L4 (микроядро): различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м Bot: HTTP→HTTPS (v465)
Строка 222: Строка 222:
=== Университет Нового Южного Уэльса и фирма NICTA ===
=== Университет Нового Южного Уэльса и фирма NICTA ===


{{anchor|UNSW}}Разработчики из [[Университет Нового Южного Уэльса|университета Нового Южного Уэльса]] создали микроядра L4/MIPS и L4/Alpha — реализации L4 для 64‑битовых процессоров серий [[MIPS (архитектура)|MIPS]] и [[DEC Alpha]]. Оригинальное микроядро L4 поддерживало только процессоры архитектуры x86 и неофициально стало называться «L4/x86». Реализации были написаны с нуля на языке [[Си (язык программирования)|C]] и языке ассемблера, не были переносимы. После выпуска не зависимого от платформы микроядра L4Ka::Pistachio группа UNSW прекратила разработку своих микроядер, занялась портированием микроядра L4Ka::Pistachio. Реализация механизма передачи сообщений оказалась быстрее других реализаций (36 тактов на процессорах архитектуры [[Itanium]])<ref name=Gray_CCMH_05>{{cite conference
{{anchor|UNSW}}Разработчики из [[Университет Нового Южного Уэльса|университета Нового Южного Уэльса]] создали микроядра L4/MIPS и L4/Alpha — реализации L4 для 64‑битовых процессоров серий [[MIPS (архитектура)|MIPS]] и [[DEC Alpha]]. Оригинальное микроядро L4 поддерживало только процессоры архитектуры x86 и неофициально стало называться «L4/x86». Реализации были написаны с нуля на языке [[Си (язык программирования)|C]] и языке ассемблера, не были переносимы. После выпуска независимого от платформы микроядра L4Ka::Pistachio группа UNSW прекратила разработку своих микроядер, занялась портированием микроядра L4Ka::Pistachio. Реализация механизма передачи сообщений оказалась быстрее других реализаций (36 тактов на процессорах архитектуры [[Itanium]])<ref name=Gray_CCMH_05>{{cite conference
| first = Charles
| first = Charles
| last = Gray
| last = Gray

Версия от 09:08, 11 января 2018

У этого термина существуют и другие значения, см. L4.
L4
Скриншот программы L4
Семейство микроядер L4
Тип Микроядро
Автор Йохен Лидтке
Разработчик Йохен Лидтке
Написана на язык ассемблера
Сайт l4hq.org

L4 — микроядро второго поколения, разработанное Йохеном Лидтке в 1993 году[1].

Архитектура микроядра L4 оказалась успешной. Было создано множество реализаций ABI и API микроядра L4. Все реализации стали называть семейством микроядер L4. Реализация Лидтке неофициально была названа «L4/x86»[2].

Семейство микроядер L4

История

L1

В 1977 году Йохен Лидтке защитил дипломный проект по математике в университете города Билефельд (Германия). В рамках проекта Лидтке написал компилятор для языка ELAN (англ.). Язык ELAN создан в 1974 году на основе языка Алгол 68 для обучения программированию[3]. Лидтке назвал свою работу «L1»: буква «L» — первая буква фамилии автора (Liedtke); цифра «1» — порядковый номер работы.

L2

Основная статья: операционная система Eumel (англ.)

В 1977 году Лидтке получил диплом математика, остался в университете города Билефельд и приступил к созданию среды выполнения для языка ELAN.

8‑битные микроконтроллеры стали широко доступными. Требовалась операционная система, способная работать на небольших рабочих станциях в средних школах и вузах. CP/M не подходила. Исследовательский центр GMD (англ. German National Research Center for Computer Science) и университет города Билефельд решил разработать новую OC с нуля[4].

В 1979 году Йохен Лидтке начал разработку новой операционной системы и назвал её «Eumel» (англ.) от англ. extendable multiuser microprocessor ELAN-system. Операционная система «Eumel» также называлась «L2», что означает «2‑я работа Liedtke». Новая ОС поддерживала 8-битовые процессоры Zilog Z80, была многопользовательской и многозадачной, была построена на основе микроядра, поддерживала шаблон не поддерживает такой синтаксис. Поддержка orthogonal persistence заключалась в следующем: ОС периодически сохраняла на диск своё состояние (содержимое памяти, регистров процессора и др.); после перебоев в подаче электроэнергии ОС восстанавливалась из сохранённого состояния; программы продолжали работать так, будто бы сбоя не происходило; терялись только изменения, внесённые с момента последнего сохранения. ОС Eumel проектировалась под влиянием ОС Multics и содержала много общего с ядрами шаблон не поддерживает такой синтаксис и Mach[4].

