vivo自研蓝河操作系统内核开源！Rust开发新机遇来了

明敏 克雷西 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

芜湖~在AI重塑智能终端这个关键时刻，首个适用于嵌入式和移动设备的开源Rust内核，来了！
vivo最新宣布，开源自研蓝河操作系统内核
它完全由Rust语言编写，从根本上解决了传统C语言在内存安全、维护成本上的长期难点。
而且更加轻量化，对硬件资源要求低；兼顾通用性，支持ARM、RISC-V架构。
这不仅是国产操作系统的一次突破——在Linux等内核以外另辟蹊径；也是对国产操作系统的一次创新——使用新兴的Rust编程语言，构建内存安全的操作系统内核。


为了更进一步推动Rust生态发展，第三届vivo蓝河操作系统创新赛也即将启动，面向行业及高校，为广大开发者们提供学习交流平台，并给予丰厚的奖励；同时，vivo也将持续与行业伙伴一起，共同推动Rust语言在中国的推广和普及。
vivo这一波，一石多鸟啊。
但问题是，引爆这一切的蓝河内核，究竟能做什么？
安全、轻量、通用
此次开源的部分是vivo自研蓝河操作系统（BlueOS）的核心。
作为行业首个从内核到系统框架全栈使用Rust语言编写的操作系统，蓝河操作系统本身就具备天生更智慧、天生更流畅、天生更安全的特性——
智慧，指的是蓝河操作系统架构设计深度融合蓝心智能，支持多种AI算法；流畅，是指蓝河通过一系列高性能技术，充分发挥了软硬件资源的利用效率；安全，则是蓝河操作系统全栈使用能保障内存安全的Rust语言，从源头确保安全性。


而这次vivo开源了蓝河操作系统重中之重的部分——蓝河内核。它是行业首个适用于嵌入式和移动设备的开源Rust内核，兼具安全、轻量和通用三大优势。


选择Rust，天生更安全
首先说安全，在操作系统开发中，内存安全一直是核心关注点。
统计数据显示，传统以C/C++编写的系统中高达70%的严重安全漏洞源自内存使用不当。这导致诸如缓冲区溢出、空指针引用、Use-After-Free（UAF）等漏洞频发，严重威胁系统安全。
例如Dirty COW（脏牛）是Linux内核中的一个本地提权漏洞，其名称源自问题出现于内核内存管理的“拷贝-写”机制，导致非法获得root权限。
在Windows操作系统及其组件中，也有Use-After-Free（UAF）类漏洞屡见不鲜。攻击者可能利用悬空指针访问，从而执行任意代码或控制系统。
这样的例子不胜枚举，但都与内存相关。
修复漏洞自然是操作系统安全工作的一个重要环节，但这种模式治标不治本，需要从更底层的维度，从根本上避免漏洞的出现。
蓝河操作系统内核选择的Rust，就是这种从源头实现天生更安全的技术路线。
蓝河选用的Rust引入了所有权（Ownership）和借用检查（Borrow Checker）机制，在编译期间强制保证对内存的合法访问，可以防止缓冲区溢出，同时禁止空指针和悬空引用并避免重复释放，减少内存泄漏。
Rust不仅在编译期杜绝大部分内存错误，运行时也通过智能指针等机制确保安全高效的内存管理。
这种模式下，内存分配和释放都有明确的生命周期，模块间共享内存也在类型系统约束下进行，安全可靠。
除了内存安全方面的先天优势，蓝河内核在架构上也采用了权限控制与特权分离、模块隔离与安全扩展等多种安全设计策略，为系统提供了全面的防护。


不只安全，运行也要高效
在安全的基础之上，蓝河操作系统内核还具备轻量化和跨平台通用的特性。
操作系统开发者希望内核及系统占用尽可能少的内存。
一方面，许多终端设备（如物联网设备、可穿戴设备）内存容量有限，操作系统若过于庞大将挤占应用运行空间；另一方面，较小的内存占用也有助于降低设备成本。
针对这一需求，蓝河操作系统内核在设计时强调精简和高效。得益于Rust语言的内存安全和零成本抽象特性，蓝河内核避免了不必要的内存开销，最小内核堆内存占用仅13KB。
蓝河内核还通过精简内核架构和减少依赖，在系统上电后需要初始化的组件更少，从而加快了引导过程。
整体而言，蓝河内核的轻量化设计有效满足了开发者对快速启动的期待，让终端设备可以“即开即用”。


跨越平台，兼容多种硬件架构
随着RISC-V架构的兴起以及ARM架构在移动和IoT领域的广泛应用，操作系统若能同时支持多架构将大大方便开发者的移植工作。
而且开发者习惯了POSIX标准等通用接口规范，希望新系统能兼容这些规范以重用现有的软件和经验。
蓝河操作系统内核在设计之初就考虑了跨架构的通用性，兼容RISC-V、ARM等多芯片架构，可满足开发者在不同平台的业务需要。


