开源操作系统框架-Genode
2021-09-09 15:35:43 
阿炯
Genode 操作系统框架扩展现有的內核(如微內核或程序) ，并提供一个统一的API应用程序。Genode 操作系统框架是一个用于构建高度安全的专用操作系统的工具包，它可以从只有 4MB 内存的嵌入式系统扩展到高度动态的通用工作负载。采用C++开发在AGPLv3协议下授权。Genode OS 体系结构的核心是一种组织结构，它与分层组织的公司的结构大致相似。如下图所示，Genode将进程组织为一棵树。红色箭头表示子进程是由其各自父级的资源创建的。创建子进程时，父进程会完全定义在其中执行新进程的虚拟环境。子级又可以从其分配的资源中进一步创建子级，从而创建任意结构的子系统。每个父级都对其创建的子系统保持完全控制，并定义其相互关系，例如通过有选择地允许它们之间的通信或分配物理资源。父子界面在每个层次结构级别上都是相同的，这使得此组织方法可以递归地应用。
Genode 基于递归系统结构。每个程序都在专门的沙箱中运行，并且仅授予其特定用途所需的访问权限和资源。程序可以利用自己的资源创建和管理子沙箱，从而形成可以在每个级别应用策略的层次结构。该框架提供了让程序相互通信和交换资源的机制，但只能以严格定义的方式进行。由于这种严格的制度，与当代操作系统相比，安全关键功能的攻击面可以减少几个数量级。
该框架将 L4 的构建原则与 Unix 哲学保持一致。根据 Unix 哲学，Genode 是一组小型构建块的集合，从中可以组成复杂的系统。但与 Unix 不同的是，这些构建块不仅包括应用程序，还包括所有经典的操作系统功能，例如内核、设备驱动程序、文件系统和协议栈。
特性
CPU 架构：x86(32 和 64 位)、ARM(32 和 64 位)、RISC-V
内核：L4 家族的大多数成员(NOVA、seL4、Fiasco.OC、OKL4 v2.1、L4ka::Pistachio、L4/Fiasco)、Linux 和自定义内核。
虚拟化：VirtualBox(基于 NOVA)、ARM 的自定义虚拟机监视器和 Unix 软件的自定义运行时
超过 100 个随时可用的组件
最新版本：21.08
Genode 21.08 已于2021年9月上旬正式发布。更新亮点包括：
改进对 CPU 的支持
改进 VirtualBox
支持原生 Web 浏览器中的媒体播放
支持 Sculpt OS 中的 LTE 连接
简化移植方法
改进对英特尔 GPU 的支持
简化移植方法
Genode 21.08 引入精简的移植方法能够大大减少成本，创造更广泛的硬件支持。新移植方式的第一个成功案例是为 Pinephone 和 MNT-Reform 笔记本电脑增加了图形驱动，为 Pine-A64-LTS 板增加了网络驱动，为 MNT-Reform 增加了 SD 卡驱动。第二个更新亮点是对英特尔 GPU 的支持进行了大幅度的修改。跟过去与 GPU 相关的实验性工作相比，新版本找到了一种方法，可以将 GPU 支持干净地整合到复杂的 Genode 系统的 GUI 架构中(如 Sculpt OS)。
除了上述的变化，Genode 还在改进其缓存维护 (cache-maintenance) 接口，改进 Genode/Linux 上的主机文件系统访问，改进 libuvc 的网络摄像头支持。另外，QEMU 的 RAM 帧缓冲器驱动程序现在可用于测试，以及开始逐步淘汰废弃的组件。更多详情查看发行公告。
官方主页：https://genode.org/