Redox OS 0.9.0: un passo avanti per i Sistemi Operativi alternativi a Linux

di Alex · 11 Settembre 2024

Redox OS è un sistema operativo Unix-like basato su microkernel, scritto in Rust, che punta a portare le innovazioni di Rust in un microkernel moderno.

Rust è un linguaggio di programmazione progettato per garantire prestazioni elevate, sicurezza nella gestione della memoria e concorrenza. Creato da Graydon Hoare nel 2006 come progetto personale mentre lavorava presso Mozilla Research, Rust è stato ufficialmente sponsorizzato da Mozilla nel 2009. Rust si distingue per il suo “borrow checker”, un meccanismo che previene errori di sicurezza della memoria come i “buffer overflow” e le “data races” tracciando il ciclo di vita degli oggetti durante la compilazione. Il “borrow checker” garantisce che i riferimenti ai dati non superino la durata dei dati a cui si riferiscono, prevenendo così errori come de-referenziazioni di puntatori nulli o pendenti, doppie liberazioni di memoria e condizioni di competizione dei dati. Questo meccanismo applica le regole di proprietà, prestito e durata (lifetimes) dei dati, aiutando a prevenire errori comuni di gestione della memoria che possono portare a vulnerabilità di sicurezza. Grazie a questo sistema, Rust riesce a combinare sicurezza e prestazioni elevate senza la necessità di un “garbage collector“, rendendolo una scelta ideale per lo sviluppo di sistemi operativi come Redox OS.. Questo linguaggio è stato adottato da grandi aziende come Amazon, Google, Microsoft e Meta per la sua capacità di combinare sicurezza e prestazioni.

Il progetto Redox OS è stato avviato da Jeremy Soller e la prima versione è stata pubblicata il 20 aprile 2015. Redox OS è ispirato da kernel e sistemi operativi precedenti come SeL4, MINIX, Plan 9, BSD e Linux. Il nome “Redox” deriva dalle reazioni di ossidoriduzione in chimica, una delle quali è la corrosione del ferro, nota anche come ruggine che è il significato della parola Rust in inglese.

Un microkernel è un tipo di kernel di sistema operativo progettato per fornire solo i servizi di base necessari per il funzionamento di un sistema operativo, come la gestione della memoria, la gestione dei thread e la comunicazione inter-processo (IPC) . Altri servizi, come i driver di dispositivo e i file system, sono implementati come processi a livello utente che comunicano con il microkernel tramite passaggio di messaggi. Questo design rende il sistema operativo più modulare e flessibile rispetto ai kernel monolitici tradizionali, che implementano tutti i servizi del sistema operativo nello spazio del kernel. I principali vantaggi di un’architettura a microkernel includono una maggiore sicurezza e stabilità, poiché solo i servizi essenziali vengono eseguiti nello spazio del kernel, riducendo la superficie di attacco del sistema operativo. Inoltre, se un processo a livello utente si arresta in modo anomalo, non influenzerà la stabilità dell’intero sistema.

Un confronto tra Redox OS e Linux

Compreso adesso cosa sia Redox OS e Rust, si capisce molto bene come entrambi possano dare al mondo un nuovo e migliore sistema operativo e qui un parallelo con Linux rende meglio l’idea:

