Lansering av MirageOS 4.0, en plattform för att köra applikationer ovanpå en hypervisor

Efter mer än ett och ett halvt års utveckling har version 4.0 av MirageOS publicerats, vilket möjliggör skapandet av operativsystem för enskilda applikationer där applikationen levereras som en självständig "unikernel" som kan köras utan att använda operativsystem, separata OS-kärnor eller några mellanlager. Utvecklingen av applikationer görs med programspråket OCaml. Koden i projektet distribueras under den fria licensen ISC.

All låg nivå funktionalitet som är typisk för operativsystemet implementeras i form av ett bibliotek som kopplas till applikationen. Applikationen kan utvecklas i vilket operativsystem som helst, och compilers sedan till en specialiserad kärna (konceptet unikernel) som kan köras direkt över hypervisorer som Xen, KVM, BHyve och VMM (OpenBSD), över mobila plattformar, som en process i en POSIX-kompatibel miljö eller i molnmiljöer som Amazon Elastic Compute Cloud och Google Compute Engine.

Den genererade miljön innehåller inget överflödigt och interagerar direkt med hypervisorn utan drivrutiner och systemlager, vilket möjliggör en betydande minskning av overhead och ökad säkerhet. Arbetet med MirageOS omfattar tre steg: förbereda konfigurationen med att bestämma vilka OPAM-paket som används i miljön, bygga miljön och starta miljön. Runtime för att möjliggöra körning över hypervisorer bygger på kärnan Solo5.

Trots att applikationer och bibliotek skapas på det hög nivå programspråket OCaml, visar de slutgiltiga miljöerna en ganska bra prestanda och minimal storlek (till exempel tar DNS-servern bara 200 KB). Underhållet av miljöerna har också förenklats, eftersom det vid behov av programuppdateringar eller konfigurationsändringar är tillräckligt att skapa och starta en ny miljö. Flera hundra bibliotek på OCaml stöds för att utföra nätverksoperationer (DNS, SSH, OpenFlow, HTTP, XMPP, Matrix, OpenVPN, etc.), arbeta med lagringslösningar och säkerställa parallell databehandling.

Nyckelförbättringar:

• Processen för att kompilera projekt och unikernel har förändrats. Istället för det tidigare använda byggsystemet ocamlbuild, används nu verktyget dune och lokala förråd (monorepo). För att skapa sådana förråd har en ny verktyg som heter opam-monorepo lagts till, vilket möjliggör separation av paketförvaltning från kompilering från källkod. Verktyget opam-monorepo utför uppgifter som att skapa lås-filer för projektrelaterade beroenden, hämta och extrahera kod från beroenden och konfigurera miljön för att använda byggsystemet dune. Själva kompileringen utförs med verktyget dune.
• En repetitiv byggprocess har tillhandahållits. Användningen av lås-filer säkerställer koppling till versioner av beroenden och gör det möjligt att när som helst helt reproducera byggprocessen med samma kod.
• En ny process för korskompilering har genomförts och möjlighet till korskompilering för alla stödda målplattformar har säkerställts från en gemensam byggmiljö, där korskompilering av beroenden och bibliotek som har C-bindningar utförs, utan att dessa bindningar behöver läggas till i huvudpaketet. Korskompilering är organiserad med hjälp av arbetsytor som tillhandahålls av byggsystemet dune.
• Stöd för nya målplattformar har lagts till, exempelvis har en experimentell möjlighet till att bygga självförsörjande applikationer för användning på Raspberry Pi 4 tillhandahållits.
• Arbete har gjorts för att integrera delar av MirageOS i ekosystem relaterade till utveckling på OCaml, för att förenkla byggandet av applikationer i form av unikernel. Många paket av MirageOS har portats till byggsystemet dune. Verktyget opam-monorepo är tillgängligt för installation med pakethanteraren opam och kan användas i projekt som använder byggsystemet dune. För att stödja patchar som löser problem med beroende-kompilering i dune har två förråd, dune-universe/opam-overlays och dune-universe/mirage-opam-overlays, skapats och ingår som standard vid användning av CLI-verktyget mirage.
• Integrationen av MirageOS med bibliotek på språk som C och Rust har förenklats.
• En ny OCaml-runtime har föreslagits, vilket gör det möjligt att klara sig utan libc (libc-free).
• Möjlighet att använda tjänsten Merlin för integration med typiska integrerade utvecklingsmiljöer har tillhandahållits.

Källa: opennet.ru