Genode-ზე დაფუძნებული შიდა OS Phantom-ის პროტოტიპი წლის ბოლომდე მზად იქნება

დიმიტრი ზავალიშინმა ისაუბრა Phantom ოპერაციული სისტემის ვირტუალური მანქანის პორტირების პროექტზე Genode microkernel OS გარემოში მუშაობისთვის. ინტერვიუში აღნიშნულია, რომ Phantom-ის ძირითადი ვერსია უკვე მზად არის საპილოტე პროექტებისთვის, ხოლო Genode-ზე დაფუძნებული ვერსია გამოსაყენებლად მზად იქნება წლის ბოლოს. ამავდროულად, პროექტის ვებსაიტზე ჯერჯერობით მხოლოდ მოქმედი კონცეპტუალური პროტოტიპია გამოცხადებული, რომლის სტაბილურობა და ფუნქციონირება არ არის მიყვანილი სამრეწველო გამოყენებისთვის შესაფერის დონეზე და უახლოეს გეგმებს შორის არის ალფა ვერსიის ფორმირება. შესაფერისია მესამე მხარის დეველოპერების ექსპერიმენტებისთვის.

პროექტის კოდი განაწილებულია LGPL ლიცენზიით, მაგრამ ბოლო ცვლილება მთავარ საცავში დათარიღებულია 2019 წლის ნოემბერში. პროექტთან დაკავშირებული საზოგადოებრივი აქტივობა კონცენტრირებულია გენოდის ჩანგლით საცავში, რომელსაც 2020 წლის დეკემბრიდან ახორციელებს ინნოპოლისის უნივერსიტეტის სტუდენტი ანტონ ანტონოვი.

2000-იანი წლების დასაწყისიდან Phantom ოპერაციული სისტემა შემუშავდა, როგორც დიმიტრი ზავალიშინის პირადი პროექტი, ხოლო 2010 წლიდან იგი გადავიდა დიმიტრის მიერ შექმნილი Digital Zone კომპანიის ფრთის ქვეშ. სისტემა გამოირჩევა მაღალი სანდოობაზე ფოკუსირებით და ცნების გამოყენებით "ყველაფერი არის ობიექტი" ნაცვლად "ყველაფერი არის ფაილი", რაც გამორიცხავს ფაილების გამოყენებას მეხსიერების მდგომარეობის შენარჩუნებისა და უწყვეტი ციკლის გამო. მუშაობა. Phantom-ში აპლიკაციები არ წყდება, არამედ მხოლოდ შეჩერებულია და განახლდება იქიდან, სადაც შეჩერდა. ყველა ცვლადი და მონაცემთა სტრუქტურა შეიძლება ინახებოდეს მანამ, სანამ აპლიკაციას სჭირდება და პროგრამისტს არ სჭირდება განსაკუთრებული ზრუნვა მონაცემების შესანახად.

Phantom-ში აპლიკაციები შედგენილია ბაიტეკოდში, რომელიც მუშაობს სტეკზე დაფუძნებულ ვირტუალურ მანქანაში, Java-ის ვირტუალური მანქანის მსგავსი. ვირტუალური მანქანა უზრუნველყოფს აპლიკაციის მეხსიერების მდგრადობას - სისტემა პერიოდულად ასუფთავებს ვირტუალური მანქანის მდგომარეობის სურათებს მუდმივ მედიაში. გამორთვის ან ავარიის შემდეგ, მუშაობა შეიძლება გაგრძელდეს მეხსიერების ბოლო შენახული სურათიდან დაწყებული. სნეპშოტები იქმნება ასინქრონულად და ვირტუალური მანქანის შეჩერების გარეშე, მაგრამ სნეპშოტი იღებს ერთჯერად ნაწილს, თითქოს ვირტუალური მანქანა შეჩერებულია, შენახულია დისკზე და ისევ დაიწყო.

ყველა აპლიკაცია მუშაობს საერთო გლობალურ მისამართთა სივრცეში, რაც გამორიცხავს ბირთვსა და აპლიკაციებს შორის კონტექსტური გადართვის საჭიროებას და მნიშვნელოვნად ამარტივებს და აჩქარებს კომუნიკაციას ვირტუალურ მანქანაში გაშვებულ აპლიკაციებს შორის, რომლებსაც შეუძლიათ ობიექტების გაცვლა საცნობარო გადაცემის გზით. წვდომის განცალკევება ხორციელდება ობიექტების დონეზე, რომლებზედაც მინიშნებების მიღება შესაძლებელია მხოლოდ შესაბამისი მეთოდების გამოძახებით (მაჩვენებლის არითმეტიკა არ არის). ნებისმიერი მონაცემი, რიცხვითი მნიშვნელობების ჩათვლით, განიხილება როგორც ცალკეული ობიექტები.