Позднее ОС Eumel была портирована на процессоры Zilog Z8000, Motorola 68000 и Intel 8086. Эти процессоры были 8‑ и 16‑битовыми, не содержали MMU и не поддерживали механизма защиты памяти. ОС Eumel эмулировала виртуальную машину, имеющую 32‑битовую адресацию и MMU[4]. Несмотря на использование эмуляции, к одной рабочей станции с ОС Eumel можно было подключить до пяти терминалов[4].

Поначалу писать программы для ОС Eumel можно было только на языке ELAN. Позднее были добавлены компиляторы для языков шаблон не поддерживает такой синтаксис, Pascal, Basic и шаблон не поддерживает такой синтаксис, но массово они не применялись[4].

С 1980 года началось применение ОС Eumel сначала для обучения программированию и обработки текста, а затем и в коммерческих целях. Так, в середине 1980‑х годов ОС Eumel работала уже на более чем 2000 компьютеров в юридических и других фирмах[4].

L3

Основная статья: микроядро L3 (англ.)

С появлением процессоров, поддерживающих виртуальную память (за счёт MMU) и механизмы для её защиты, пропала необходимость эмуляции виртуальной машины.

В 1984 году[5] Йохен Лидтке перешёл на работу в исследовательский центр GMD (англ. German National Research Center for Computer Science) для создания ОС, аналогичной ОС Eumel, но работающей без эмуляции. В настоящее время GMD входит в состав организации «Общество Фраунгофера».

С 1987 года[4] Йохен Лидтке и его команда из института SET, входящем в состав GMD, приступили к разработке нового микроядра, получившего название «L3» («L3» от «3‑я работа Liedtke»).

Йохен Лидтке хотел проверить, возможно ли добиться высокой производительности компонента IPC, если выбрать для ядра подходящую архитектуру и в реализации использовать особенности аппаратной платформы. Реализация механизма IPC оказалась удачной (по сравнению со сложной реализацией IPC в микроядре Mach). Позднее был реализован механизм изоляции областей памяти процессов, работающих в пространстве пользователя.

В 1988 году разработка была завершена и была выпущена одноимённая операционная система. Микроядро L3 было написано на языке ассемблера, задействовало особенности процессоров архитектуры Intel x86, не поддерживало другие платформы, по производительности обогнало микроядро Mach. ОС L3 была совместима с ОС Eumel: программы, созданные для ОС Eumel, работали под управлением ОС L3, но не наоборот[4].

Компоненты микроядра L3:

  • компонент IPC (реализовывал механизм для синхронного обмена сообщениями);
  • компонент, обеспечивающий работу со страницами памяти и работающий в пространстве пользователя[6];
  • компонент, реализующий механизм обеспечения безопасности, называемый англ. secure domains («tasks», «clans» и «chiefs»).

С 1989 года[4] ОС стала применяться:

  • в школах (заменила свою предшественницу — ОС Eumel)[4];
  • фирмой «TÜV SÜD» (Германия)[источник не указан 5223 дня];
  • на примерно 3000 компьютерах, установленных в юридических фирмах Германии[5].

L4

Во время работы над микроядром L3 Йохен Лидтке обнаружил недостатки микроядра Mach. Желая повысить производительность, Лидтке стал составлять код нового микроядра на языке ассемблера с использованием особенностей архитектуры процессоров Intel i386. Новое микроядро получило название «L4» (от «4‑я работа Liedtke»).

В 1993 году реализация микроядра L4 была закончена. Компонент IPC оказался в 20 раз быстрее IPC из микроядра Mach[1].

ОС, построенные на микроядрах первого поколения (в частности, на микроядре Mach), отличались низкой производительностью. Из-за этого в середине 1990-х годов разработчики стали пересматривать концепцию микроядерной архитектуры. В частности, плохую производительность микроядра Mach объясняли переносом компонента, ответственного за IPC, в пространство пользователя.

Некоторые компоненты микроядра Mach были возвращены назад — внутрь микроядра[источник не указан 5238 дней]. Это нарушало саму идею микроядер (минимальный размер, изоляция компонентов), но позволило увеличить производительность ОС.

Исследователи искали причины низкой производительности микроядра Mach и тщательно анализировали компоненты, важные для обеспечения хорошей производительности. Анализ показал, что ядро выделяло процессам слишком большой working set (много памяти), в результате чего при обращении ядра к памяти постоянно происходили кэш‑промахи[6]. Анализ позволил сформулировать новое правило для разработчиков микроядер — микроядро должно проектироваться так, чтобы компоненты, важные для обеспечения высокой производительности, помещались в кэш процессора (желательно, первого уровня (англ. level 1, L1) и желательно, чтобы в кеше ещё осталось немного места).

