蕪湖 ~ 在 AI 重塑智能終端這個關鍵時刻,首個適用于嵌入式和移動設備的開源 Rust 內核,來了!
vivo 最新宣布,開源自研藍河操作系統內核。
它完全由 Rust 語言編寫,從根本上解決了傳統 C 語言在內存安全、維護成本上的長期難點。
而且更加輕量化,對硬件資源要求低;兼顧通用性,支持 ARM、RISC-V 架構。
這不僅是國產操作系統的一次突破——在 Linux 等內核以外另辟蹊徑;也是對國產操作系統的一次創新——使用新興的 Rust 編程語言,構建內存安全的操作系統內核。
vivo 這一波,一石多鳥啊。
但問題是,引爆這一切的藍河內核,究竟能做什么?
安全、輕量、通用
此次開源的部分是 vivo 自研藍河操作系統(BlueOS)的核心。
作為行業首個從內核到系統框架全棧使用 Rust 語言編寫的操作系統,藍河操作系統本身就具備天生更智慧、天生更流暢、天生更安全的特性——
智慧,指的是藍河操作系統架構設計深度融合藍心智能,支持多種 AI 算法;
流暢,是指藍河通過一系列高性能技術,充分發揮了軟硬件資源的利用效率;
安全,則是藍河操作系統全棧使用能保障內存安全的 Rust 語言,從源頭確保安全性。
首先說安全,在操作系統開發中,內存安全一直是核心關注點。
統計數據顯示,傳統以 C/C++ 編寫的系統中高達 70% 的嚴重安全漏洞源自內存使用不當。這導致諸如緩沖區溢出、空指針引用、Use-After-Free(UAF)等漏洞頻發,嚴重威脅系統安全。
例如 Dirty COW(臟牛)是 Linux 內核中的一個本地提權漏洞,其名稱源自問題出現于內核內存管理的 " 拷貝 - 寫 " 機制,導致非法獲得 root 權限。
在 Windows 操作系統及其組件中,也有 Use-After-Free(UAF)類漏洞屢見不鮮。攻擊者可能利用懸空指針訪問,從而執行任意代碼或控制系統。
這樣的例子不勝枚舉,但都與內存相關。
修復漏洞自然是操作系統安全工作的一個重要環節,但這種模式治標不治本,需要從更底層的維度,從根本上避免漏洞的出現。
藍河操作系統內核選擇的 Rust,就是這種從源頭實現天生更安全的技術路線。
藍河選用的 Rust 引入了所有權(Ownership)和借用檢查(Borrow Checker)機制,在編譯期間強制保證對內存的合法訪問,可以防止緩沖區溢出,同時禁止空指針和懸空引用并避免重復釋放,減少內存泄漏。
Rust 不僅在編譯期杜絕大部分內存錯誤,運行時也通過智能指針等機制確保安全高效的內存管理。
這種模式下,內存分配和釋放都有明確的生命周期,模塊間共享內存也在類型系統約束下進行,安全可靠。
除了內存安全方面的先天優勢,藍河內核在架構上也采用了權限控制與特權分離、模塊隔離與安全擴展等多種安全設計策略,為系統提供了全面的防護。
在安全的基礎之上,藍河操作系統內核還具備輕量化和跨平臺通用的特性。
操作系統開發者希望內核及系統占用盡可能少的內存。
一方面,許多終端設備(如物聯網設備、可穿戴設備)內存容量有限,操作系統若過于龐大將擠占應用運行空間;另一方面,較小的內存占用也有助于降低設備成本。
針對這一需求,藍河操作系統內核在設計時強調精簡和高效。得益于 Rust 語言的內存安全和零成本抽象特性,藍河內核避免了不必要的內存開銷,最小內核堆內存占用僅 13KB。
藍河內核還通過精簡內核架構和減少依賴,在系統上電后需要初始化的組件更少,從而加快了引導過程。
整體而言,藍河內核的輕量化設計有效滿足了開發者對快速啟動的期待,讓終端設備可以 " 即開即用 "。
隨著 RISC-V 架構的興起以及 ARM 架構在移動和 IoT 領域的廣泛應用,操作系統若能同時支持多架構將大大方便開發者的移植工作。
而且開發者習慣了 POSIX 標準等通用接口規范,希望新系統能兼容這些規范以重用現有的軟件和經驗。
藍河操作系統內核在設計之初就考慮了跨架構的通用性,兼容 RISC-V、ARM 等多芯片架構,可滿足開發者在不同平臺的業務需要。
藍河操作系統內核的接口也支持 POSIX 標準,提供統一規范的系統調用接口,呈現出統一的接口給上層軟件。
隨著其內核現在開源并吸引社區參與移植優化,為開發者提供了更大的自主空間。
從功能上看,藍河內核配齊了操作系統最關鍵的核心功能:包括系統調度、內存管理、文件系統、網絡和設備驅動等。
