Микроядерная архитектура как основа надёжности и безопасности ОСРВ «Нейтрино» (Владимир Махилёв, OSDAY-2024)

Короткая ссылка: 20240620O

Докладчик: Владимир Махилёв

Архитектура операционной системы «Нейтрино», особенности реализации ядра ОС и его основные сервисы.
«Нейтрино» — российская операционная система жёсткого реального времени, основанная на архитектуре микроядра. Микроядро «Нейтрино» отвечает за ограниченный набор функций и системные вызовы, включая передачу сообщений между процессами.
Микроядро не подлежит плановому исполнению в рамках каких-либо политик планирования потоков. Процессор выполняет код микроядра лишь в следующих случаях: в результате явного использования прикладным потоком системного вызова, возникновения аппаратного исключения или в ответ на прерывание. Также микроядро является вытесняемым (за исключением небольших критических секций кода), в том числе и во время обмена сообщениями между процессами — обработка передачи сообщения продолжится с той точки, на которой системный вызов был прерван вытеснением ядра.
Ядро ЗОСРВ «Нейтрино» реализует основные интерфейсы стандарта POSIX: передача сообщений и сигналы. Части стандарта POSIX, которые не реализованы в ядре (разделяемая память, очереди и т. д.), реализованы в дополнительных процессах и разделяемых библиотеках. Каждая программа, запускаемая в «Нейтрино», выполняется в собственном изолированном адресном пространстве. Все драйверы устройств и пользовательские программы — это независимые процессы, которые запускаются на целевой системе по необходимости и взаимодействуют друг с другом посредством передачи сообщений или через разделяемую память.
Микроядерная архитектура позволяет обеспечить работу в режиме жёсткого реального времени, то есть гарантировать конечное время реакции на внешние события и прерывания.