Asterinas 0.18

Публикуван нова версия Asterinas 0.18.0 — експериментална операционна система и ядро, написани на Rust и ориентирани към съвместимостта с Linux ABI. Проектът се позиционира като опит за създаване на "продуктова" алтернатива на Linux с акцент върху сигурността на паметта, производителността и стартирането на обикновена потребителска среда на Linux. Кодът на Asterinas е открит и публикуван на GitHub, основната лицензия на проекта — MPL 2.0. Релизът Asterinas 0.18.0 бе публикуван на 4 юни 2026 година, а на 9 юни привлече вниманието на Phoronix.

Основната цел на изданието е подготовката на Asterinas за използване като гостуваща ОС за базирани на VM Kata Containers и Confidential Containers. За тази цел в ядрото бяха добавени липсващите нискоуровневи механизми: пространствата на имена, cgroups, virtio-fs, virtio-rng и преработения vsock за обмен на данни между хоста и гостуващата система.

Списък на основните промени:

• Подготовка за стартиране в Kata Containers и Confidential Containers.
  Asterinas 0.18 прави важна стъпка към стартиране като гостуваща ОС вътре в изолирани контейнерни виртуални машини. Това е важно за сценарии, в които контейнерите не се стартират директно на ядрото на хоста, а вътре в отделна VM, включително в среди за конфиденциални изчисления.

• Подкрепа за namespaces.
  В ядрото се появиха IPC namespace и cgroup namespace, както и nsfs с представянето на пространствата на имена чрез /proc/[pid]/ns. Това приближава Asterinas до модела за изолация на процеси, използван от Linux контейнери.

• Начална подкрепа за cgroups.
  Реализиран е PID sub-controller и частична подкрепа за CPU sub-controller. В частност, светнаха статистиката cpu.stat и шаблоните за файловете с лимити cpu.weight и cpu.max. Това все още не е цялостна реализация на целия механизъм cgroups, но вече е необходима основа за контейнерни сценарии.

• virtio-fs за обмен на файловата система с хоста.
  Добавена е поддръжка за virtio-fs, позволяваща на гостуващата система да използва файловата система, предоставена от хоста. За VM-контейнери това е един от ключовите механизми за прехвърляне на данни без тежки обходни решения.

• virtio-rng и /dev/hwrng.
  Добавен е virtio-rng с експортиране на хардуерна ентропия през /dev/hwrng. Това е необходимо за нормалната работа на криптографските операции и генераторите на произволни числа вътре в гостуващата ОС.

• Преработен vsock.
  Напълно е пренаписан vsock — механизъм за свързване между хоста и гостуващата виртуална машина. В контекста на Kata Containers и Confidential Containers това е важно за управляващи канали, агенти и сервисно взаимодействие между VM и средата на изпълнение.

• Появи се ptrace и поддръжка за отстраняване на грешки в userspace.
  Реализиран е системен повик ptrace и основни операции PTRACE_SETOPTIONS, PTRACE_SYSCALL, PTRACE_PEEK и PTRACE_POKE. Благодарение на това на Asterinas сега можем да стартираме познатите инструменти за отстраняване на грешки като GDB и strace. За тях са добавени документация за проверено използване и CI тестове.

• Нов NVMe драйвер.
  В блоковия слой е добавен NVMe драйвер. Това разширява възможностите на Asterinas за работа с модерни носители и приближава системата до практическия старт на реални и виртуализирани сървърни устройства.

• Напълно пренаписан EXT2 драйвер.
  Файловата система EXT2 е реализирана отново. Разработчиците свързват това с общата модернизация на storage stack: файловата подсистема трябва да стане по-надеждна и подходяща за стартиране на реална потребителска среда.

• Промени в VFS и page cache.
  В VFS е добавен механизъм Dentry revalidate, преработена е реализацията на page cache, реализиран е pivot_root, добавена е поддръжка за O_TMPFILE за open/openat, а също така е поправена грешка в page cache, която можеше да доведе до изтичане на неинициализирана памет в userspace.

• Разширение на procfs.
  Добавени са /proc/mounts, /proc/[pid]/auxv, /proc/[tid], допълнителни записи в /proc/[pid]/maps и mountstats. Това повишава съвместимостта с Linux приложения и инструменти за диагностика, които очакват позната структура на /proc.

• Сетеви подобрения.
  В допълнение към пренаписания vsock, се появи начален поддръжка за IPv6, поправки в реализацията на UDP и проверка на правата при свързване към привилегировани портове: bind към такива портове сега се отхвърля без CAP_NET_BIND_SERVICE.

• Механизъм capabilities и начален LSM framework.
  В релиза е включена реализация на capabilities, поддръжка за capability bounding set, поправки на системните повиквания, свързани с credentials, и начален каркас LSM. Това е част от работата по приближаване на модела за сигурност на Asterinas до Linux.

• Подобрения в PCI, TTY и конзолата.
  Подобрено е откритие на PCI устройства, добавена е поддръжка за PCI ECAM на x86, реализирана е поддръжка за множество TTY, конзола NS16550A UART, /dev/ttyS0 и параметър console=ttyS0. Освен това работата с клавиатурата е подобрена.

• Разширение на Asterinas NixOS.
  В Asterinas NixOS сега се проверяват над 100 популярни пакета, включително Codex, QEMU и Firefox. За Firefox е добавена и поддръжка на ARCH_GET_GS и ARCH_SET_GS.

• Нови тестови комплекти.
  В проекта са интегрирани Linux kselftest, xfstests, стандартните тестове на Go, Python и JDK, както и QEMU тестове за виртуализационни приложения. Това е важно като показател за зрялост на проекта: Asterinas се проверява все по-активно в реални Linux натоварвания.

• Промени в OSTD и OSDK.
  В OSTD crate log е заменен с собствен API за логиране, DMA API е преработен, добавен е фреймворк за типизирани операции за копиране на памет, а също така е извършен рефакторинг на Pod с използване на zerocopy. За разработка е добавена Docker среда на ARM/aarch64.

• Актуализация на документацията.
  В Asterinas Book са добавени правила за кодиране, анализ на soundness за OSTD, както и документация за Kata Containers и Confidential Containers. Това подчертава, че контейнерно-виртуализационният сценарий е станал една от основните насоки на проекта.

Asterinas 0.18 не може да се разглежда като замяна за Linux за ежедневна употреба, но релизът значително напредва проекта в посока практическите сценарии на сървъри и контейнери. Особено важни са три направления: съвместимост с Linux програми, поддръжка на механизми за изолация и работа в VM-базирани контейнерни среди.

Източник: linux.org.ru