并且這些功能支持的模式廣泛、工作效率高,同時最大程度地適應了開發者原有的開發習慣,可以說對開發者非常友好。
總之,vivo 從底層方方面面出發,用 Rust 構建了全新的操作系統內核。
目前,開發者可通過登錄以下網址獲取藍河內核的開源代碼:
AtomGit:https://atomgit.com/vivoblueos
GitHub:https://github.com/vivoblueos
登錄藍河內核官方網站(https://blueos.vivo.com/kernel)也可以了解相關信息。
全力推動國產 Rust 生態發展
個中影響因素,還要從技術本身、產業發展以及國家戰略幾個維度來分析。
首先,用 Rust 編寫系統內核,本身就具備先天優勢。
盡管成熟操作系統核心多由 C/C++ 編寫(比如 Linux),但存在一些老生常談的問題,比如引入內存漏洞、UAF(Use After Free)、緩沖區溢出等,系統穩定性依賴于極其嚴密的工程規范和人力經驗。
Rust 作為新一代編程語言,以內存安全和高效率著稱,可以從源頭上避免更多安全隱患,長遠來看漏洞更少、可維護性更高。
根據 Stack Overflow 的開發者調查,目前 Rust 已經連續 9 年成為全球開發者最喜愛的編程語言。
并且,在系統軟件中引入 Rust 也已經成為行業共識。
比如谷歌已經在 Android 中引入 Rust 模塊,Linux 社區已經接受 Rust 驅動模塊的主線集成,微軟嘗試用 Rust 替代 Win 32 驅動模塊……
這意味著,用 Rust 全棧重寫操作系統內核并非重復造輪子,而是 " 單車變摩托 " 的升級。
這就好比,盡管我們能用更好的材料和設計理念造出漂亮房子,但房子的關鍵房梁還是不可控。
因此,自研操作系統、掌握核心底層架構,一直是產業界需要共同突破的問題。一旦實現這一突破,則意味著對底層系統架構話語權的重構,也重新定義了國產廠商以及開發者的創新邊界。
最后,vivo 選擇將藍河內核開源,這也更符合 Rust 生態以及中國操作系統產業生態良性發展的需求。
Rust 雖然一直以來受到開發者們的歡迎,但是開發群體仍是少數。這意味著 Rust 語言還需要進一步推廣、壯大生態,才能更充分發揮其優勢,幫助產業鏈廠商提高競爭力。
vivo 此次開源藍河內核,也是在盡可能推動 Rust 生態建設。
開源操作系統≠開源內核,比如很多廠商只開放 UI 或者 SDK 層,并不開放底層資源調度邏輯,這在一定程度上會限制創新發展。比如一個封閉的內核,即使存在漏洞也難以及時審查與修復。
開源內核則能吸引開發者與產業鏈共建,覆蓋硬件廠商、系統開發者以及高校開源社區等群體。這意味著,不只是 vivo 一家終端廠商可以用,所有感興趣的行業伙伴,都可以基于藍河內核做創新。
比如在底層芯片上,藍河內核兼容多芯片架構支持多種平臺的內聯匯編,就是為了進一步滿足開發者的實際需求。以及當下 Linux 內核依舊占主導地位,驅動代碼量近 2000 萬行,占比超過 60%;藍河內核既支持 Rust 開發驅動,也兼容已有 C 語言驅動,支持漸進式遷移驅動生態。
而我國的操作系統產業,正需要這樣繁榮旺盛的開發生態,才能從根本上實現自主創新可控。
加之大模型浪潮下 AI 原生終端興起,Agent、本地模型推理等對底層系統提出更高要求,包括實時性、安全性、高效資源調度等。用 Rust 全棧構建的操作系統內核,也更符合當下開發需求,能夠為 AI 應用大爆發提供更堅實可靠的底座。
如此種種也就不難理解,為何 vivo 要在此時此刻選擇開源藍河內核。
天時地利人和,方方面面,都已到了最佳節點。
而能夠做到這一切,也不容忽略 vivo 自身的長期積累與一以貫之的技術信仰。甚至是縱觀全球,在 Rust 語言的研究、產品化落地和開源實踐上,vivo 都已經步入行業前列,是 Rust 發展的先行者和中堅力量。
藍河內核的開源值得關注,不過最關鍵的還是為開發者們帶來了新機遇。
AI 重塑終端,底層系統、上層應用都將被全新重構,移動互聯網時代應用爆發、百花齊放的局面,勢必將再次上演。
vivo 趕在大爆發前開源,搶先為大家搭建好用底層平臺。
新語言、新內核、新風口。
開發者朋友們,新的金礦已經來到眼前了。
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