Barrelfish - freies OS von Microsoft und der ETH Zürich

Multikernel als Antwort auf heterogene Systeme mit immer mehr Prozessorkernen

Mit Barrelfish haben Microsoft und die ETH Zürich eine erste Version ihres Betriebssystems für zukünftige Hardwaregenerationen unter einer BSD-Lizenz veröffentlicht. Dabei schlagen die Forscher einen radikal neuen Weg beim Design des Betriebssystems ein.

Microsoft beschäftigt sich in verschiedenen Projekten mit der Zukunft von Betriebssystemen. Dazu zählen unter anderem die Projekte Singularity und Helios sowie das BrowserOS Gazelle. Zusammen mit der ETHA Zürich haben Forscher von Microsoft Research unter dem Namen Barrelfish ein weiteres Betriebssystem veröffentlicht, mit dem erforscht werden soll, wie Betriebssysteme für künftige Hardwaregenerationen aufgebaut sein sollten.

Barrelfish wurde von Grund auf neu geschrieben, fast komplett in C und Assembler. Es läuft auf 64-Bit-fähigen x86-Prozessoren und soll helfen, Fragen hinsichtlich des Designs zukünftiger Betriebssysteme zu beantworten. Vor allem Fragen der Skalierbarkeit mit steigender Zahl von Prozessorkernen und die zunehmende Heterogenität von Systemen nennen die Forscher als große Herausforderungen.

Multikernel-Modell von Barrelfish

Einige der in Barrelfish umgesetzten Ideen erinnern an Microsofts Projekt Helios: So fassen die Forscher bei Barrelfish das Betriebssystem als verteiltes System funktionaler Einheiten auf, die über explizite Nachrichten miteinander kommunizieren. Statt nacheinander geteilte Datenstrukturen zu manipulieren, sollen die einzelnen Teile des Systems miteinander Nachrichten austauschen.

Dazu haben die Forscher ein hardwareneutrales Multikernel-Modell entwickelt, bei dem jeder CPU-Kern nur auf seinen eigenen Speicher zugreift, abgesehen vom geteilten Speicher des Nachrichtensystems. Ihre Designideen und deren Implementierung in Barrelfish beschreiben die Forscher in ihrem Aufsatz The Multikernel: A new OS architecture for scalable multicore systems. Barrelfish selbst steht in einer ersten Version unter barrelfish.org zum Download bereit. Es ist unter einer BSD-Lizenz frei verfügbar, ihm fehlen aber viele wesentliche Aspekte eines Betriebssystems. Es dient ausschließlich zu Forschungszwecken.