FreeBSD

3.0-RELEASE анонсирована 13 октября 1998 года. Основное отличие от 2.2 — переход на ELF исполняемые файлы. Последний 3.5-RELEASE вышел 23 июня 2000 года.

4.0-RELEASE появилась в марте 2000 года и последняя версия 4.11 была выпущена в январе 2005 года. FreeBSD 4 была очень популярной у интернет-провайдеров и хостеров времён первого «пузыря доткомов» и считалась одной из самых стабильных и высокопроизводительных систем класса Unix.

Одним из главных недостатков FreeBSD 4 считается плохая поддержка многопроцессорных систем, особенно в режиме многопоточности.

FreeBSD 4 поставила своеобразный рекорд по продолжительности разработки одной ветки операционной системы — за пять лет было устранено большое количество ошибок и получена на редкость стабильная система.

В середине разработки FreeBSD 4 от неё отпочковался проект DragonFlyBSD, основатели которого поставили своей целью серьёзную оптимизацию ядра для высоконагруженных систем, в частности лучшую поддержку многопроцессорности (уменьшение времени, необходимого для переключения потоков и пр.).

Через 3 года разработки, в январе 2003 года, была выпущена долгожданная версия 5.0-RELEASE. Эта версия предоставляла расширенную поддержку многопроцессорности и многопоточности, а также поддержку платформ UltraSPARC и IA-64.

Наибольшие архитектурные изменения в FreeBSD 5 — это изменение механизма блокировки на нижнем уровне ядра, чтобы улучшить поддержку многопроцессорных SMP-систем. Это освободило большую часть ядра от так называемой «гигантской блокировки» (Giant lock). Теперь в ядре появилась возможность выполнять более одной задачи одновременно. Другим важным изменением была реализация «родной» поддержки многопоточности типа M:N под названием Kernel Scheduled Entities (KSE). Начиная с FreeBSD 5.3, эта реализация потоков была установлена по умолчанию, пока не была заменена на реализацию модели 1:1 во FreeBSD 7.

Во FreeBSD 5 была серьёзно изменена система блочного ввода-вывода посредством введения модульной структурной системы преобразования запросов ввода-вывода GEOM (внесённой Poul-Henning Kamp). GEOM даёт возможность создавать различную функциональность, такую как зеркалирование (mirroring) или шифрование (модули GBDE и GELI).

Версии 5.4 и 5.5 были признаны стабильными и высокопроизводительными, но более ранние версии не годились для использования в рабочих условиях. Более новые версии 3BSD не поддерживают оригинальный процессор Intel 80386, они поддерживаются только во FreeBSD 5.X и более ранних версиях (FreeBSD 5.2-RELEASE и более поздние не поддерживают процессор 80386SX). Следует заметить, что ядро GENERIC поддерживает процессоры 80386 только во FreeBSD 4.X и более ранних версиях.

FreeBSD 6.0 была выпущена 4 ноября 2005 года. 11 ноября 2008 года была выпущена версия 6.4. Эти версии являются продолжением оптимизации поддержки SMP и многопоточности вкупе с расширенной поддержкой стандарта 802.11, записью событий безопасности проекта TrustedBSD, серьёзными улучшениями производительности сетевой подсистемы. Основное достижение этого релиза — исключение «гигантской блокировки» (Giant lock) из виртуальной файловой подсистемы (VFS), реализация дополнительной, более производительной поддержки многопоточности (libthr) с моделью 1:1, и добавление OpenBSM — первичного модуля безопасности, который был создан проектом TrustedBSD.

FreeBSD 7.0 выпущена 27 февраля 2008 года. 5 января 2009 года вышла версия 7.1. Новое в этой ветке включает в себя:

• оптимизированный сетевой протокол транспортного уровня SCTP,
• экспериментальная адаптированная версия файловой системы ZFS (разработанной компанией Sun),
• компилятор GCC4.2,
• базовая поддержка платформы ARM,
• новый менеджер памяти jemalloc, оптимизированный для параллельных вычислений[28],
• большие изменения и оптимизации подсистем работы с сетями, аудиоустройствами и SMP-системами[29],

Новая система показала значительные улучшения в скорости по сравнению с предыдущими версиями и системой Linux[30].