Из-за резкого скачка в производительности компонента IPC существующие ОС оказались неспособны обработать возросший поток сообщений IPC. Несколько университетов (например, технический университет Дрездена, университет Нового Южного Уэльса), институтов и организаций (например, IBM) начали создавать реализации L4 и строить на их основе новые ОС.

В 1996 году Лидтке защитил диссертацию в техническом университете Берлина по теме «guarded page tables»[7] и получил степень PhD[8].

С 1996 года в шаблон не поддерживает такой синтаксис Лидтке с коллегами продолжил исследования микроядра L4, микроядер вообще и операционной системы «Sawmill OS» в частности[9]. Из-за отсутствия коммерческого успеха у ОС «IBM Workspace OS[англ.]», построенной на третьей версии микроядра Mach от CMU и разрабатываемой фирмой IBM с января 1991 года по 1996 год[10], вместо понятия «микроядро L4» использовалось понятие «Lava Nucleus» или, кратко, «LN».

Со временем код микроядра L4 был избавлен от привязки к платформе, были улучшены механизмы обеспечения безопасности и изоляции.

В 1999 году Лидтке стал работать профессором по операционным системам в технологическом институте Карлсруэ (Германия)[8].

Микроядро L4Ka::Hazelnut

В 1999 году Йохен Лидтке был принят в состав группы «Systems Architecture Group» (SAG), работающей в технологическом институте Карлсруэ (Германия), и продолжил исследования микроядерных ОС. Группа SAG также известна как группа «L4Ka».

Желая доказать возможность реализации микроядра на высокоуровневом языке, группа SAG разработала микроядро «L4Ka::Hazelnut». Работа велась в технологическом институте Карлсруэ при поддержке DFG[11]. Реализация была написана на языке C++ и поддерживала процессоры архитектур IA-32 и ARM. Производительность нового микроядра оказалась приемлемой, и разработка ядер на языке ассемблера была прекращена.

Микроядро L4/Fiasco

В 1998 году группа Operating Systems Group, входящая в состав технического университета Дрездена, начала разработку собственной реализации микроядра L4, получившую название «L4/Fiasco». Разработка велась на языке C++ параллельно с разработкой микроядра «L4Ka::Hazelnut».

В то время микроядро L4Ka::Hazelnut не поддерживало concurrency в пространстве ядра, а микроядро «L4Ka::Pistachio» поддерживало прерывания в пространстве ядра только в особых точках preemption. Разработчики микроядра «L4/Fiasco» реализовали полную вытесняющую многозадачность (за исключением некоторых атомарных операций). Это усложнило архитектуру ядра, но снизило задержки при прерываниях, что важно для операционной системы реального времени.

Микроядро «L4/Fiasco» использовалось в ОС «DROPS»[12] — ОС «жёсткого» реального времени (англ. hard real-time), также разработанной в техническом университете Дрездена.

Ввиду усложнения архитектуры микроядра в поздних версиях ОС «Fiasco» разработчики вернулись к традиционному подходу — запуску ядра с выключенными прерываниями (за исключением нескольких точек preemption).

Независимость от платформ

Микроядро L4Ka::Pistachio

Реализации микроядра L4, созданные до выпуска микроядра L4Ka::Pistachio и поздних версий микроядра «Fiasco», использовали особенности архитектуры компьютера (были «привязаны» к архитектуре процессора). Был разработан API, не зависимый от архитектуры. Несмотря на добавление переносимости, API обеспечивал высокую производительность. Идеи, лежащие в основе микроядерной архитектуры, не изменились.

В начале 2001 года новое L4 API было опубликовано, сильно отличалось от L4 API предыдущей версии, получило номер версии 4 («version 4», также известно как «version X.2») и отличалось:

  • лучшей поддержкой многопроцессорных систем;
  • «looser ties» между потоками и адресным пространством;
  • добавлением к потокам, работающим в пространстве пользователя, блоков UTCBs (англ. user-level thread control blocks);
  • добавлением виртуальных регистров.

После выпуска новой версии API группа SAG приступила к созданию нового микроядра, получившего название «L4Ka::Pistachio»[13][14]. Код составлялся с нуля на языке C++, использовался опыт проекта L4Ka::Hazelnut. Внимание уделялось высокой производительности и переносимости.

10 июня 2001 года доктор Йохен Лидтке погиб[8] в автокатастрофе. После этого скорость развития проекта заметно снизилась.

В 2003 году[15] работа была завершена благодаря усилиям студентов Лидтке: Volkmar Uhlig, Uwe Dannowski и Espen Skoglund. Исходный код был выпущен под лицензией 2‑clause BSD.

