Издаване на ядрото на Asterinas 0.18, написано на Rust и съвместимо с Linux

Проектът Asterinas пусна версия 0.18, ядро, написано на Rust и предназначено за използване в операционни системи с общо предназначение. Ядрото предоставя ABI (Application Binary Interface), съвместим с ядрото. Linux и може да се използва вместо това. Дистрибуцията на Asterinas NixOS, която комбинира ядрото на Asterinas със системната среда NixOS, се разработва паралелно. Кодът на проекта се разпространява под MPL (Mozilla Public License).

В момента в ядрото са реализирани около 240 системни повиквания. LinuxДистрибуцията на Asterinas NixOS е проверена за работа върху ядрото на Asterinas с над 100 NixOS пакета. Поддържаните пакети включват: Xfce, Firefox, bash, systemd, Podman, QEMU, rsync, Apache httpd, nginx, SQLite, Redis, Clang, GCC, Go, Lua, Node.js, OpenJDK, Perl, PHP, Python, Ruby, Rust, Git, FFmpeg, PyTorch, TensorFlow, Ollama и Codex.

Ядрото осигурява пълна поддръжка за архитектурата x86-64, частична поддръжка за RISC-V 64 и x86-64 с изолация, базирана на Intel TDX, както и начална поддръжка за архитектурата LoongArch 64. Приоритетните области на приложение включват системи, базирани на Linux ABI, но изискващи по-високо ниво на сигурност. Например, Asterinas се предлага за използване при създаването на сигурна системна среда. виртуални машини, за изолирането на които се използват технологии като ARM CCA, AMD SEV и Intel TDX, както и от страна на хост системата, което осигурява стартирането на контейнери.

За да намали вероятността от грешки в паметта, основният източник на най-опасните уязвимости, Asterinas използва езика Rust и ограничено използване на опасни блокове. Ядрото е изградено с помощта на архитектурата framekernel, която се опитва да комбинира изолационните възможности на микроядрата с ефективността на монолитните ядра.

Компонентите на ядрото в Asterinas са разположени в споделено адресно пространство, а сигурността се постига чрез логическо разделяне на защитения код от кода, който потенциално би могъл да бъде уязвим. Ядрото е разделено на две части, и двете написани на Rust: OS Framework и OS Services. OS Services забранява използването на опасни блокове и всички операции от ниско ниво, които изискват изпълнение на код в опасни блокове, се преместват в OS Framework и са достъпни само чрез API от високо ниво. Всички системни извиквания, файлови системи и драйвери са имплементирани на ниво OS Services и не могат да включват опасни блокове.

За разработване на системни услуги и модули на ядрото е предоставен OSDK (Operating System Development Kit), който предоставя помощната програма cargo-osdk за създаване, изграждане, тестване и изпълнение на компоненти на операционната система. Разработчиците могат също да използват комплекта OSTD (Operating System Standard Library), който включва издание на стандартните библиотеки на Rust (crate std), адаптирано за използване в компоненти на операционната система.

Сред промените във версия 0.18:

• Като част от работата, за да се гарантира, че Asterinas работи като гост система в контейнери Kata Containers и Confidential Containers VM, е внедрена поддръжка за IPC и cgroup пространства от имена, nsfs (/proc/[pid]/ns), cgroups, virtio-fs (за достъп до файлова система, споделена с хост системата), virtio-rng (/dev/hwrng за ентропия за генератора на псевдослучайни числа) и vsock (за комуникация между хост и гост системи).
• Реализирани са системните извиквания ptrace и възможностите за дебъгване в потребителското пространство, използвайки GDB и strace.
• Предложена е нова имплементация на файловата система ext2 и е добавен NVMe драйвер. Към VFS е добавен механизъм Dentry (запис в директория), а имплементацията на кеша на страниците е преработена.
• Дистрибуцията на Asterinas NixOS има възможност да изпълнява Codex, QEMU и Firefox.
• Добавени са системни извиквания pidfd_getfd, pidfd_send_signal, pivot_root.
• Добавен инициал Поддръжка на IPv6.
• Внедрена е система за възможности за делегиране на отделни привилегировани операции.
• Добавена е първоначална имплементация на LSM рамката (Linux Модули за сигурност).

Източник: opennet.ru