«История для гиков»: программист Роман Предеин – о готовности новой российской операционной системы «Фантом»

Москва, Иркутск, 24.01.22 (ИА «Телеинформ»), - Российский программный «долгострой» – уникальная микроядерная операционная система «Фантом» Дмитрия Завалишина – готова к использованию в пилотах. Ожидается, что проект, работа над которым ведется с 2010 года, заинтересует, в частности, энергетиков, военную промышленность, банки и сможет побороться за место под солнцем с Linux.

Как сообщает CNews, работа над операционной системой «Фантом», близка к завершению. В 2022 году разработчики рассчитывают подготовить рабочий прототип системы, портированный на фреймворк для создания ОС на базе микроядер Genode.

– Основная версия операционной системы готова к пилотным проектам. Версия для Genode пока не завершена, именно над ней и идет работа. По плану в конце года она будет готова к применению, – заявил Дмитрий Завалишин в разговоре с CNews.

Портированием на Genode занимается специальная рабочая группа, созданная в 2019 году на базе «Иннополиса».

Процедура предусматривает сращивание среды исполнения программ этой операционной системы с программным ядром фреймворка, имеющим возможность поддержки многочисленных аппаратных платформ (x86, ARM, RISC-V и др.) и гипервизоров, включая формально верифицированную систему seL4. Как подчеркнул глава DZ Systems, это позволит упростить и ускорить реализацию и доработку «Фантома». Также это поможет сделать ОС более надежной и безопасной, адаптировать ее к реальному использованию в промышленной сфере.

В отличие от принципа «все есть файл», применяемого в Unix-подобных системах, к которым относится и популярная в России GNU/Linux – именно на ее основе построено большинство отечественных ОС («Альт», Astra Linux, «Ред ОС» и т.п.), «Фантом» базируется на принципе «все есть объект».

– Операционная система устроена таким образом, что с точки зрения прикладного процесса она никогда не перестает работать, – объясняет особенности своего детища Дмитрий Завалишин. – То есть физическое выключение компьютера для нее – то же самое, что пауза, не более. И прикладные программы при новом старте продолжают работать, как будто отключения не было.

Упрощенно говоря, «Фантом» представляет собой виртуальную машину, которая с заданной периодичностью «сбрасывает» снимки своего состояния (виртуальной памяти) в постоянную память (в некотором роде напоминает гибернацию в Microsoft Windows). Это позволяет в случае отключения питания компьютера или сбоя «откатить» систему к последней успешной транзакции и как ни в чем не бывало продолжить работу.

– В ситуации, когда ОС гарантирует программе вечную работу, каждая переменная такой программы семантически превращается в файл. Это означает, что программа перестает нуждаться в, собственно, файлах для хранения данных, которые требуются для работы. Это включает в себя как данные, которые поставляются вместе с программой, так и данные, порожденные в процессе работы. Нет файлов – нет точки входа для сторонней программы (вируса), нет способа вторгнуться в «личное пространство» программы для модификации ее поведения, – отметил Завалишин в разговоре с CNews, отвечая на вопрос о том, как помогает защититься от вредоносных программ применяемый в ОС «Фантом» подход.

Помимо повышения отказоустойчивости и безопасности, данная особенность «Фантома» упрощает разработку прикладного ПО под эту ОС: программисту, в частности, не нужно заботиться о сохранении данных, а ориентированность системы на управляемый код позволяет отказаться от управления памятью вручную.

Другая важная черта «Фантома», которую отмечают разработчики, – высокая производительность. Она достигается, в частности, за счет использования глобального адресного пространства и отсутствия характерного для современных мейнстримных ОС переключения контекста между ядром и запущенными программами, которое может быть весьма ресурсозатратным, но необходимым по соображениям безопасности.

По словам ректора университета «Иннополис» Александра Тормасова, в ближайшее время разработчики, помимо портирования ОС на Genode, рассчитывают подготовить ее к использованию в реальных проектах, а также добавить поддержку популярных языков программирования.

Говоря о коммерческих перспективах продукта, руководитель DZ Systems заявил, что тот, вероятно, заинтересует организации, уделяющие особое внимание безопасности – предприятия ТЭК, военной промышленности, объекты критической информационной инфраструктуры (КИИ), например банки.

– Основная цель на сегодня – встроенные применения, которые требуют высокой надежности, IoT-тематика (устройства интернета вещей; – прим. CNews) и роботы, –говорит Завалишин. По его мнению, у ОС «Фантом» в данном сегменте рынка существует лишь один конкурент – Linux.

Одним из важных преимуществ операционных систем на базе Linux является свободная доступность широкого перечня программ, предназначенных для решения самых разных задач. Экосистема Linux формировалась десятилетиями при участии миллионов разработчиков и поддержке крупнейших технологических компаний мира.

• Как рассказал Телеинформу программист Роман Предеин, «Фантом» – это крутой самобытный проект. Однако широкое распространение в мире он вряд ли получит.

– Пока это история для гиков. И, скорее всего, такой она и останется. Безусловно, крутой самобытный проект. Круто, что в России вообще кто-то занимается такими вещами. Но на глобальном рынке «Фантом» никогда не появится.

Я могу представить спецустройства на вооружении МВД на базе «Фантома», но учебного ноутбука или офисного ПК под управлением подобной ОС я пока не вижу даже в отдаленном будущем. И дело не конкретно в «Фантоме», а в самом принципе работы подобных систем (да, это не единственное решение в своем роде).

Это только мое скромное мнение, но персистентность, которая заложена в основе философии операционки, является элегантной концепцией, но ставит крест на массовом внедрении  системы как продукта.

Эта концепция подразумевает отсутствие файлов в привычном для нас понимании. То есть вы не можете отправить PDF-ку по почте или JPG в чатике.

Вы должны обмениваться данными как бы в потоке, согласно определенному протоколу. Это похоже на работу с API, когда мы отправляем запросы на сервер погоды, например, а потом отрисовываем их в интерфейсе.

Рай для программиста и абсолютный ад для пользователя, которому вообще не нужно работать с кодом.

Условный графический художник должен рисовать графику, а не вникать в протоколы и наследственность различных классов. Поэтому, увы, мое скромное мнение, «Фантом» ждет максимум узкая ниша госзаказов. Чего искренне желаю разработчику. В целом он большой молодец, – отметил Роман Предеин.

Фото с сайта CNews