Fuchsia: Das Herz von Googles neuem Betriebssystem – der Zircon-Kernel ist die eigentliche Innovation

 

Google geht mit dem kommenden Betriebssystem Fuchsia ganz neue Wege und wird sich von vielen traditionellen Konzepten verabschieden, die unter anderem auch in Android und Chrome OS zu finden sind. Den Grundstein für diesen Neustart legt man aber nicht unbedingt mit dem Gesamtprojekt, sondern vor allem mit dem Zircon-Kernel, der das eigentliche Produkt ist und zukünftig sehr flexibel eingesetzt werden könnte.

Aufgrund einiger aktueller Hinweise zu einem bevorstehenden Start, in welcher Form auch immer, beschäftigen wir uns in den letzten Wochen hier im Blog wieder etwas intensiver mit Googles kommendem Betriebssystem Fuchsia. Dabei haben wir bereits geklärt, wofür „Fuchsia“ steht, auf welchen Geräten es eingesetzt werden könnte und natürlich blicken wir auch mal unter die Haube der Layer-Architektur. Heute dreht sich alles um den Zircon-Kernel.

Vor wenigen Tagen haben wir euch die Layer-Architektur hinter Fuchsia gezeigt, die das gesamte Projekt in vier große Hierarchie-Ebenen teilt, die wiederum mit zahlreichen Komponenten und einem modularen Aufbau angepasst werden könnten. Auf der untersten Stufe steht der Kernel des Betriebssystems, mit dem die weiteren Module und vom Nutzer verwendeten Aktivitäten natürlich aus vielerlei Gründen nicht in Kontakt kommen.

Während sehr viele moderne Betriebssysteme auf dem Linux- oder Unix-Kernel basieren, was auch für die beiden Google-Plattform Android und iOS gilt, sieht das bei Zircon ganz anders aus. Schon bei den ersten öffentlich zugänglichen Informationen hieß es „Fuchsia is not Linux“, was grundsätzlich eher „Zircon is not Linux“ heißen müsste. Linux ist streng genommen auch nur ein Kernel mit vielen Anbauten und einer darüber gestülpten Benutzeroberfläche. Fachlich natürlich sehr viel komplizierter, aber für den Vergleich reicht es.

Google will mit Fuchsia in allen Bereichen neue Wege gehen und hat dementsprechend auch den Linux-Kernel aus der Entwicklung herausgehalten und stattdessen einen völlig neuen Kernel gebastelt: Zircon. Auch wenn der Kernel für den Endnutzer nicht relevant und auch nur wenig interessant ist, ist es das Herzstück des neuen Betriebssystems.

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Fuchsia basiert auf dem LittleKernel
Tatsächlich haben Googles Entwickler beim Zircon-Kernel nicht komplett von Null begonnen, sondern sich das bekannte Open Source-Projekt LittleKernel zum Vorbild genommen und dieses stark verbessert. Das wurde schon in der Fuchsia is not Linux-Erklärung direkt im zweiten Satz herausgestellt und ist somit kein großes Geheimnis. Trotz der Bezeichnung des ursprünglichen Projekts verweist man außerdem darauf, dass Fuchsia kein Microkernel ist.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen Zircon und LittleKernel (LK)

• LK can run in 32-bit systems. Zircon is 64-bit only.
• Zircon has first class user-mode support. LK does not.
• Zircon has a capability-based security model. In LK all code is trusted.

Während gängige Kernel für den Einsatz im Internet of Things stark verschlankt werden müssten, ist Zircon bereits so schlank wie möglich gehalten und muss nicht umständlich auf Kosten der Sicherheit, Funktionsumfang oder Performance entschlankt werden. Dennoch hat man nicht alles auf die Schlankheit-Karte gesetzt, sondern von Beginn an an den praktischen Einsatz gedacht. So schlank wie nötig, so umfangreich wie möglich.

Es geht bei Zircon weder darum, möglichst viele Funktionen in den Kernel zu bringen und umgekehrt auch nicht darum, möglichst wenige hereinzubringen. Zircon soll nach wie vor nur das Grundgerüst bilden, das dank der darüber liegenden starken Fuchsia-Struktur sehr umfangreich erweitert werden kann. Ein vernünftiger Ansatz, der seine Stärken aber nur dann vollständig ausspielen kann, wenn Kernel und die darüber liegenden Layer aus gleicher Hand stammen. Genau das war bisher unter Nutzung des Linux-Kernels nicht der Fall.

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Zircon is the core platform that powers the Fuchsia OS. Zircon is composed of a microkernel (source in /zircon/kernel as well as a small set of userspace services, drivers, and libraries (source in /zircon/system/ necessary for the system to boot, talk to hardware, load userspace processes and run them, etc. Fuchsia builds a much larger OS on top of this foundation.

Natürlich ist ein Kernel kein echtes Produkt, sondern bildet nur die Grundlage für alles, was darüber liegt. Es hätte grundsätzlich wohl keinen Vorteil, den Kernel von Android und Chrome OS gegen Fuchsia Zircon auszutauschen – was vermutlich ohnehin nicht ohne extremen Aufwand möglich wäre. Es bildet aber eine neue Basis für zukünftige Projekte und ist somit sehr langfristig angelegt. Gleichzeitig befreit man sich vom Linux-Korsett und hat erstmals von der ersten bis zur letzten Codezeile eines Betriebssystems die volle Kontrolle.

Es wird immer wieder gemunkelt, dass auch andere Unternehmen bereits mit dem Zircon-Kernel arbeiten und Plattformen auf diesem Fundament aufbauen könnten. Angesichts der Tatsache, dass Google über Flutter längst auch Entwickler für Fuchsia eingespannt hat, ohne dass diese es vielleicht überhaupt wissen, zeichnen sich sehr langfristige Vorbereitungen auf den Projektstart auf ab, auf den wir schon seit mehreren Jahren warten.

Die Bezeichnung Zircon dürfte übrigens auf den Edelstein Zirkon zurückgehen, bei dem es sich in den meisten Fällen um ein Mineral handelt, das in vielen verschiedenen Farben vorkommen kann. Und damit passt es auch schon wieder zum Fuchsia-Farbcode, der seine Wurzeln wiederum bei Apple hat.

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[Fuchsia Zircon Dokumentation]

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