Новые версии Fiasco

Параллельно продолжалось развитие микроядра L4/Fiasco. Была добавлена поддержка нескольких аппаратных платформ (x86, AMD64, ARM). Примечательно, что версия Fiasco, названная «FiascoUX», могла работать в пространстве пользователя под управлением ОС Linux.

Разработчики микроядра L4/Fiasco реализовали несколько расширений к L4v2 API.

  • Исключение IPC позволило ядру передавать обработку исключений процессора в пространство пользователя.
  • Добавление шаблон не поддерживает такой синтаксис(потока, выполняемого одним ядром процессора от имени процесса, запущенного на другом ядре процессора) позволило реализовать детальное управление системными вызовами.
  • Добавление UTCB (таких же, как в L4 API версии X.2).

Кроме того, микроядро «Fiasco» предоставляло механизмы управления правами коммуникации. Такие же механизмы существовали для управления потребляемыми ядром ресурсами.

Был разработан «L4Env» — набор компонентов, работающих поверх микроядра «Fiasco» в пространстве пользователя. «L4Env» использовался в «L4Linux» — реализации паравиртуализации (виртуализации ABI) для ядер Linux версий 2.6.x.

Университет Нового Южного Уэльса и фирма NICTA

Разработчики из университета Нового Южного Уэльса создали микроядра L4/MIPS и L4/Alpha — реализации L4 для 64‑битовых процессоров серий MIPS и DEC Alpha. Оригинальное микроядро L4 поддерживало только процессоры архитектуры x86 и неофициально стало называться «L4/x86». Реализации были написаны с нуля на языке C и языке ассемблера, не были переносимы. После выпуска независимого от платформы микроядра L4Ka::Pistachio группа UNSW прекратила разработку своих микроядер, занялась портированием микроядра L4Ka::Pistachio. Реализация механизма передачи сообщений оказалась быстрее других реализаций (36 тактов на процессорах архитектуры Itanium)[16].

Группа UNSW показала, что драйвер, работающий в пространстве пользователя, может исполняться также, как и драйвер, работающий в пространстве ядра[17].

Она разработала компоненты для паравиртуализации ядер Linux. Компоненты работали поверх микроядра L4. Результат был назван «Wombat OS[англ.]». Wombat OS могла работать на процессорах архитектур x86, ARM и MIPS. На процессорах Intel XScale ОС Wombat OS выполняла переключение контекста в 30 раз медленнее, чем монолитное ядро Linux[18].

Затем группа UNSW перешла в фирму NICTA, создала ответвление микроядра L4Ka::Pistachio и назвала его «NICTA::L4-embedded». Новое микроядро писалось для коммерческих встраиваемых систем, требовало мало памяти и реализовывало упрощённый API L4. С упрощённым API системные вызовы были сделаны настолько «короткими», что не требовали точек вытесняющей многозадачности и позволяли реализовать ОС реального времени[19].

Коммерческое применение

Фирма Qualcomm запускала реализацию микроядра L4, разработанную фирмой «NICTA[англ.]», на наборе микросхем, называемом «Mobile Station Modem» (MSM). Об этом в ноябре 2005 года сообщили[20] представители фирмы «NICTA», а в конце 2006 года наборы микросхем MSM поступили в продажу. Так реализация микроядра L4 оказалась в сотовых телефонах.

В августе 2006 года шаблон не поддерживает такой синтаксис основал фирму Open Kernel Labs. Тогда Хейсер занимал должность руководителя программы ERTOS, организованной фирмой NICTA[21], и был профессором в университете UNSW. Фирма «OK Labs» создавалась для

  • оказания технической поддержки коммерческим пользователям L4;
  • продолжения разработки L4 совместно с фирмой «NICTA» для продолжения коммерческого использования реализации L4, но уже под брендом «OKL4».

В апреле 2008 года была выпущена версия 2.1 микроядра «OKL4» — первая общедоступная реализация L4, имеющая capability-based security. В октябре 2008 года вышла версия 3.0[22] — последняя версия «OKL4» с открытым исходным кодом. Исходный код следующих версий был закрыт. Прослойка микроядра, обеспечивающая работу гипервизора, была переписана с целью добавления поддержки native гипервизора, называемого «OKL4 microvisor»[23].

Фирма «OK Labs» распространяла паравиртуализированную (англ. para-virtualized) ОС Linux, называемую «OK:Linux»[24]. «OK:Linux» была потомком ОС «Wombat OS» (англ.). Также фирма «OK Labs» распространяла паравиртуализированные версии операционных систем Symbian и Android.

Фирма «OK Labs» приобрела у фирмы «NICTA» права на микроядро «seL4».

