Rayy Lee

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Asterinas 0.18.0 发布：迈向安全容器（Kata）与机密容器（CoCo）

星绽（Asterinas）社区高兴地宣布，全新版本 0.18.0 正式发布！

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本次发布最大的看点，是星绽已经可以作为基于虚拟机的 Kata Containers 与 Confidential Containers 的客户机 OS ，为这一安全攸关场景提供一个比 Linux 更加安全可靠的内核选项。为此， 0.18.0 新版一口气交付了许多重要特性：命名空间（新增 IPC 与 cgroup 命名空间，并在 /proc/[pid]/ns 下提供 nsfs）、cgroups（PID 子控制器与部分 CPU 子控制器）、用于与宿主机共享文件系统的 virtio-fs、为系统引入硬件熵源的 virtio-rng（/dev/hwrng），以及一套完全重写的 vsock，用于打通宿主机与客户机之间的通信。

用户态调试也在这一版本中正式登场。我们实现了 ptrace 系统调用，并配齐了它的核心操作—— PTRACE_SETOPTIONS、PTRACE_SYSCALL 以及 PTRACE_PEEK/POKE。正是这些能力，让 GDB、strace 等广受欢迎的调试工具得以在 Asterinas 上运行，并配套提供了经过验证的使用文档与 CI 持续保障。

本次发布还对存储栈做了一次重大升级：ext2 文件系统被全面重写，块设备层迎来全新的 NVMe 驱动，VFS 则新增了 Dentry 重校验（revalidate）机制，并对页缓存（page cache）进行了重构。几项工作叠加，换来的是一个更可靠、也更有能力的存储栈。

最后，Asterinas NixOS 对真实世界软件的覆盖面大幅扩张——已验证可用的热门软件包超过 100 款，其中不乏 Codex、QEMU 和 Firefox 这样的重量级选手。为了让这份不断增长的"软件清单"持续可用，我们还集成了一系列新的测试套件，包括 kselftest、xfstests，以及 Go、Python、JDK 各自的标准单元测试套件。

以上是本次发布的几条主线。下面，我们按模块梳理这一版本的主要变更，方便希望深入了解的读者按图索骥。

Asterinas NixOS

  • 为 Asterinas NixOS 测试套件搭建框架
  • 补充更多已验证应用的文档
  • 为热门应用添加测试
  • 在 Asterinas NixOS 上运行 Go 标准库测试
  • 在 Asterinas NixOS 上运行 JDK 测试
  • 在 Asterinas NixOS 上运行 Python 回归测试
  • 为虚拟化应用添加 QEMU 测试
  • 支持 ARCH_GET_GS/ARCH_SET_GS 以运行 Firefox

 

Asterinas 内核

进程管理：

  • 重构 PidFile 并新增 pidfd_getfd 系统调用、新增 pidfd_send_signal 系统调用，以及让 PidFile 语义对齐 POSIX
  • 修复加载损坏 ELF 文件时的错误行为

Ptrace：

  • 新增 ptrace 系统调用
  • 支持基于 ptrace 的调试
  • 新增 PTRACE_SETOPTIONS、PTRACE_SYSCALL 与 PTRACE_PEEK/POKE_TEXT/DATA
  • 为 GDB 与 strace 提供（内核侧）补丁、经验证的使用文档与 CI
  • 支持通过 /proc/[pid]/mem 强制写入
  • 新增 Yama ptrace 作用域

信号与 IPC：

  • 修正 sigsuspend 并修复其他多项信号行为
  • 修复 System V 信号量中的大量 bug

内存管理：

  • 尊重 mmap 的地址提示（address hint）
  • 修复多个 MM 系统调用中错误的返回码及其他问题行为

文件系统：

  • VFS
    • 新增伪 Path
    • 引入 Dentry 重校验机制
    • 重构页缓存实现，并修复一处会将未初始化内存泄露到用户态的页缓存 bug
    • 实现 pivot_root 系统调用
    • 为 open/openat 实现 O_TMPFILE 支持
    • 重构 Metadata 的字段并修正伪文件系统的设备 ID
  • virtio-fs
    • 在 Asterinas 中支持 virtio-fs
  • Ext2
    • 重写 ext2 文件系统
  • Procfs
    • 新增 /proc/mounts、/proc/[pid]/auxv、/proc/[tid]、/proc/[pid]/maps 的更多条目 以及 mountstats

