compilar o kernel duas vezes, resultando em mais tempo e recursos dedicados à compilação. O processo de compilar um kernel com AutoFDO envolve os seguintes passos:

Compilar o kernel com AutoFDO e capacidades de depuração (debugging) ativadas.
Criar um perfil, o que significa executar cargas de trabalho para recolher dados de perfilagem para as possíveis otimizações.
Recompilar o kernel com o perfil AutoFDO.

Por esse motivo, por agora, esta funcionalidade está apenas presente na variante linux-cachyos.

Para mais informações sobre o AutoFDO, clique aqui.

O kernel “realtime” melhora o desempenho em jogos?

Não, não melhora. O kernel “realtime” torna muito mais código preemptível em comparação com um kernel preemptível (PREEMPT) normal. Isto significa que muito mais tarefas (incluindo processos de jogos) são frequentemente interrompidas e forçadas a ceder recursos do sistema, resultando num desempenho pior.