В начале 2012 года было продано более 1.5 миллиарда устройств, оснащённых реализацией микроядра L4[25]. Большинство из этих устройств содержали микросхемы, реализующие беспроводные модемы (англ. wireless modem) и выпущенные фирмой «Qualcomm».

Реализация L4 также использовалась в автомобильных развлекательных системах[26].

ОС, построенная на основе реализации L4, исполнялась процессором secure enclave, входящим в состав размещённой на кристалле электронной схемы Apple A7[27]. Эта же реализация L4 использовалась в проекте «Darbat» фирмы NICTA[28]. Устройства, содержащие Apple A7, поставлялись с ОС iOS. По состоянию на 2015 год количество устройств с ОС iOS составляло примерно 310 миллионов[29].

Верификация

seL4

В 2006 году началась разработка микроядра третьего поколения, получившего название «seL4»[30]. Разработка началась с нуля группой программистов из фирмы «NICTA». Цель: создание основы для построения безопасных и надёжных систем, способных удовлетворить современным требованиям безопасности, записанным, например, в документе «Общие критерии оценки защищённости информационных технологий». С самого начала код микроядра писался так, чтобы была возможность его верификации (проверки корректности). Верификация выполнялась с помощью языка Haskell: на языке Haskell записывались требования к микроядру (спецификация); объекты микроядра представлялись в виде объектов Haskell; работа с оборудованием эмулировалась[31]. Чтобы иметь возможность получения информации о доступности объекта путём выполнения формального рассуждения, в seL4 использовался контроль доступа, основанный на capability-based security.

В 2009 году было завершено доказательство корректности кода микроядра seL4[32]. Существование доказательства гарантировало соответствие реализации и спецификации, подтверждало отсутствие в реализации некоторых ошибок (например, отсутствие взаимных блокировок, livelocks, переполнений буферов, арифметических исключений и случаев использования неинициализированных переменных). Микроядро seL4 было первым микроядром, предназначенным для ОС общего назначения и прошедшим верификацию[32].

В микроядре seL4 было реализовано нестандартное управление ресурсами ядра[33]:

  • управлением ресурсами ядра занимался компонент, работающий в пространстве пользователя;
  • механизм capability-based security использовался не только для контроля доступа к ресурсам пространства пользователя, но и для контроля доступа к ресурсам ядра.

Нечто похожее было реализовано в экспериментальной ОС Barrelfish. Благодаря такому подходу к управлению ресурсами ядра появилась возможность выполнения рассуждения о изолированности свойств, а в дальнейшем было выполнено доказательство того, что микроядро seL4 обеспечивает целостность и конфиденциальность свойств[34]. Доказательство было выполнено для исходного кода.

Команда исследователей из фирмы NICTA доказала корректность трансляции текста с языка C на машинный код. Это позволило исключить компилятор из списка доверенного ПО и считать доказательство, выполненное для исходного кода микроядра, справедливым и для исполняемого файла микроядра.

Микроядро seL4 стало первым ядром, поддерживающим защищённый режим, для которого анализ worst-case execution-time был выполнен полностью, а результаты этого анализа были опубликованы. Результаты анализа необходимы для использования микроядра в ОС жёсткого реального времени[34].

29 июля 2014 года фирмы NICTA и General Dynamics C4 Systems[англ.] объявили о выпуске микроядра seL4 (включая все доказательства их корректности) под открытыми лицензиями[35]. Исходный код микроядра и доказательства поставлялись под лицензией GPL v2. Большинство библиотек и инструментов поставлялись под лицензией 2-clause BSD.

Интересно заявление исследователей[36] о том, что стоимость выполнения верификации ПО ниже стоимости традиционного исследования ПО несмотря на то, что при верификации можно получить намного больше заслуживающей доверие информации.

В августе 2012 года фирмы NICTA, Rockwell Collins[англ.], Galois Inc, Boeing и университет Миннесоты в рамках программы «High-assurance cyber military systems»[37], организованной агентством DARPA, приступили к разработке беспилотного летательного аппарата[38]. Основное требование к разработке — обеспечение высокой надёжности аппарата. У каждой из перечисленных фирм была своя роль в программе. Фирма NICTA была ответственна за разработку ОС и построила её на основе микроядра seL4. Ответственные задачи были реализованы в виде компонентов микроядра, а не ответственные — запускались под паравиртуализированной ОС Linux. Наработки программы планировалось использовать в вертолёте «NICTA Unmanned Little Bird», разработкой которого занималась фирма Boeing. Вертолёт должен был поддерживать как управление пилотом, так и беспилотный режим. В ноябре 2015 года было сообщено об успешной реализации[39].

