Zircon 是驅動 Fuchsia 的核心。它由核心和一小組用戶端空間服務、驅動程式和核心系統功能 (例如啟動) 所需的程式庫組成。
雖然 Zircon相反地,Zircon 的微型核心架構可讓 Fuchsia 將系統中執行的可信任程式碼數量減少到幾個核心功能:
- 記憶體管理
- 時段設定
- 處理序間通訊
系統呼叫
使用者空間程式碼會透過系統呼叫與核心空間中的物件互動。Zircon 提供系統呼叫,可執行低階作業,例如:
- 記憶體管理
- 工作和程序管理
- 處理序間通訊 (IPC) 和同步
- 例外狀況處理
- 硬體支援服務 (時鐘、熵、裝置 I/O)
使用者空間處理程序會透過 libzircon.so
存取系統呼叫,libzircon.so
是Zircon vDSO 是 ELF 格式的共用程式庫,可讓核心對應至每個新程序的位址空間。這個程式庫被視為「虛擬」,因為它是由核心映像檔直接公開,而非從檔案載入。
工作、程序和執行緒
Zircon 會公開三個主要核心物件,用於執行程式碼:
程序是系統功能的基礎。每個程序都會透過所持有的各種句柄,獲得一組功能。
Fuchsia 軟體不一定會在單一程序的限制範圍內執行。工作可讓由多個程序組成的「應用程式」以單一實體的形式進行控管。
處理序間通訊
由於程序預設為隔離狀態,因此核心必須提供一種方法,讓程序彼此安全地通訊。Zircon 包含下列核心物件類型,用於處理程序間通訊 (IPC):
- 事件:兩個程序之間的信號介面。
- Socket:類似管道的串流資料傳輸。
- 串流:可尋找的串流資料傳輸,例如檔案。
- 管道:可傳遞資料和一組句柄的訊息式傳輸。
- FIFO:共用記憶體存取的控制層,針對小型資料酬載進行最佳化。
在這些物件中,管道特別適合協助啟動新程序,因為它們能夠將句柄 (以及能力) 轉移至其他程序。
管道有兩個端點帳號代碼,每個帳號代碼都由個別程序擁有。只有擁有者可以讀取或寫入訊息,但端點的擁有權可從一個程序轉移到另一個程序。當句柄寫入管道時,系統會將其從傳送程序中移除。當從管道讀取含有句柄的訊息時,系統會將句柄新增至接收程序。
Zircon 管道是服務層級 IPC 通訊協定的基本元素,這些通訊協定由 FIDL 通訊協定是 Fuchsia 程式使用的 IPC 主要方法。稍後,您將進一步瞭解如何建立及使用 FIDL 通訊協定。
練習:工作和程序
讓我們在執行中的系統上,瞭解這些基本概念。在本練習中,您將瞭解工作和程序如何互動,形成樹狀結構。
啟動模擬器
如果您尚未啟動執行個體,請啟動支援網路功能的 FEMU:
ffx emu start workstation_eng.x64 --headless
傾印程序清單
連線至裝置 Shell 提示,並使用 ps
指令轉儲執行中的工作和程序清單。
ffx target ssh ps
以下是精簡版輸出內容範例:
TASK PSS PRIVATE SHARED STATE NAME
j: 1027 507.8M 507.4M root
p: 1061 564.4k 564k 36k bin/bootsvc
p: 1150 4264.4k 4264k 36k bin/component_manager
j: 1479 228.4k 228k
p: 1583 228.4k 228k 36k pwrbtn-monitor.cm
j: 1484 532.4k 532k
p: 1599 532.4k 532k 36k svchost.cm
j: 1544 402.4k 304k
p: 1633 402.4k 304k 232k netsvc.cm
j: 1681 296.4k 296k
p: 1733 296.4k 296k 36k console-launcher.cm
j: 1799 7232.4k 7232k
p: 1825 7232.4k 7232k 36k archivist.cm
j: 1927 660.4k 660k
p: 1955 660.4k 660k 36k base-resolver.cm
j: 2072 1016.4k 1016k
p: 2088 1016.4k 1016k 36k driver_manager.cm
j: 2239 348.4k 348k
p: 2252 348.4k 348k 36k device-name-provider.cm
j: 2364 275.3M 275.3M
p: 2380 1012.4k 1012k 36k fshost.cm
p: 6544 252.1M 252.1M 36k /pkg/bin/blobfs
p: 10205 9744.4k 9744k 36k /pkg/bin/minfs
p: 10475 12.8M 12.8M 36k pkgfs
我們先著重於輸出結果中的兩個資料欄:
- TASK:指出每個項目是工作 (
j
) 或程序 (p
),後面會附上專屬 ID。 - NAME:提供系統正在執行的部分的詳細資訊。
讓我們根據目前的討論內容,來分析一些有趣的內容:
- 每個程序都會連結至父項工作。部分工作會有多個程序。
- 所有工作都會追溯至
root
工作,做為最終父項,形成樹狀結構。 - 在啟動期間,系統會直接將幾個程序啟動至
root
工作。大部分其他程序會在其專屬父項工作下啟動。 - 初始啟動工作完成後,許多項目都會加上
.cm
擴充功能。這些是「元件」,您稍後將進一步瞭解。 - 其中部分元件是核心服務,例如檔案系統 (
fshost.cm
) 和驅動程式 (driver_manager.cm
),這些元件位於使用者空間,與核心分開。
接下來,我們將探討 Zircon 如何啟用 Fuchsia 安全性模型的基本功能。