4 мая 2009 года вышла версия 7.2. Нововведения в этой версии:

• поддержка семейства процессоров UltraSPARC III (Cheetah) и SPARC64;
• возможность назначения нескольких IPv4- и IPv6-адресов каждой клетке — виртуальной машине Jail;
• реализация техники Superpages, прозрачного объединения страниц памяти для приложений;
• увеличенное до 6 Гб адресное пространство ядра для 64-разрядных процессоров;
• включена поддержка множественных таблиц маршрутизации, в том числе для клеток;
• улучшена совместимость в работе 32-разрядных клеток в 64-разрядном окружении;
• из NetBSD портирован демон btpand с реализацией поддержки профилей Bluetooth Network Access Point (NAP), Group Ad-hoc Network (GN) и Personal Area Network User (PANU);
• добавлен новый драйвер sdhci с поддержкой PCI-SD хост-контроллеров (кардридеров);
• обновлён модуль ядра DRM (Direct Rendering Manager) в котором улучшена поддержка графических процессоров (GPU) AMD/ATI, XGI, Intel;
• обновлены драйверы сетевых и дисковых устройств.

На сегодняшний день уже разработаны видеодрайверы NVIDIA для 64-разрядной архитектуры AMD64. Окончательная адаптация файловой системы ZFS v.13 для этой ветки почти завершена[31].

24 января 2011 года вышла версия 7.4.

Поддержка ветки FreeBSD 7 истекла 28 февраля 2013 года

О выходе релиза FreeBSD 8.0 было объявлено 25 ноября 2009 года[32]. Среди нововведений в этой версии можно отметить:

• экспериментальная поддержка MIPS, основанная на разработках Juniper Networks.
• практически неограниченная масштабируемость SMP значительно способствует быстродействию на 16-ядерных системах.
• масштабируемость файловой системы как результат использования блокировки виртуальной файловой системы (VFS).
• работа расширяемой системы безопасности ядра (MAC Framework) из коробки.
• переписанную подсистему USB с улучшенным быстродействием и поддержкой новых устройств. Добавлена поддержка USB-target.
• ZFS более не находится в экспериментальном статусе.

Кроме того, следует отметить:

• Реализован новый контейнер виртуализации, названный «vimage». vimage — это jail с виртуализированным сетевым стеком и может быть создан с помощью команды jail(8)
• Подсистема ipsec(4) теперь поддерживает NAT-Traversal (RFC 3948).
• Поддерживаемые версии GNOME desktop environment (x11/gnome2) и KDE desktop environment (x11/kde4) были обновлены до 2.26.3 и 4.3.1 соответственно.

Стабильная ветка разработки 8-STABLE постоянно развивается, в неё постепенно вливается проверенный и отлаженный код из экспериментальной ветки разработки. Продолжается улучшение надёжности и быстродействия файловых систем UFS2 и ZFS, перерабатывается код протокола сетевого доступа NFS с целью реализации всех возможностей NFSv4.

FreeBSD 9.0 выпущена 12 января 2012 года. Основные изменения:

• Переход на новый модульный инсталлятор BSDInstall
• Интеграция в систему LLVM[33] 3.0/Clang 3.0 для постепенной замены устаревшей версии GCC 4.2.2 в базовой системе
• В DTrace реализованы модули для трассировки 32-разрядных системных вызовов linux32 и freebsd32 на 64-разрядной платформе FreeBSD [amd64]
• Новая реализация программного RAID graid для замены устаревшей подсистемы ataraid
• Дисковая подсистема ATA/SATA по умолчанию заменена на реализацию на базе CAM (Common Access Method)
• Интеграция системы репликации устройств хранения данных HAST
• Для UFS2 техника мягких обновлений (Soft Updates) дополнена технологией журналирования для быстрого восстановления файловой системы после сбоёв
• Файловая система UFS2 стала поддерживать операцию TRIM для SSD
• Обновление ZFS до версии 28
• Начальная поддержка архитектуры NUMA в подсистемах управления памятью
• Интеграция в базовую систему Infiniband-стека OFED (OpenFabrics Enterprise Distribution)
• Добавлены новые 10Gb Ethernet-драйверы
• Универсальный USB-драйвер с поддержкой протоколов USB 3.0/2.0/1.1/1.0
• Обеспечена поддержка пяти новых алгоритмов для контроля перегрузки в TCP-стеке
• Обеспечена возможность использования только IPv6 в TCP-стеке базовой системы и в портированных приложениях
• Поддержка сетевого протокола NFSv4
• Новый механизм изоляции выполнения приложений Capsicum
• Реализация интерфейса управления ресурсами RCTL (Hierarchical Resource Limits) в том числе и для Jail
• Графические среды GNOME версии 2.32.1, KDE версии 4.7.3
• Возможен запуск и работа FreeBSD на игровых приставках Sony PlayStation 3

FreeBSD 9.1 выпущена 31 декабря 2012 года. Основные отличия от FreeBSD 9.0:

• новые драйверы Intel GPU с поддержкой GEM/KMS
• netmap(4) быстрое пользовательское пространство пакетов системы ввода-вывода
• в ZFS улучшения от проекта illumos
• CAM Target Layer (CTL), диск и процессор эмулируются подсистемой
• выборочный новый C++11 стек, включающий LLVM libc++ и libcxxrt
• Jail devfs, nullfs, zfs поддержка монтирования и конфигурации файлов
• POSIX2008 расширение локальной поддержки, включающие совместимость с расширениями Darwin
• oce(4) драйверы для Emulex OneConnect 10Gbit сетевых карт
• sfxge(4) драйверы для 10Gb сетевых адаптеров построенных на контроллере Solarflare SFC9000
• улучшение Xen Paravirtualized Backend Ethernet Driver (netback)
• hpt27xx(4) драйверы для HighPoint RocketRAID 27xx-based SAS 6Gb/s HBA
• улучшение многоцелевого класса GEOM
• класс raid в GEOM включён по умолчания для поддержки программного RAID взамен устаревшего ataraid(8)
• поддержка ядром AVX FPU расширений
• многочисленные улучшения в аппаратной поддержке разгрузки IPv6

FreeBSD 9.2 выпущена 27 сентября 2013 года. Основные нововведения:

• файловая система ZFS теперь поддерживает TRIM когда используется на твердотельных дисках.
• драйвер virtio(4) был добавлен в GENERIC kernel конфигурации для архитектур amd64 и i386.
• файловая система ZFS теперь поддерживает lz4 сжатие.
• OpenSSL был обновлён до 0.9.8y.
• DTrace hooks теперь доступен в GENERIC kernel.
• DTrace был обновлён до 1.9.0.
• Sendmail был обновлён до 8.14.7.
• OpenSSH был обновлён до 6.2p2.
• Import unmapped I/O support from head/.

FreeBSD 10.0 выпущена 20 января 2014 года.[34]

Основные изменения:

• Заменён компилятор по умолчанию с GCC на Clang 3.3;[35]
• Драйверы Microsoft Hyper-V добавлены в состав GENERIC-ядра;
• Возможность установки программой BSDInstall на раздел ZFS;
• Поддержка TRIM для SSD в ZFS;[36]
• Unbound в составе базовой системы в качестве локального кэширующего DNS резолвера;
• BIND удалён из состава базовой системы;
• Драйверы для полной поддержки видеокарт Radeon, вплоть до серии HD 6000 (частичная поддержка серии HD 7000);
• Реализована начальная поддержка демона auditdistd, что позволяет организовать ведение полного лога событий, который, в частности, может быть полезен для анализа причин и последствий инцидентов, связанных с нарушением безопасности. В настоящее время ядро передаёт события аудита напрямую в файл или через устройство /dev/auditpip;
• GEOM_LABEL начал поддерживать в имени спецзнаки % и ";
• Поддержка Raspberry Pi;[37]
• Полноценная поддержка USB Audio 2.0.[38]

FreeBSD 10.1

FreeBSD 10.1 выпущена 14 ноября 2014 года[39].