Другие исследования и разработки

Hurd/L4. В ноябре 2000 года для обсуждения идеи портирования ядра «GNU Hurd» на микроядро L4 был создан список рассылки «l4-hurd». Портирование осуществлялось в течение 2002‑2004 годов, результат получил название «Hurd/L4». Реализация «Hurd/L4» не была окончена. В 2005 году проект был остановлен[40].

Osker — операционная система, реализующая L4 и написанная на языке Haskell в 2005 году. Цель проекта: проверка возможности реализации ОС на функциональном языке (а не исследовании микроядра)[41].

Codezero — реализация микроядра L4 для встраиваемых систем, ставшая общедоступной летом 2009 года[42]. Создана разработчиками британской фирмы «B Labs» с нуля. Код составлялся на языке C. Реализация поддерживает процессоры архитектуры ARM, реализует гипервизор первого порядка, поддерживает виртуализацию ОС Linux и Android[43][44]. Несмотря на заявление о поставке кода под лицензией GPL v3, скачать код с официального сайта нельзя.

F9 — реализация микроядра L4, ставшая общедоступной в июле 2013 года[45]. Написана с нуля на языке C. Предназначена для встраиваемых систем. Поддерживает серии процессоров Cortex-M архитектуры ARM. Код поставляется под лицензией BSD.

Fiasco.OC — микроядро третьего поколения, созданное на основе микроядра «L4/Fiasco». Реализует механизм Capability-based security[англ.], поддерживает многоядерные процессоры и аппаратную виртуализацию[46].

L4 Runtime Environment (кратко, L4Re) — каркас, работающий поверх микроядра «Fiasco.OC» и предназначенный для создания компонентов в пространстве пользователя. L4Re предоставляет функционал для создания клиент-серверных приложений, реализации файловых систем, реализует популярные библиотеки, например, стандартную библиотеку языка C («libc»), стандартную библиотеку языка C++ («libstdc++») и библиотеку pthreads.

Каркас L4Re и микроядро «Fiasco.OC» поддерживали процессоры архитектур x86 (IA-32 и AMD64), ARM и PowerPC (WiP).

L4Linux — подсистема для запуска ОС Linux поверх микроядра «Fiasco.OC» с помощью паравиртуализации[47]. Ранее вместо пары «Fiasco.OC» — L4Re использовалась пара «L4/Fiasco» — L4Env.

NOVA (англ. the NOVA OS virtualization architecture) — исследовательский проект, созданный с целью создания безопасного и эффективного окружения для виртуализации[48][49][50] с небольшим списком доверенного ПО (англ. trusted computing base). В состав NOVA входят:

  • микроядро, реализующее L4 и гипервизор первого порядка (англ. baremetal hypervisor);
  • VMM Vancouver — компонент микроядра (процесс), работающий в пространстве пользователя, занимающийся обслуживанием (эмуляцией оборудования) одной виртуальной машины и лишённый привилегий. На каждую виртуальную машину запускалось по одному VMM. VMM Vancouver входит в состав NUL и может быть заменён на VMM Seoul. VMM Seoul[51] создан на основе VMM Vancouver;
  • NUL (англ. NOVA user-level environment) — некоторые компоненты микроядра, работающие в пространстве пользователя (VMM Vancouver, драйверы устройств (например, сетевой карты); partition manager; компоненты, предназначенные для управления памятью, вводом-выводом; компоненты, реализующие стеки TCP/IP, USB и др.). NUL может быть заменён на genode или NRE. NRE (англ. NOVA runtime environment) — потомок NUL.

Проект NOVA поддерживал многоядерные процессоры архитектуры x86. Для запуска под управлением микрогипервизора (гипервизора, построенного на микроядре) NOVA гостевая ОС должна поддерживать Intel VT-x или AMD-V. Исходный код поставлялся под лицензией GPL v2.

Xameleon — ОС на микроядре L4[52]. Проект основал в 2001 году единственный разработчик Алексей Мандрыкин (род. 19 января 1973 года). Изначально ОС была построена поверх микроядра «L4/Fiasco». Позднее автор перевёл ОС на микроядро «L4Ka::Pistachio». Исходный код ОС закрыт.

Список литературы

  • Jochen Liedtke, Ulrich Bartling, Uwe Beyer, Dietmar Heinrichs, Rudolf Ruland, Gyula Szalay. Two years of experience with a μ-Kernel based OS. ACM Press. 1991
  • Liedtke, Jochen (2000-10-22). "Stub-Code Performance is Becoming Important" (PDF). In Proceedings of the 1st Workshop on Industrial Experiences with Systems Software (WIESS), San Diego, CA, October 2000. Дата обращения: 5 сентября 2006. {{cite conference}}: Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка) (о микроядре L4 и компиляторе).
  • Cheng Guanghui, Nicholas Mc Guire. L4/Fiasco/L4Linux Kickstart, Distributed & Embedded Systems Lab — Lanzhou University.
  • Elphinstone, Kevin; Heiser, Gernot (Октябрь 2014 года). "From L3 to seL4: What Have We Learnt in 20 Years of L4 Microkernels?". 24th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles. Farmington, PA, USA. pp. 133‑150. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка) Эволюция архитектуры L4 и подходы к реализации.

