林柏娟

從自研到開(kāi)源，vivo藍(lán)河走向操作系統(tǒng)“深水區(qū)”。

AI時(shí)代的操作系統(tǒng)，

如何倒逼內(nèi)核再進(jìn)化？

當(dāng)大模型裝進(jìn)各種智能終端設(shè)備，上連應(yīng)用、下接硬件的操作系統(tǒng)走向了歷史變革的舞臺(tái)中央。

在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，操作系統(tǒng)作為用戶數(shù)字世界的守門(mén)人，掌管著一切硬件資源的入口。從CPU調(diào)度、內(nèi)存分配，到攝像頭、麥克風(fēng)、定位等傳感器權(quán)限，沒(méi)有操作系統(tǒng)的允許，任何應(yīng)用都無(wú)法觸碰這些底層能力。

它更是每一比特?cái)?shù)據(jù)流動(dòng)的把關(guān)者——決定何時(shí)進(jìn)入、如何存儲(chǔ)、能否離開(kāi)，以及由誰(shuí)讀取。可以說(shuō)，AI時(shí)代的操作系統(tǒng)，不僅是硬件幕后專注資源調(diào)度的中介，還成為了承載大模型運(yùn)行和守護(hù)數(shù)據(jù)邊界的核心橋梁。

事實(shí)上，操作系統(tǒng)所扮演的關(guān)鍵角色也引發(fā)了AI時(shí)代的安全拷問(wèn)：在智能終端遍地、人均擁有3臺(tái)或以上設(shè)備的今天，我們?nèi)绾螛?gòu)建一個(gè)更加安全且真正可信的操作系統(tǒng)?

尤其是隨著過(guò)去一年來(lái)操作系統(tǒng)及其底層組件頻繁暴露在高強(qiáng)度攻擊之下，無(wú)論是Linux工具鏈被植入供應(yīng)鏈后門(mén)，還是Windows因內(nèi)核級(jí)組件崩潰導(dǎo)致大規(guī)模藍(lán)屏事故，都預(yù)示著安全要成為操作系統(tǒng)的一種底層能力。

解題的思路，可能還得回歸到系統(tǒng)編程語(yǔ)言。

如果說(shuō)操作系統(tǒng)是一棟摩天大樓，那么系統(tǒng)編程語(yǔ)言則是決定其穩(wěn)固和可靠的鋼筋水泥。以WindowsNT、Linux為代表的傳統(tǒng)主流操作系統(tǒng)內(nèi)核都誕生于上世紀(jì)八九十年代，如今在AI時(shí)代已經(jīng)面臨著各種結(jié)構(gòu)性限制。

一方面，傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核多采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，雖然在性能上做到了高效，但是在內(nèi)存安全存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)，通常出現(xiàn)安全漏洞后會(huì)事后打安全補(bǔ)丁，也無(wú)法做到原生安全來(lái)應(yīng)對(duì)AI時(shí)代多模態(tài)交互和用戶復(fù)雜行為所帶來(lái)的逐漸擴(kuò)大的攻擊面。

另一方面，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)內(nèi)核普遍功能臃腫，核心代碼動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)行，導(dǎo)致其在IoT、邊緣計(jì)算等多樣化終端場(chǎng)景中難以高效適配與裁剪。這種龐大的內(nèi)核體積，讓操作系統(tǒng)陷入一種結(jié)構(gòu)性的適配瓶頸。

可以說(shuō)，這些普遍誕生于通用計(jì)算時(shí)代、主要面向PC架構(gòu)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核，已經(jīng)難以滿足“輕量級(jí)、高安全、跨平臺(tái)”的需求，從而也無(wú)法適應(yīng)當(dāng)下AI時(shí)代多端協(xié)同、異構(gòu)計(jì)算的環(huán)境。

那么，什么樣的語(yǔ)言才能夠打破時(shí)代的瓶頸，滿足AI浪潮下的用戶所需？vivo的答案是：Rust。

用Rust語(yǔ)言構(gòu)建新內(nèi)核，

vivo走向操作系統(tǒng)“自研深水區(qū)”