Основные изменения:

• Начальная поддержка загрузки FreeBSD/amd64 на системах с UEFI;
• Расширены возможности инсталлятора (bsdinstall), в котором появилась поддержка создания зашифрованных (geli) и отзеркалированных (gmirror) разделов подкачки при установке на ZFS;
• В загрузчике реализовано меню для выбора используемого для загрузки ядра;
• Существенно улучшена производительность кода RPC;
• Обновлена реализация ZFS, в которой появилась возможность установки закладок на снапшоты;
• Из FreeBSD-CURRENT перенесена реализация файловой системы autofs и связанного с ней демона automountd для организации автоматического монтирования ФС;
• В GEOM_MULTIPATH обеспечена поддержка автоматического изменения размера разделов на лету;
• Многочисленные обновления драйверов с поддержкой сетевых устройств и систем хранения.

FreeBSD 10.2

FreeBSD 10.2 выпущена 13 августа 2015 года.[40]

FreeBSD 11.0 выпущена 10 октября 2016 года.[41]

Основные изменения:

• Новая система автоматического монтирования ФС (automounter), унифицированная с реализациями из других Unix-систем (macOS, Solaris), использующая совместимый с Solaris формат сопоставления точек монтирования и поддерживающая интеграцию с LDAP. В auto_master добавлен новый тип сопоставления «-media», позволяющий автоматизировать подключение внешних накопителей CD и USB, а также тип «-noauto» для обработки записей noauto в fstab;
• Добавлена возможность загрузки с временным rootfs, вместо которого затем монтируется реальный корневой раздел. Процесс смены корневого раздела реализован в форме частичного завершения работы с удалением всех процессов, отмонтированием rootfs, монтированием нового rootfs, запуском процесса init и переходом к выполнению скриптов инициализации;
• Новая высокопроизводительная реализация системного вызова sendfile, предназначенного для организации прямой передачи данных между файловым дескриптором и сокетом, поддерживающая отправку файла в сокет в асинхронном режиме без ожидания завершения чтения файла.
• Новая версия подсистемы NetMap c поддержкой двунаправленных потоков, поддержкой kqueue, улучшенной пользовательской библиотекой, возможностью эмуляции netmap для любых адаптеров без родной поддержки netmap, интеграцией со стеком VALE (используется в системе виртуализации bhyve);
• Усовершенствован гипервизор bhyve, в котором добавлена поддержка новых типов гостевых систем. В настоящее время поддерживается создание хост-систем на базе платформы FreeBSD/AMD64 и запуск гостевых систем c FreeBSD 8+, Linux i386/x64, OpenBSD i386/amd64, NetBSD/amd64, Illumos и Windows Vista/7/8/10/2008r2/2012r2/2016 x64. Отдельно отмечается возможность запуска гостевых систем FreeBSD/i386 на 64-разрядных хост-системах, поддержка процессоров AMD c аппаратными расширениями SVM и AMD-V, поддержка команды DSM TRIM для виртуальных дисков AHCI, поддержка графического режима (эмуляция VGA, framebuffer, мыши, клавиатуры, XHCI USB с применением сервера VNC для доступа к экрану гостевой системы);
• В Xen добавлена поддержка запуска гостевых систем FreeBSD/amd64 в режиме PVH, который комбинирует элементы режимов паравиртуализации (PV) и полной виртуализации (HVM). Проведена оптимизация производительности драйвера netfront и добавлена поддержка unmapped IO в драйверы blkfront, virtio_blk и virtio_scsi;
• В механизм управления ресурсами RCTL добавлена возможность ограничения пропускной способности операций с файловой системой. Поддерживается ограничение полосы пропускания чтения/записи (байт в секунду) и интенсивности операций ввода/вывода (число операций чтения/записи в секунду). Также представлен новый механизм придерживания запуска процессов в условиях превышения лимита;
• Добавлена поддержка стандарта 802.11n для сетей Wi-Fi, позволяющего добиться скорости передачи данных в беспроводной сети до 600 Мбит/с в конфигурации адаптера с четырьмя антеннами (для одной антенны до 150 Мбит/с).
• Из NetBSD бэкпортирована библиотека libblacklist и связанное с ней приложение Blacklistd, которые можно использовать для реализации динамического межсетевого экрана для защиты от попыток взлома локальных сервисов, таких как ssh, named и ftpd, или для блокирования IP-адресов, участвующих в DDoS-атаках;
• Добавлена поддержка архитектуры AArch64 (arm64).