აპლიკაციისთვის მუშაობა უწყვეტად გამოიყურება და არ არის დამოკიდებული OS-ის გადატვირთვაზე, ავარიაზე და კომპიუტერის გამორთვაზე. Phantom-ის პროგრამირების მოდელი შედარებულია ობიექტის პროგრამირების ენისთვის განუწყვეტელი აპლიკაციის სერვერის გაშვებასთან. Phantom-ისთვის Java პროგრამების პორტირება განიხილება, როგორც აპლიკაციების განვითარების ერთ-ერთი მთავარი გზა, რასაც ხელს უწყობს Phantom ვირტუალური მანქანის მსგავსება JVM-თან. Java ენის ბაიტეკოდის შემდგენელის გარდა, პროექტი გეგმავს პითონის და C#-ის შემდგენელების შექმნას, ასევე WebAssembly-ის შუალედური კოდიდან მთარგმნელის დანერგვას.

ოპერაციების შესასრულებლად, რომლებიც საჭიროებენ მაღალ შესრულებას, როგორიცაა ვიდეო და აუდიო დამუშავება, შესაძლებელია ორობითი ობიექტების გაშვება მშობლიური კოდით ცალკეულ ძაფებში (LLVM გამოიყენება ორობითი ობიექტების შესაქმნელად). დაბალი დონის ბირთვის სერვისებზე წვდომისთვის, ზოგიერთი VM კლასი ("შიდა" კლასები) დანერგილია OS ბირთვის დონეზე. Linux აპლიკაციების გასაშვებად, მოწოდებულია POSIX ფენა, რომელიც ასახავს Unix პროცესების ფუნქციონირებისთვის აუცილებელ ზარებს (POSIX ფენის აპლიკაციებისთვის მდგრადობა ჯერ არ არის გათვალისწინებული).

ტრადიციული Phantom OS, გარდა ვირტუალური მანქანისა, მოიცავს საკუთარ ბირთვს ძაფების განხორციელებით, მეხსიერების მენეჯერი, ნაგვის შემგროვებელი, სინქრონიზაციის მექანიზმები, I/O სისტემა და დრაივერები აღჭურვილობასთან მუშაობისთვის, რაც მნიშვნელოვნად ართულებს მოყვანას. პროექტი მზადყოფნას ფართო გამოყენებისთვის. ცალკე, მუშავდება კომპონენტები ქსელის სტეკით, გრაფიკული ქვესისტემით და მომხმარებლის ინტერფეისით. აღსანიშნავია, რომ გრაფიკული ქვესისტემა და ფანჯრის მენეჯერი მუშაობს ბირთვის დონეზე.

პროექტის სტაბილურობის, პორტაბელურობისა და უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად, განხორციელდა მცდელობა Phantom-ის ვირტუალური აპარატის სამუშაოდ გადატანა ღია მიკროკერნელის ოპერაციული სისტემის Genode კომპონენტების გამოყენებით, რომლის განვითარებას ზედამხედველობს გერმანული კომპანია Genode Labs. მათთვის, ვისაც Genode-ზე დაფუძნებული Phantom-ის ექსპერიმენტი სურს, Docker-ზე დაფუძნებული სპეციალური ბილდ გარემო მომზადდა.

Genode-ის გამოყენება შესაძლებელს გახდის უკვე გამოცდილი მიკროკერნელისა და დრაივერების გამოყენებას, ასევე დრაივერების მომხმარებლის სივრცეში მოყვანას (ამჟამინდელი ფორმით დრაივერები იწერება C-ში და მუშაობს Phantom kernel დონეზე). კერძოდ, შესაძლებელი იქნება seL4 მიკროკერნელის გამოყენება, რომელმაც გაიარა სანდოობის მათემატიკური გადამოწმება, რაც ადასტურებს, რომ დანერგვა სრულად შეესაბამება ფორმალურ ენაში მითითებულ სპეციფიკაციებს. განიხილება Phantom-ის ვირტუალური მანქანისთვის სანდოობის მსგავსი დამადასტურებელი საბუთის მომზადების შესაძლებლობა, რაც საშუალებას მისცემს მთელი OS გარემოს შემოწმებას.

გენოდზე დაფუძნებული პორტის გამოყენების ძირითადი სფეროა აპლიკაციების შემუშავება სხვადასხვა სამრეწველო და ჩაშენებული მოწყობილობებისთვის. ამჟამად, ვირტუალური მანქანისთვის ცვლილებების ნაკრები უკვე მომზადებულია და გენოდის თავზე გაშვებული აკინძები დაემატა ბირთვის მდგრადობის კომპონენტებისა და ძირითადი დაბალი დონის ინტერფეისებისთვის. აღნიშნულია, რომ Phantom ვირტუალურ მანქანას უკვე შეუძლია იმუშაოს 64-ბიტიან Genode გარემოში, მაგრამ VM ჯერ კიდევ არ არის დანერგილი მდგრად რეჟიმში, დრაივერის ქვესისტემა უნდა გადამუშავდეს და კომპონენტებს ქსელის სტეკი და გრაფიკული ქვესისტემა აქვს. გენოდისთვის ადაპტირებული.

წყარო: opennet.ru