Rust语言编译器支持从嵌入式芯片到高性能处理器的众多架构，再加上没有与平台强绑定的汇编代码负担，使内核代码本身极具可移植性。
蓝河操作系统内核的接口也支持POSIX标准，提供统一规范的系统调用接口，呈现出统一的接口给上层软件。
随着其内核现在开源并吸引社区参与移植优化，为开发者提供了更大的自主空间。
从功能上看，蓝河内核配齐了操作系统最关键的核心功能：包括系统调度、内存管理、文件系统、网络和设备驱动等。
并且这些功能支持的模式广泛、工作效率高，同时最大程度地适应了开发者原有的开发习惯，可以说对开发者非常友好。
总之，vivo从底层方方面面出发，用Rust构建了全新的操作系统内核。
目前，开发者可通过登录以下网址获取蓝河内核的开源代码：
▪ AtomGit：https://atomgit.com/vivoblueos
▪ GitHub：https://github.com/vivoblueos
登录蓝河内核官方网站（https://blueos.vivo.com/kernel）也可以了解相关信息。


但问题来了，为何非要这么做，而且开源？必要性是什么？背后用意如何？
全力推动国产Rust生态发展
个中影响因素，还要从技术本身、产业发展以及国家战略几个维度来分析。
首先，用Rust编写系统内核，本身就具备先天优势。
尽管成熟操作系统核心多由C/C++编写（比如Linux），但存在一些老生常谈的问题，比如引入内存漏洞、UAF（Use After Free）、缓冲区溢出等，系统稳定性依赖于极其严密的工程规范和人力经验。
Rust作为新一代编程语言，以内存安全和高效率著称，可以从源头上避免更多安全隐患，长远来看漏洞更少、可维护性更高。
根据Stack Overflow的开发者调查，目前Rust已经连续9年成为全球开发者最喜爱的编程语言。
并且，在系统软件中引入Rust也已经成为行业共识
比如谷歌已经在Android中引入Rust模块，Linux社区已经接受Rust驱动模块的主线集成，微软尝试用Rust替代Win 32驱动模块……
这意味着，用Rust全栈重写操作系统内核并非重复造轮子，而是“单车变摩托”的升级。


其次，从产业层面来看，操作系统自主可控的呼声一直很高，但长期以来国产操作系统对Linux内核依旧有强依赖。
这就好比，尽管我们能用更好的材料和设计理念造出漂亮房子，但房子的关键房梁还是不可控。
因此，自研操作系统、掌握核心底层架构，一直是产业界需要共同突破的问题。一旦实现这一突破，则意味着对底层系统架构话语权的重构，也重新定义了国产厂商以及开发者的创新边界。
最后，vivo选择将蓝河内核开源，这也更符合Rust生态以及中国操作系统产业生态良性发展的需求。
Rust虽然一直以来受到开发者们的欢迎，但是开发群体仍是少数。这意味着Rust语言还需要进一步推广、壮大生态，才能更充分发挥其优势，帮助产业链厂商提高竞争力。
vivo此次开源蓝河内核，也是在尽可能推动Rust生态建设。
开源操作系统≠开源内核，比如很多厂商只开放UI或者SDK层，并不开放底层资源调度逻辑，这在一定程度上会限制创新发展。比如一个封闭的内核，即使存在漏洞也难以及时审查与修复。
开源内核则能吸引开发者与产业链共建，覆盖硬件厂商、系统开发者以及高校开源社区等群体。这意味着，不只是vivo一家终端厂商可以用，所有感兴趣的行业伙伴，都可以基于蓝河内核做创新。
比如在底层芯片上，蓝河内核兼容多芯片架构支持多种平台的内联汇编，就是为了进一步满足开发者的实际需求。以及当下Linux内核依旧占主导地位，驱动代码量近2000万行，占比超过60%；蓝河内核既支持Rust开发驱动，也兼容已有C语言驱动，支持渐进式迁移驱动生态。


据了解，vivo计划联合开放原子开源基金会和高校，每年举办一届蓝河操作系统创新赛，并通过社区及多种其他方式，提供Rust学习、交流和课程开发平台。
而我国的操作系统产业，正需要这样繁荣旺盛的开发生态，才能从根本上实现自主创新可控。
加之大模型浪潮下AI原生终端兴起，Agent、本地模型推理等对底层系统提出更高要求，包括实时性、安全性、高效资源调度等。用Rust全栈构建的操作系统内核，也更符合当下开发需求，能够为AI应用大爆发提供更坚实可靠的底座。
如此种种也就不难理解，为何vivo要在此时此刻选择开源蓝河内核。
天时地利人和，方方面面，都已到了最佳节点。
而能够做到这一切，也不容忽略vivo自身的长期积累与一以贯之的技术信仰。甚至是纵观全球，在Rust语言的研究、产品化落地和开源实践上，vivo都已经步入行业前列，是Rust发展的先行者和中坚力量。
蓝河内核的开源值得关注，不过最关键的还是为开发者们带来了新机遇。
AI重塑终端，底层系统、上层应用都将被全新重构，移动互联网时代应用爆发、百花齐放的局面，势必将再次上演。
vivo赶在大爆发前开源，抢先为大家搭建好用底层平台。
新语言、新内核、新风口。
开发者朋友们，新的金矿已经来到眼前了。