rcore,zcore,兼谈fuchsia:一种快速编程教学系统和rust编程语言快速学习项目

本文关键字:一种快速编程教学系统和编程语言设想,把devops和hypersior集成到os和app,learn rust:the hard way笨方法学rust

在前面《云APP,virtual appliance:unikernel与微运行时的绝配,统一本地/分布式语言与开发设想》和《一种设想:为linux建立一个微内核,融合OS内核与语言runtime设想》中,我们都讲到“语言机制与OS机制一一对应的运行时”的思想,这些属于平台与语言连接处的联系对于编程学习至关重要,直接影响着你在这个OS上学LANG写APPDEV的曲线,(正如“业务逻辑与APP编程”处的连接一样(《一种开发发布合一,语言问题合一的shell programming式应用开发设想》一文,业务逻辑如果采用尽量接*台的某种逻辑,也会变得相对容易,这是后话,目前,我们仅关注前半句),这种思想得以最大体现的二个地方,一是发明一个OS,二是学习一个语言。

rcore,zcore:

拿发明OS来说,实际上oskernel作为对裸机编程的典范,也需要极高的抽象,内核的发明是一个重写语言的过程(这种工作却没有被用户空间的语言继续下来),采用什么样的语言来写内核,决定了工程的难易度,甚至直接决定最终设计,(比如windows在kernel中实现了一个对象系统,它是用C模拟的是在发明reimplent c,,如果采用的语言抽象层次高,这类事情成本就低,)比如,采用rust,它抽象高,batteryincluded,写出的应用代码量就小。甚至可以拉高抽象决定设计,做出language based os:一种general kernel design using language-based protection instead of hardware protection,libos。

rCore是c版本的清华大学教学操作系统uCore(u:micro)的Rust移植版本,它里面的syscalls是兼容linux的,可以运行userspace的linux用户程序,后来,他们参考rust-osdev.com织织的成果,将整个rcore又重写为zcore,以接近fuchsia使用的zircon微内核,(Fuchsia 是谷歌试图使用单一操作系统去统一整个生态圈的一种尝试,类似华为的多场景OS鸿蒙),这种微内核特征在《一种设想:为linux建立一个微内核,融合OS内核与语言runtime设想》已经说过:拉高抽象结构,将被兼容内核放在下层用户进程级,这其实就是wsl1等 os subsystem的套路,也是libos,“一个进程一个OS”的思想,以及language based os。

目前为止,它们的代码http://github.com/rcore-os/中,有很多子项目(rboot,rcore-user,etc..),最重要的当然是http://github.com/rcore-os/zCore,它重写了rcore为微内核zircon-object(包含内存管理和任务管理二部分),有兼容以前rcore的linux-object和linux-syscalls,linux-loader,还增加了对fuchsia的zircon-object(除内存管理和任务管理的其它部分)和zircon-syscalls,zircon-loader。作为最终结果的zcore,可在unix(linux/macos)下以libos方式运行linux(make rootfs,cargo run --release -p linux-loader /bin/busybox)和fuchsia的程序(cargo run --release -p zircon-loader prebuilt/zircon/x64)。也可bearmetal以独立qemu运行(make image,cd zCore && make run mode=release linux=1,cd zCore && make run mode=release)。如果不好理解,你可以把整个项目成果想象成拥有wsl1 subsystem和win子系统的win10(wsl2改为更按近vm的实现方式)。

编译时,rust源码编译跟cpp一样慢,这是真的(不过想象其运行期安全和抽象在运行期0成本就忍了)。下载大量crates时。记得把register设为ustc的源。不过,我编译上述项目时,在osx14下运行cargo run --release -p zircon-loader prebuilt/zircon/x64和时cd zCore && make run mode=release都有失败。

以上都不是重点,这里才是:在重写zcore的过程中,他们发现fuchsia的微内核中的系统跟rust语言的很多机制紧密对应(非精确一一对应)。----- 除了他们的V3 rev文档库https://github.com/rcore-os/rCore-Tutorial中将这些开发过程都详尽写出来了,在https://rucore.gitbook.io/rust-os-docs/也有一篇《Rust语言速成》还提到,快速学rust最好的办法是发明一个rust os,顺便与C的交互也学习,探索高级语言的局限(而这在以前的c语言+linux这类教育中是不太可能的,因为前者抽象不高涵盖不了语言学习的典型场景而后者也不能)。。。

fuchsia其它特点:

继《一种设想:为linux建立一个微内核,融合OS内核与语言runtime设想》我们还发现了fuchsia中的其它特色。

zircon内核实现里有个虚拟机管理器:virtual app有时称为guest app,这一再印证,从《hyperkit:一个full codeable,full dev support的devops及cloud appmodel》一直写到这的“碎片化app,microapp,微内核OS,碎片化os,virtualapp”也正是zircon要集成到内核中的方案,记得华为的鸿蒙是“全场景分布式”,而最终,各种沙盒各种层次的虚拟化不就是为了使开发系统和部署APP结合,而且能做到更分布更细粒吗。只有细化才能分布式。

如果说云计算无O也就无APP,或许最接近原生的分布式APP:要算这种micro virtual app吧。----- 而其实统一语言,和统一内核,都是为了让真正的applvl的virtualapp出现。不过业界早有docker这样的暂代方案出现。

第二: Zircon 上的一层名叫 Garnet。 Garnet 包含Xi Core,the Xi Core engine for the Xi text and code editor. 它是Xi文本和代码编辑器的底层引擎,在系统中集成IDE,是为了降低可视调试难度。这接上了我《jupyter:devops tool with visual debug》《elmlang》的“开发要接上系统,集成在系统内部以降低难度,devops与rad结合”那些观点。

第三:zircon的flutter层面。这种用web前端技术完成的app ui,如果有了wasm的加持,可以出现在系统的各个层面,不光是web browser内。如果browser都虚拟化了,碎片化了。那么整个cli都是可以web方式开发的,共享统一appstack开发结构(一种ui决定一种app)。


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