套接字与网络：

  • 重写 vsock
  • 新增初步的 IPv6 支持
  • 在缺少 CAP_NET_BIND_SERVICE 时拒绝绑定特权端口
  • 修复若干 UDP 问题

命名空间与 cgroups：

  • 支持 nsfs（/proc/[pid]/ns）
  • 支持 IPC 命名空间
  • 支持 cgroup 命名空间
  • 实现 cgroup PID 子控制器
  • 新增部分 cgroup CPU 子控制器，提供 cpu.stat 统计信息 与 占位的 cpu.weight/cpu.max 限制文件
  • 绑定挂载命名空间文件

安全：

  • 实现 capabilities 以及以 root 身份执行程序
  • 实现 capability bounding set 支持
  • 修复凭证相关的系统调用并加以清理
  • 新增初步的 LSM 框架

设备：

  • 块设备与 NVMe
    • 新增 NVMe 驱动
  • PCI
    • 改进 PCI 设备枚举与探测
    • 从 FDT/ACPI 获取 PCI 总线范围，并在 x86 上支持 PCI ECAM
  • TTY 与控制台
    • 支持多 TTY
    • 支持 NS16550A UART 控制台、/dev/ttyS0 以及 console=ttyS0
    • 键盘相关增强
  • VirtIO
    • 支持 virtio-rng 并以 /dev/hwrng 暴露
    • 将 virtqueue 视为不可信，并在 aster-virtio 中使用可失败的内存分配
  • TDX
    • 新增 TSM-MR（测量寄存器）sysfs 支持

测试：

  • 接入 Linux kselftest 测试套件
  • 接入 xfstests 测试套件

其他：

  • 新增通用系统调用表
  • 引入内核参数框架

 

Asterinas OSTD 与 OSDK

OSTD：

  • 用 OSTD 自有的日志 API 替换 log crate
  • 基于 zerocopy 重构 Pod
  • 重构 DMA API
  • 新增用于类型化内存拷贝的 Memcpy/Memset trait 框架

其他：

  • 新增 ARM（aarch64）上的 Docker 开发环境

 

Asterinas Book

  • 新增编码规范
  • 新增 OSTD 的健全性（soundness）分析
  • 新增 Kata Containers 相关文档
  • 新增机密容器（CoCo）相关文档

 

致谢贡献者

本次发布离不开 36 位贡献者的辛勤付出。感谢你们出色的工作！

  • Ruihan Li（191 commits）

  • jiangjianfeng（92 commits）

  • Wang Siyuan（72 commits）

  • Qingsong Chen（64 commits）

  • Chen Chengjun（59 commits）

  • Tate, Hongliang Tian（52 commits）

  • Tao Su（46 commits）

  • Zhang Junyang（36 commits）

  • zjp（26 commits）

  • li041（23 commits）

  • Xinyi Yu（23 commits）

  • Marsman1996（18 commits）

  • wyt8（17 commits）

  • Aaron Chen（9 commits）

  • zzj-5341（9 commits）

  • Chaoqun Zheng（8 commits）

  • Hsy-Intel（7 commits）

  • Cautreoxit（4 commits）

  • Chao Liu（4 commits）

  • Junrui Luo（4 commits）

  • Ray Lee（4 commits）

  • rikosellic（4 commits）

  • TankTechnology（4 commits）

  • Zhenchen Wang（4 commits）

  • Yuke Peng（3 commits）

  • Zhihang Shao（3 commits）

  • yyda（3 commits）

  • Arthur Paulino（1 commit）

  • Jakob Hellermann（1 commit）

  • Linermao（1 commit）

  • lxh（1 commit）

  • Shen Bowen（1 commit）

  • Wei Zhang（1 commit）

  • wrj97（1 commit）

  • YanLien（1 commit）

  • zzjrabbit（1 commit）

Asterinas 是一个用 Rust 编写、兼容 Linux ABI 的框内核（framekernel）操作系统，致力于在保持高性能的同时，提供更强的内存安全与可靠性保障。欢迎访问我们的 GitHub 仓库，给我们点亮一颗 Star，或加入社区一起共建！

图片

项目仓库

Gitub:   github.com/asterinas/asterinas

posted on 2026-06-08 22:27  rayylee  阅读(4)  评论(0)    收藏  举报