Architettura del Kernel:
- Redox OS: Utilizza un microkernel, il che significa che solo i componenti essenziali del sistema operativo vengono eseguiti nello spazio del kernel. Questo approccio riduce la superficie di attacco e migliora la stabilità del sistema, poiché i crash dei processi a livello utente non influenzano il kernel.
- Linux: Utilizza un kernel monolitico, dove la maggior parte dei servizi del sistema operativo, inclusi i driver di dispositivo e i file system, vengono eseguiti nello spazio del kernel. Questo può portare a una maggiore complessità e potenziali problemi di stabilità, poiché un crash in un driver può influenzare l’intero sistema.
Sicurezza:
- Redox OS: Grazie all’uso di Rust e alla sua gestione sicura della memoria, Redox OS riduce significativamente i rischi di vulnerabilità legate alla memoria, come buffer overflow e use-after-free. Inoltre, l’architettura a microkernel isola i componenti del sistema, limitando l’impatto di eventuali vulnerabilità.
- Linux: Sebbene Linux abbia una lunga storia di miglioramenti della sicurezza, l’uso di C come linguaggio di programmazione comporta rischi intrinseci legati alla gestione della memoria. Tuttavia, la comunità di Linux ha sviluppato numerosi strumenti e pratiche per mitigare questi rischi.
Modularità e Flessibilità:
- Redox OS: La natura modulare del microkernel consente una maggiore flessibilità, poiché i componenti del sistema possono essere aggiornati o sostituiti senza influenzare il kernel. Questo rende Redox OS particolarmente adatto per ambienti di ricerca e sviluppo.
- Linux: Sebbene Linux sia altamente configurabile e supporti una vasta gamma di hardware e applicazioni, la sua architettura monolitica può rendere più difficile l’isolamento e la sostituzione dei componenti del sistema.

Infatti mi domando se il futuro non ci riservi il declino di Linux e del linguaggio C e l’avvento di Redox OS e del linguaggio Rust.

Dalla sua nascita, Redox OS ha visto una crescita costante e un miglioramento continuo. Il sistema è progettato per essere sicuro, utilizzabile e libero, con un’attenzione particolare alla sicurezza, stabilità e prestazioni. Redox OS utilizza un design a microkernel, simile a MINIX, e si avvale di un ecosistema di software scritto in Rust dai membri del progetto. Tra le componenti principali ci sono il kernel Redox (il nucleo del sistema operativo che gestisce le risorse hardware e software), il gestore di pacchetti pkgutils (un insieme di strumenti per l’installazione, l’aggiornamento e la rimozione dei pacchetti software), un ambiente desktop Orbital e la libreria standard C relibc (una libreria standard del linguaggio C riscritta in Rust per garantire maggiore sicurezza e prestazioni).

Novità della Versione 0.9.0

Miglioramenti delle Prestazioni e della Stabilità

Grazie ai finanziamenti di varie entità, Redox OS 0.9.0 ha beneficiato di miglioramenti significativi nella gestione del ciclo di vita dei processi e dei thread (unità di esecuzione di un processo che possono essere gestite indipendentemente), oltre che nella gestione dei segnali (notifiche o interruzioni che i processi possono inviare o ricevere per comunicare eventi o cambiamenti di stato). Questi aggiornamenti hanno portato a un notevole incremento delle prestazioni complessive e della stabilità del sistema operativo.

Introduzione delle Applicazioni COSMIC

Una delle novità più evidenti di Redox OS 0.9.0 è l’integrazione delle applicazioni COSMIC, che includono COSMIC Files, COSMIC Editor e COSMIC Terminal. COSMIC è scritto in Rust, proprio come Redox OS, creando un “matrimonio perfetto” tra il sistema operativo e il suo ambiente desktop. Questo è un vantaggio considerevole perché garantisce che l’intero stack software sia sicuro, stabile e performante, sfruttando le caratteristiche avanzate di Rust. L’ambiente desktop è fondamentale per un sistema operativo, e l’uso di Rust in COSMIC assicura che Redox OS possa offrire un’esperienza utente moderna e sicura. COSMIC è un ambiente GUI (interfaccia grafica utente) completo, progettato per offrire funzionalità avanzate e un design reattivo. La sua architettura modulare facilita la creazione di esperienze utente uniche e personalizzate.