為什么是Rust語(yǔ)言？

作為一門(mén)新興的系統(tǒng)級(jí)編程語(yǔ)言，Rust誕生于2006年。當(dāng)時(shí)，Mozilla的一位程序員下班回家遭遇電梯故障，才激發(fā)了其開(kāi)創(chuàng)一門(mén)全新的編程語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)出簡(jiǎn)潔、短小但運(yùn)行速度快的代碼。

早在Rust誕生之前，系統(tǒng)級(jí)編程可以說(shuō)幾乎完全由C/C++主導(dǎo)。它們雖高性能，但也對(duì)程序員幾乎不設(shè)限制，往往導(dǎo)致像內(nèi)存安全漏洞頻發(fā)、多線程并發(fā)條件下BUG難以預(yù)測(cè)和調(diào)試等各種安全問(wèn)題。

而Rust的出現(xiàn)，就是為了在不犧牲性能的前提下，解決C/C++統(tǒng)治時(shí)代暴露的安全問(wèn)題。對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，這是一種兼具C語(yǔ)言級(jí)別性能與現(xiàn)代內(nèi)存安全機(jī)制的新一代編程語(yǔ)言。

首先，它能夠在編譯期實(shí)現(xiàn)內(nèi)存安全和并發(fā)安全的問(wèn)題。

相較于使用C語(yǔ)言編程，開(kāi)發(fā)者需要手動(dòng)管理內(nèi)存，容易出現(xiàn)空指針、野指針、緩沖區(qū)溢出等嚴(yán)重漏洞，Rust可以通過(guò)所有權(quán)管理機(jī)制和生命周期管理，在編譯階段就能發(fā)現(xiàn)內(nèi)存使用不當(dāng)而導(dǎo)致的安全漏洞。

其次，它也能夠做到并發(fā)安全。C語(yǔ)言的并發(fā)模型較弱，面臨著更高的調(diào)試成本，而Rust能夠在語(yǔ)言層面確保線程間的數(shù)據(jù)訪問(wèn)是安全的。對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，可以安全地寫(xiě)出并發(fā)程序，而不用擔(dān)心底層隱患。

最后，它適用于更重要的安全場(chǎng)景和更多元的終端設(shè)備。

Rust的“零成本抽象”和“無(wú)GC運(yùn)行時(shí)”特性，也讓它能靈活下沉至更輕、更小、更分布的多元終端設(shè)備——如IoT節(jié)點(diǎn)、邊緣計(jì)算單元、智能穿戴甚至嵌入式芯片，真正成為“從數(shù)據(jù)中心到手表芯片”的全場(chǎng)景系統(tǒng)語(yǔ)言。

可以說(shuō)，Rust正在成為一種新的選擇。早在2022年，微軟Azure首席技術(shù)官M(fèi)arkRussinovich就直接呼吁開(kāi)發(fā)人員棄用C和C++，轉(zhuǎn)投Rust的懷抱。而StackOverflow針對(duì)開(kāi)發(fā)者在2023年做出的調(diào)查顯示，超過(guò)80%的開(kāi)發(fā)者表示愿意繼續(xù)使用Rust，遠(yuǎn)高于C/C++（不到50%）。

在國(guó)外科技巨頭號(hào)召萬(wàn)千開(kāi)發(fā)者跟進(jìn)的同時(shí)，中國(guó)科技公司也早已形成了Rust語(yǔ)言的隊(duì)列。

vivo最近宣布開(kāi)源的藍(lán)河操作系統(tǒng)內(nèi)核（以下簡(jiǎn)稱藍(lán)河內(nèi)核），擁有安全、輕量、通用三大特性。這種獨(dú)特的內(nèi)核優(yōu)勢(shì)，讓藍(lán)河內(nèi)核能夠真正滿足AI時(shí)代對(duì)操作系統(tǒng)提出的三大核心要求：高安全、輕量級(jí)、通用性。

首先是安全。藍(lán)河內(nèi)核借助Rust語(yǔ)言，構(gòu)建了一個(gè)內(nèi)存安全的運(yùn)行環(huán)境。它以Rust實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核核心基礎(chǔ)模塊、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、系統(tǒng)調(diào)用等，從源頭保障內(nèi)存安全。也就是說(shuō)，藍(lán)河系統(tǒng)默認(rèn)具備更高的運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性與攻擊抵抗力。

