在“天枢一号”SoC的设计团队为即将到来的流片进行最后冲刺的同时,启明芯的另一支核心力量——“北辰”OS内核团队,也正经历着一场同样艰苦卓绝、但更为漫长和需要耐心的“健壮性”修炼之路。
如果说芯片设计追求的是在物理极限下实现性能、功耗、面积的最优平衡,那么操作系统的内核开发,则是在与无处不在的逻辑复杂性、并发冲突、资源竞争和异常情况进行着永无止境的斗争。目标是打造一个既能充分发挥硬件潜能、又能保证7x24小时稳定运行、还能抵御各种已知和未知攻击的、坚如磐石的软件基石。
香港,“蜂巢”秘密研发基地。
负责内核开发的核心区域,气氛与深圳的硬件部门截然不同。这里没有震耳欲聋的服务器轰鸣(虽然也有规模不小的编译和仿真集群),更多的是键盘敲击的清脆声响、以及工程师们围在白板前低声讨论技术细节的身影。空气中弥漫着一股浓厚的“Geek”氛围。
小张(张明)作为“北辰”OS的总负责人,此刻正带领着他麾下那支由全球顶尖内核专家(包括几位林轩亲自“忽悠”来的大神)和启明芯自己培养起来的嵌入式软件精英组成的团队,全力攻克“北辰内核”的稳定性和健壮性难题。
他们选择的路径——基于Linux内核进行深度改造——注定了这是一条充满荆棘的道路。既要利用Linux庞大的生态和驱动基础,又要克服其在移动端与生俱来的“水土不服”。
挑战一:内存管理的“精雕细琢”
“移动设备的RAM资源永远是稀缺的!”在一次内核内存管理模块的评审会上,一位来自前PalmSource(开发Palm OS的公司)的资深工程师老陈,指着屏幕上的内存占用分析数据说道,“我们必须想尽一切办法,减少内核自身的内存占用,提高内存使用效率,并且建立起一套可靠的低内存应对机制!”
团队开始了一场针对内存管理的“精雕细琢”:
内核裁剪与优化: 对Linux内核进行大刀阔斧的裁剪,移除所有在移动设备上非必需的模块和功能(如复杂的网络服务、某些文件系统支持等)。对保留的核心模块,进行代码层面的精简和优化,减少静态代码段和数据段的大小。
引入先进内存管理技术: 积极引入当时(甚至略微超前)业界最新的内存管理技术理念。比如,实现更高效的页面回收算法,引入内存压缩(如ZRAM/ZSWAP的早期探索)来变相增加可用内存,开发匿名页共享技术来合并内容相同的内存页面等等。
设计智能低内存杀手(LMK): 借鉴Android后来的思路,设计一个更智能、更精细化的低内存杀手机制。它能够根据应用程序的优先级、内存占用、活跃状态等多个维度,在系统内存不足时,精准地“杀死”优先级最低、最不活跃的进程,以保证前台应用的流畅运行和系统的整体稳定性,而不是像早期某些系统那样粗暴地“一刀切”。