Ссылки

Примечания

  1. ↑ 1 2 Liedtke, Jochen (Декабрь 1993 года). "Improving IPC by kernel design" (PDF). 14th ACM symposium on operating system principles. Asheville, NC, USA. pp. 175—88. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  2. ↑ Семейство микроядер L4. Обзор (англ.) // Сайт технического университета Дрездена (Германия).
  3. ↑ Язык ELAN (англ.) // Сайт технического университета Дрездена.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Liedtke, Jochen (Декабрь 1993 года). "A persistent system in real use—experiences of the first 13 years" (PDF). Proceedings of the 3rd International Workshop on Object Orientation in Operating Systems (IWOOOS). Asheville, NC, USA. pp. 2‑11. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  5. ↑ 1 2 In Memoriam Jochen Liedtke (1953—2001).
  6. ↑ 1 2 Liedtke, Jochen (Декабрь 1995 года). "On µ-Kernel construction". Proc. 15th ACM symposium on operating systems principles (SOSP). pp. 237‑250. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  7. ↑ Jochen Liedtke. Page table structures for fine-grain virtual memory. Technical report 872. German national research center for computer science (GMD). Октябрь 1994 года.
  8. ↑ 1 2 3 System architecture group. About us. People. Liedtke. Архивная копия.
  9. ↑ Gefflaut, Alain; Jaeger, Trent; Park, Yoonho; Liedtke, Jochen; Elphinstone, Kevin; Uhlig, Volkmar; Tidswell, Jonathon; Deller, Luke; Reuther, Lars (2000 год). "The Sawmill multiserver approach". ACM SIGOPS European Workshop. Kolding, Denmark. pp. 109–114. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  10. ↑ Fleisch, Brett D; Allan, Mark (23 сентября 1997 года). "Workplace Microkernel and OS: A Case Study". John Wiley & Sons, Ltd. Архивировано 24 августа 2007. Дата обращения: 25 марта 2013. {{cite journal}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Cite journal требует |journal= (справка); Неизвестный параметр |deadurl= игнорируется (|url-status= предлагается) (справка)
  11. ↑ Страница группы «L4Ka» // archive.org.
  12. ↑ Drops overview.
  13. ↑ Микроядро «L4Ka::Pistachio» (англ.).
  14. ↑ Команда разработчиков «L4Ka» (англ.).
  15. ↑ The L4Ka::Pistachio Microkernel. (англ.) Белая книга. PDF. 1 мая 2003 года // archive.org.
  16. ↑ Gray, Charles (Апрель 2005 года). "Itanium — system implementor's tale". USENIX Annual Technical Conference. Annaheim, CA, USA. pp. 264‑278. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  17. ↑ Leslie, Ben (Сентябрь 2005 года). "User-level device drivers: achieved performance". Journal of Computer Science and Technology. 20 (5): 654‑664. doi:10.1007/s11390-005-0654-4. {{cite journal}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  18. ↑ van Schaik, Carl; Heiser, Gernot (Январь 2007 года). "High-performance microkernels and virtualisation on ARM and segmented architectures". 1st International Workshop on Microkernels for Embedded Systems. Sydney, Australia: NICTA. pp. 11‑21. Дата обращения: 1 апреля 2007. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  19. ↑ Ruocco, Sergio (Октябрь 2008 года). "A real-time programmer's tour of general-purpose L4 microkernels". EURASIP Journal on Embedded Systems, Special Issue on Operating System Support for Embedded Real-Time Applications. 2008: 1‑14. doi:10.1155/2008/234710. {{cite journal}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |laysource=, |laydate=, and |laysummary= (справка)Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  20. ↑ [1].
  21. ↑ Страница программы ERTOS на сайте NICTA // archive.org.
  22. ↑ OKL4 3.0
  23. ↑ OKL4 microvisor.
  24. ↑ OK:Linux
  25. ↑ "Open Kernel Labs Software Surpasses Milestone of 1.5 Billion Mobile Device Shipments" (Press release). Open Kernel Labs. January 19, 2012. Архивировано 11 февраля 2012. {{cite press release}}: Неизвестный параметр |dead-url= игнорируется (|url-status= предлагается) (справка)
  26. ↑ "Open Kernel Labs Automotive Virtualization Selected by Bosch for Infotainment Systems" (Press release). Open Kernel Labs. 27 марта 2012 года. {{cite press release}}: Проверьте значение даты: |date= (справка)