其次是輕量和高性能。得益于Rust的輕量性，藍(lán)河內(nèi)核對(duì)于硬件資源的需求極低，最小內(nèi)存僅占用13KB，可以以更低的成本滿足可穿戴設(shè)備等終端的要求。

最后是通用。這種低硬件資源需求的內(nèi)核，能夠支持多種芯片架構(gòu)，如RISC-V和ARM，從而滿足開(kāi)發(fā)者在不同平臺(tái)的業(yè)務(wù)需要。同時(shí)，也支持兼容POSIX接口的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，拓展支持已有的軟硬件生態(tài)。

對(duì)于用戶而言，系統(tǒng)層級(jí)的變革能夠帶來(lái)可感知的體驗(yàn)躍遷——更少的崩潰、更強(qiáng)的隱私保護(hù)、更快的響應(yīng)速度，重新定義了操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，這一內(nèi)核也顯著降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻與維護(hù)成本，使他們能夠以更少的代價(jià)寫(xiě)出更安全、更高性能、更可維護(hù)、更易部署的系統(tǒng)級(jí)代碼，加速AI時(shí)代應(yīng)用生態(tài)的繁榮構(gòu)建。

當(dāng)vivo用Rust語(yǔ)言構(gòu)建藍(lán)河內(nèi)核并選擇開(kāi)源，它不僅是在打造一套全棧自研的操作系統(tǒng)，更是在以一種全新的方式回應(yīng)AI時(shí)代對(duì)于操作系統(tǒng)“安全可信”的挑戰(zhàn)。更多信息，可登錄藍(lán)河內(nèi)核官方網(wǎng)站查看：https://blueos.vivo.com/kernel

以開(kāi)源之力，

打造“藍(lán)河時(shí)代”的創(chuàng)新共榮

vivo為什么要自研操作系統(tǒng)？

之于智能終端廠商而言，操作系統(tǒng)的打造無(wú)疑是一場(chǎng)沒(méi)有捷徑的“創(chuàng)新長(zhǎng)征”。數(shù)千萬(wàn)行的代碼、軟硬件的深度耦合以及長(zhǎng)坡厚雪式的生態(tài)構(gòu)建，都決定了操作系統(tǒng)自研往往需要廠商穿越周期的戰(zhàn)略定力和資源投入。

但是面對(duì)AI時(shí)代不斷涌現(xiàn)的新場(chǎng)景和新需求，傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核架構(gòu)由于歷史包袱沉重、模塊耦合度高，已經(jīng)難以靈活適配不斷演進(jìn)變化的多形態(tài)終端，它們?cè)谳p量化、安全性以及智能化等關(guān)鍵維度上出現(xiàn)掣肘。

vivo的操作系統(tǒng)自研之路，就是為了解決這些影響用戶體驗(yàn)的核心矛盾。

2018年，隨著AI浪潮的涌動(dòng)，藍(lán)河操作系統(tǒng)正式立項(xiàng)。2023年，系統(tǒng)框架由Rust語(yǔ)言編寫(xiě)的vivo自研藍(lán)河操作系統(tǒng)正式發(fā)布。2024年，藍(lán)河操作系統(tǒng)更進(jìn)一步，成為行業(yè)首個(gè)從內(nèi)核到系統(tǒng)框架全棧使用Rust語(yǔ)言編寫(xiě)的操作系統(tǒng)。

正如vivo副總裁周圍對(duì)于AI時(shí)代操作系統(tǒng)的思考：一個(gè)真正面向未來(lái)的智慧操作系統(tǒng)，其核心能力必須包含三個(gè)要素——強(qiáng)大的AI賦能、全方位的安全守護(hù)以及保障系統(tǒng)流暢運(yùn)行。

vivo副總裁，OS產(chǎn)品副總裁，vivoAI全球研究院院長(zhǎng)周圍

如今，隨著更智慧、更流暢、更安全的藍(lán)河操作系統(tǒng)問(wèn)世并搭載于智能終端設(shè)備，vivo作為Rust語(yǔ)言發(fā)展的先行者和中堅(jiān)力量，也宣布藍(lán)河內(nèi)核正式開(kāi)源。可以說(shuō)，從自研起步到開(kāi)源共建，vivo也已經(jīng)走出了一條屬于自己的操作系統(tǒng)在AI時(shí)代的突圍之路。