FreeBSD 12 выпущена 11 декабря 2018 года.[42]

Основные изменения:

• Сильно изменён список поддерживаемых сетевых адаптеров, добавлены новые, выведены из поддержки драйверы для старых;
• Улучшена поддержка процессоров Ryzen и Epyc;
• Большое количество видеодрайверов теперь доступно в портах. Базовые драйверы предустановлены по умолчанию;
• Улучшена поддержка виртуализации;
• Расширены возможности пакетного фильтра pf.

FreeBSD 13 выпущена 13 апреля 2021 года.

Основные изменения:

• Осуществлён переход на унифицированную c Linux реализацию файловой системы ZFS от проекта OpenZFS.
• Порт для архитектуры ARM64 (AArch64) переведён на первый уровень поддержки (Tier 1), который подпадает под сопровождение командами, отвечающими за устранение уязвимостей, подготовку релизов и поддержание портов.
• Архитектура i386 переведена на второй уровень поддержки платформ (Tier 2), при котором будет продолжено формирование установочных сборок, бинарных обновлений и готовых пакетов, но не гарантирует решение специфичных проблем.
• Компоненты clang, lld, lldb, compiler-rt, llvm, libunwind и libc++ обновлены до версии 11.
• Разработка переведена из централизованной системы управления исходными текстами Subversion в децентрализованную систему Git.
• Проведена чистка базовой системы от приложений, распространяемых под лицензией GPL. Из дерева исходных текстов удалены binutils 2.17 и gcc 4.2.1, все поддерживаемые архитектуры переведены на инструментарий LLVM/clang.
• Переписан стек маршрутизации, в котором появилась поддержка объектов nexthop, хранящих данные о состоянии, используемом для передачи пакета в желаемую точку назначения. Добавлена возможность подключения собственных алгоритмов поиска маршрутов.
• Переписана и сделана более масштабируемой поддержка Multipath-маршрутизации, в которой время поиска не зависит от размера списка (O(1)). Новая реализация Multipath теперь связана с параметром ядра ROUTE_MPATH, который заменил собой RADIX_MPATH и включён по умолчанию.
• Переделан реализованный на уровне ядра криптографический фреймворк, в котором появилась поддержка современных криптографических алгоритмов и упрощён интерфейс для использования шифрования в драйверах и других компонентах ядра.
• В ядро GENERIC включена поддержка драйверов aesni и armv8crypto для ускорения дискового шифрования на базе geli при помощи инструкций AES-NI для архитектур amd64/i386 и AES-XTS для ARM64.
• Добавлен драйвер qat для криптоакселераторов Intel QuickAssist (QAT) и драйвер ossl с реализацией ускоренных программных процедур шифрования из OpenSSL, оптимизированных при помощи кода на ассемблере.
• Добавлена реализация TLS (kTLS), работающая на уровне ядра FreeBSD, которая позволяет добиться существенного увеличения производительности шифрования для TCP-сокетов. Поддерживается верcий TLS с 1.0 по 1.3.
• Добавлен новый тип сетевых буферов mbuf (network data buffer), который может представлять в одном буфере несколько не отражённых физических страниц памяти, что позволяет увеличить производительность вызова sendfile(2) за счёт сокращения размера списков mbuf в буферах сокета.
• В TCP-стек интегрирована поддержка алгоритма пропорционального снижения интенсивности отправки пакетов (Proportional Rate Reduction, RFC 6937), позволяющего быстрее восстановить оптимальные параметры потока после временных проблем с передачей данных. Для отключения PRR предусмотрен sysctl net.inet.tcp.do_prr.
• Расширены возможности гипервизора Bhyve: Добавлена поддержка предоставления совместного доступа к файлами при помощи VirtIO-9p (VirtFS). Реализована возможность работы со снапшотами виртуальных машин. Добавлена поддержка устройств PCI HDAudio и дополнительных последовательных портов COM3 и COM4.