Come detto, al momento l’integrazione è limitata solo alle 3 seguenti applicazioni:

COSMIC Files: Questo gestore di file sostituisce il precedente file manager di Redox. COSMIC Files offre un’interfaccia utente moderna e intuitiva, facilitando la navigazione e la gestione dei file sul sistema.
COSMIC Editor: Questo editor di testo sostituisce il precedente editor di Redox. COSMIC Editor è progettato per essere leggero e veloce, offrendo funzionalità essenziali per la modifica del testo e la programmazione.
COSMIC Terminal: Questo terminale sostituisce il precedente terminale di Redox. COSMIC Terminal offre un ambiente di linea di comando potente e flessibile, essenziale per gli utenti avanzati e gli sviluppatori.

L’integrazione delle applicazioni COSMIC rappresenta un passo avanti significativo per Redox OS e COSMIC è rilevante e importante per il progetto Redox OS ma lo sarà ancor di più quando tutto l’ambiente desktop COSMIC potrà essere unito al sistema operativo Redox in una futura e completa distribuzione Redos OS.

Inoltre, Redox OS 0.9.0 ha fatto grandi passi avanti nella portabilità dei programmi Linux e BSD. Questo significa che un numero maggiore di applicazioni può ora essere eseguito su Redox OS senza problemi, ampliando le possibilità per gli utenti che desiderano sperimentare con questo sistema operativo alternativo e avvicinando sempre più il momento in cui Redox OS potrà essere un sostituto migliore delle distribuzioni GNU/Linux

Nuove Funzionalità e Applicazioni

Il team di sviluppo ha effettuato una vasta pulizia e debugging del kernel, dei driver e del supporto PCIe. Questi miglioramenti hanno portato a una maggiore stabilità e prestazioni del sistema. Oltre a ciò, Redox OS 0.9.0 introduce anche nuove funzionalità come il supporto per RustPython, un’implementazione del linguaggio Python scritta in Rust, che è ora completamente funzionante su Redox OS 0.9.0. Inoltre, è stato portato il primo server web HTTP del sistema, basato su Simple HTTP Server, che consente di servire siti web direttamente da Redox OS 0.9.0.

Sono stati portati su Redox OS 0.9.0 editor di testo come Nano, un editor di testo semplice e leggero, ideale per modifiche rapide e semplici, e Helix, un editor di testo avanzato, progettato per essere veloce e altamente configurabile.

Oltre a ciò, Redox OS 0.9.0 include anche programmi preinstallati come DOSBox, un emulatore x86 che consente di eseguire vecchi giochi e applicazioni DOS, giochi come DOOM, il classico gioco sparatutto in prima persona, e Neverball, un gioco di abilità in cui si deve guidare una palla attraverso vari ostacoli. Infine, Redox OS 0.9.0 include anche un lettore musicale FLAC/WAV.

Negli ultimi 12 mesi, il progetto Redox OS ha ricevuto generosi finanziamenti da NGI Zero Core Fund di NLnet e da Radworks, permettendo di supportare un community manager e uno sviluppatore studente. La comunità è alla ricerca di ulteriori donazioni per sostenere lo sviluppo continuo del progetto per supportare uno o più sviluppatori a tempo pieno.
Se vuoi aiutare a supportare lo sviluppo di Redox, puoi fare una donazione su Patreon o Donorbox, oppure scegliere uno degli altri metodi presenti sulla pagina Donate. Puoi anche acquistare merchandising Redox (t-shirt, felpe con cappuccio e tazze) presso il negozio Redox.

Conclusione

Redox OS 0.9.0 rappresenta un passo avanti significativo per questo sistema operativo alternativo. Con miglioramenti delle prestazioni, nuove applicazioni e una maggiore portabilità, Redox OS continua a dimostrare il suo potenziale come una valida alternativa ai sistemi operativi tradizionali. Se sei un appassionato di GNU/Linux e desideri esplorare nuove frontiere, Redox OS 0.9.0 merita sicuramente la tua attenzione.

Puoi leggere tutti i dettagli circa il rilascio di Redox OS 0.9.0 nell’annuncio online.

Fonte: https://www.redox-os.org/news/release-0.9.0/

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