一個(gè)更加值得回答的問(wèn)題是：vivo自研的藍(lán)河系統(tǒng)內(nèi)核，為什么要選擇開(kāi)源？

首先，在操作系統(tǒng)這樣一個(gè)底層能力高度耦合、生態(tài)價(jià)值決定上限的領(lǐng)域，無(wú)論是單打獨(dú)斗還是閉門(mén)造車，都注定走不長(zhǎng)遠(yuǎn)。對(duì)于頭部廠商而言，以自研實(shí)力牽引生態(tài)共建更是一種必然的發(fā)展選擇。

其次，Rust作為一門(mén)相對(duì)年輕的系統(tǒng)級(jí)語(yǔ)言，雖然在安全性、并發(fā)性和性能方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。但在中國(guó)，其生態(tài)仍處于起步階段。要真正擴(kuò)大Rust的影響力，僅靠技術(shù)本身遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

vivo選擇藍(lán)河內(nèi)核開(kāi)源，為的就是通過(guò)推動(dòng)更多開(kāi)發(fā)者了解并使用Rust，從而構(gòu)建出屬于藍(lán)河系統(tǒng)的生態(tài)土壤。

這也是為什么，vivo舉辦的藍(lán)河操作系統(tǒng)創(chuàng)新賽已經(jīng)在今年延續(xù)至第三屆。與此同時(shí)，通過(guò)攜手開(kāi)放原子基金會(huì)并與產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界展開(kāi)緊密合作，vivo選擇藍(lán)河內(nèi)核開(kāi)源不止步于操作系統(tǒng)的技術(shù)投入，更在于開(kāi)發(fā)人才的培養(yǎng)。

截至目前，vivo對(duì)于Rust語(yǔ)言的研究探索，已經(jīng)能夠與國(guó)內(nèi)外頂尖學(xué)術(shù)高校并列。像清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系軟件所的操作系統(tǒng)課題組在多年前便在RustOS相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行探索，利用Rust編程語(yǔ)言推動(dòng)操作系統(tǒng)的創(chuàng)新。

而vivo，通過(guò)攜手開(kāi)放原子開(kāi)源基金會(huì)、高校和行業(yè)，計(jì)劃持續(xù)將藍(lán)河操作系統(tǒng)創(chuàng)新賽打造成行業(yè)最具影響力的Rust賽事。在過(guò)往，賽事的成果在C、C++與Rust的轉(zhuǎn)譯中已經(jīng)獲得了斐然成果，超過(guò)90所頂尖高校的四百多支隊(duì)伍參與了上屆賽事。

事實(shí)上，通過(guò)技術(shù)競(jìng)賽、校園活動(dòng)等一系列形式來(lái)推動(dòng)Rust語(yǔ)言的發(fā)展，是vivo作為頭部手機(jī)廠商，深知自身在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條中的關(guān)鍵角色所作出的必然決策。

無(wú)論是開(kāi)源社區(qū)的培育，還是開(kāi)發(fā)者生態(tài)的構(gòu)建，抑或是產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同，藍(lán)河內(nèi)核的開(kāi)源正是vivo打造自研生態(tài)道路上的一個(gè)關(guān)鍵注解：通過(guò)提供一個(gè)創(chuàng)新領(lǐng)先的操作系統(tǒng)內(nèi)核，來(lái)推動(dòng)國(guó)產(chǎn)Rust語(yǔ)言基礎(chǔ)軟件和生態(tài)的發(fā)展繁榮。

從自研到開(kāi)源，這并不是vivo對(duì)于操作系統(tǒng)創(chuàng)新的終點(diǎn)，而是“藍(lán)河時(shí)代”下基礎(chǔ)軟件與產(chǎn)業(yè)共榮的起點(diǎn)。

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