  27. ↑ iOS Security.
  28. ↑ Darbat project.
  29. ↑ [2].
  30. ↑ [3].
  31. ↑ Derrin, Philip; Elphinstone, Kevin; Klein, Gerwin; Cock; David; Chakravarty, Manuel M. T. (Сентябрь 2006 года). "Running the manual: an approach to high-assurance microkernel development" (PDF). ACM SIGPLAN Haskell Workshop. Portland, Oregon, USA. pp. 60‑71. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  32. ↑ 1 2 Klein, Gerwin; Elphinstone, Kevin; Heiser, Gernot; Andronick, June; Cock, David; Derrin, Philip; Elkaduwe, Dhammika; Engelhardt, Kai; Kolanski, Rafal; Norrish, Michael; Sewell, Thomas; Tuch, Harvey; Winwood, Simon (Октябрь 2009 года). "seL4: Formal verification of an OS kernel" (PDF). 22nd ACM symposium on operating system principles. Big Sky, MT, USA. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  33. ↑ Elkaduwe, Dhammika (Апрель 2008 года). "Kernel design for isolation and assurance of physical memory". 1st Workshop on Isolation and Integration in Embedded Systems. Glasgow, UK. doi:10.1145/1435458. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  34. ↑ 1 2 Klein, Gerwin; Andronick, June; Elphinstone, Kevin; Murray, Toby; Sewell, Thomas; Kolanski, Rafal; Heiser, Gernot (Февраль 2014 года). "Comprehensive formal verification of an OS microkernel". ACM Transactions on Computer Systems. 32 (1): 2:1-2:70. doi:10.1145/2560537. {{cite journal}}: Проверьте значение даты: |date= (справка)
  35. ↑ "Secure operating system developed by NICTA goes open source" (Press release). NICTA. 29 июля 2014 года. {{cite press release}}: Проверьте значение даты: |date= (справка)
  36. ↑ Klein, Gerwin; Andronick, June; Elphinstone, Kevin; Murray, Toby; Sewell, Thomas; Kolanski, Rafal; Heiser, Gernot (2014). "Comprehensive formal verification of an OS microkernel" (PDF). ACM Transactions on Computer Systems. 32: 64. doi:10.1145/2560537.
  37. ↑ High-assurance cyber military systems Архивировано 8 августа 2014 года. (HACMS).
  38. ↑ Проект SMACCM // Сайт фирмы NICTA[англ.]. SMACCM — аббревиатура от англ. secure mathematically-assured composition of control models.
  39. ↑ Дронов нового поколения взломать невозможно // Журнал «Популярная механика». 12 ноября 2015 года.
  40. ↑ История GNU Hurd. Портирование на другое микроядро (англ.).
  41. ↑ Hallgren, T.; Jones, M. P.; Leslie, R.; Tolmach, A. (2005). "A principled approach to operating system construction in Haskell" (PDF). Proceedings of the tenth ACM SIGPLAN international conference on functional programming. 40 (9): 116—128. doi:10.1145/1090189.1086380. ISSN 0362-1340. Дата обращения: 24 июня 2010.
  42. ↑ Codezero на сайте genode.org.
  43. ↑ dev.b-labs.com // archive.org.
  44. ↑ Официальный сайт проекта Codezero.
  45. ↑ Репозиторий проекта F9 // github.com.
  46. ↑ Peter, Michael; Schild, Henning (Март 2009 года). "Virtual Machines Jailed - Virtualization in Systems with Small Trusted Computing Bases". VTDS'09: Workshop on Virtualization Technology for Dependable Systems. Nuremberg, Germany. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  47. ↑ L4Linux.
  48. ↑ Steinberg, Udo; Bernhard, Kauer (Апрель 2010 года). "NOVA: A Microhypervisor-Based Secure Virtualization Architecture". EuroSys '10: Proceedings of the 5th European Conference on Computer Systems. Paris, France. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  49. ↑ Steinberg, Udo; Bernhard, Kauer (Апрель 2010 года). "Towards a Scalable Multiprocessor User-level Environment". IIDS'10: Workshop on Isolation and Integration for Dependable Systems. Paris, France. {{cite conference}}: Проверьте значение даты: |date= (справка); Неизвестный параметр |booktitle= игнорируется (|book-title= предлагается) (справка)
  50. ↑ Проект Nova. Официальный сайт.
  51. ↑ VMM Seoul // github.com
  52. ↑ l4os.ru. Официальный сайт проекта Xameleon.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=L4_(микроядро)&oldid=90213308