• В драйверы VirtIO добавлена поддержка спецификации VirtIO V1, что улучшило совместимость гостевых систем с FreeBSD с различными эмуляторами и гипервизорами.
• Для прикрепляемых к jail-окружениям процессов обеспечено преобразование привязок к CPU (изначально привязанный к процессу cpuset будет заменён с учётом cpuset jail-а и выставленных ограничений).
• Добавлена возможность сборки базовой системы FreeBSD в окружениях на основе других операционных систем.
• Предложен новый стек MMC/SD, основанный на фреймворке CAM и позволяющий подключать устройства с интерфейсом SDIO (Secure Digital I/O). Например, SDIO используется во WiFi и Bluetooth модулях для многих плат, таких как Raspberry Pi 3. Новый стек также позволяет использовать интерфейс CAM для отправки SD-команд из приложений в пространстве пользователя, что даёт возможность создавать драйверы устройств, работающие на уровне пользователя.
• Улучшена работа прослойки для совместимости с Linux. Файлы DTS (Device Tree Sources) синхронизированы с ядром Linux 5.8.
• Добавлена поддержка NFSv4.2 (RFC-7862) и реализована возможность работы NFS поверх шифрованного канала связи на базе TLS 1.3, вместо использования Kerberos (режим sec=krb5p), который ограничивался шифрованием только RPC-сообщений и был реализован только программно.
• Удалена устаревшая версия отладчика GDB
• Добавлен новый системный вызов copy_file_range, совместимый с реализацией из ядра Linux и позволяющий ускорить копирование данных из одного файла в другой, благодаря выполнению операции только на стороне ядра без предварительного чтения данных в память процесса
• В механизме асинхронного ввода/вывода POSIX AIO представлена поддержка векторизированных функций.
• Прекращена поддержка компонентов пространства пользователя для поддержки формата исполняемых файлов a.out на системах с архитектурой i386. Удалена утилита elf2aout.
• Объединены утилиты ping и ping6. В ping добавлена возможность установки параметров качества сервиса (QoS) через IP DSCP и Ethernet PCP.
• В утилите freebsd-update обеспечен показ прогресса загрузки файлов и добавлены команды updatesready и showconfig для проверки наличия обновлений и показа конфигурации.Проведена большая работа по улучшению поддержки систем NUMA (Non-Uniform Memory Access).
• Обновлены графические драйверы и компоненты графического стека. Решены проблемы с работой окружений на базе протокола Wayland.Добавлена подсистема backlight для создания драйверов управления подсветкой. Добавлен драйвер pwm-backlight для управления подсветкой Pinebook и Pinebook Pro.
• Поддержка протокола SCTP вынесена в отдельный модуль sctp.ko, который отключён по умолчанию в ядре GENERIC.
• Для устройств ввода предложен новый драйвер usbhid, использующий фреймворк hid для работы с устройствами USB HID, вместо драйверов ukbd, ums и uhid.
• В драйвере cpufreq реализована поддержка технологии Intel Speed Shift.Добавлена поддержка новых плат на базе 64-разрядных CPU ARMv8, включая SoC Broadcom BCM5871X и NXP LS1046A.
• Для архитектуры AMD64 реализована поддержка 57-разрядных виртуальных адресов (LA57). Добавлена поддержка китайских x86 CPU Hygon Dhyana на основе технологий AMD.
• Порт для архитектуры powerpc64 переведён на использование LLVM и ABI ELFv2 (на системах powerpc64 бинарные файлы из прошлых версий FreeBSD не смогут использоваться во FreeBSD 13). Для powerpc64 портированы драйверы virtio, ixl, mrsas, aacraid, cpld.
• Удалены драйверы для устаревших Ethernet-адаптеров.

Оболочкой FreeBSD по умолчанию является tcsh[48].