shturman/docs/architecture.md

Архитектура системы

Как устроен Штурман: слои, процессы, шина IPC, изоляция — и карта связей между компонентами. Это верхнеуровневый документ: домены (Tier 2) и контракты (Tier 1) ссылаются сюда. Все 6 базовых решений приняты — см. «Журнал решений».

Статус: v1 (на ревью). Связано с: principles.md · contracts/ · domains/ · dev-environment.md

---

1. Главный принцип: тонкое ядро + всё на SDK

Доверенное ядро минимально — только инфраструктура, безопасность и данные. Всё прикладное (shell, ассистент, медиа, навигация, телефон) — отдельные процессы на том же SDK, что и сторонние плагины (first-party получают расширенные capabilities). Это делает открытый API не лозунгом, а основой: им пользуемся мы сами.

Ключевое следствие для безопасности: к «опасным» ресурсам (CAN, питание) прикасается ровно один привилегированный сервис каждый. Read-only CAN — не правило, а физический факт: к шине машины прикасается только Vehicle-Data, и в нём нет write-кода. (Точнее: «физический» инвариант — для нативного CAN в silent-режиме; на старте через ELM327 read-only держится software-дисциплиной, т.к. ELM327 — полноценный CAN-узел. См. contracts/hardware.md §4.)

---

2. Слои

HARDWARE       RK3588 · экран · CAN/OBD · GPS · mic-массив · power-path · камеры
   │
LINUX BASE     read-only rootfs + overlay · Wayland · systemd · hardware watchdog
   │
TRUSTED CORE   Power/Lifecycle · Vehicle-Data (CAN read-only) · Settings/State
(привилегии)   Security/Perm-Broker · Plugin/App-Host · Connectivity
   │   ──────────────── control plane: D-Bus ────────────────
SDK            единый API: D-Bus + Rust SDK (биндинги др. языков — для плагинов) + манифест
   │
FIRST-PARTY    Shell/UX-host · Assistant · Media · Nav · Phone        ← расш. права
APPS (на SDK)
   │
PLUGINS (3rd)  плагин · плагин · …                                    ← узкие права

Высокополосные данные (аудио/видео/графика) идут не через D-Bus, а через data-plane — см. §4.

---

3. Компоненты и процессная модель

Каждый компонент — отдельный процесс. Падение одного не роняет остальные (изоляция). Раздача привилегий — через Perm-Broker (§7).

Доверенное ядро (привилегированное, минимум)

Компонент	Роль	Почему в ядре
Power/Lifecycle	ACC-детект, graceful shutdown, sleep/wake, watchdog	владеет power-GPIO; критично для защиты от corruption
Vehicle-Data	читает CAN/OBD, публикует сигналы (VSS-like) на шину	единственный владелец железа CAN → гарантирует read-only
Settings/State	центральная конфигурация и состояние, пишет в /data	общий источник правды; единственный писатель в /data-конфиг
Security/Perm-Broker	выдаёт/режет capabilities по манифесту	привратник всех привилегий
Plugin/App-Host	запуск, супервизия, песочница апов и плагинов	посредник доступа к шине; владеет sandbox-механизмом
Connectivity	обёртка ModemManager/NetworkManager, статус сети	управляет сетевым железом

First-party апы (отдельные процессы на SDK, расширенные права)

Ап	Кратко	Особое
Shell/UX-host	лаунчер, экраны, тема, driver-distraction	ещё и Wayland-хост UI остальных (§8)
Assistant	wake→STT→LLM→TTS, контекст машины, память о водителе (.md)	Rust (ONNX Runtime + биндинги); провайдер-агностик LLM
Media	аудио, BT A2DP/AVRCP, радио, стриминг	владеет аудио-политикой (с PipeWire)
Nav	офлайн-карты, роутинг	богатые поверхности (карта)
Phone	BT HFP, контакты, звонки	аудио через PipeWire

Сторонние плагины

Тот же SDK, узкие capabilities, запускаются и песочатся App-Host'ом, доступ к привилегиям — только через Perm-Broker. API расширения — contracts/plugin-sdk.md; рантайм/дистрибуция/sandbox — домен F (domains/f-plugin-host.md).

---

4. IPC: control plane vs data plane

Принцип: D-Bus — для управления и событий, не для медиа-потоков.

Plane	Транспорт	Что несёт
Control	D-Bus	методы, сигналы, свойства: команды, состояние, события, сигналы машины (VSS), интенты ассистента, настройки, выдача capabilities
Audio/video	PipeWire (+ WirePlumber)	микрофон ассистента, TTS-выход, медиа, BT-аудио, маршрутизация на усилитель
Graphics	Wayland	поверхности апов, сводимые shell-композитором (Panfrost/Mesa)
Camera	PipeWire / V4L2 (DMABUF)	видео-источники; самые латентные (задняя камера) — почти прямой путь

Нюанс: Vehicle-Data перемалывает сырой высокочастотный CAN внутри себя и публикует на шину уже digested-сигналы с потолком частоты (~10–20 Гц) — шина остаётся лёгкой. Детали — contracts/ipc.md.

Камеры спроектированы как динамический набор 0..N источников (задняя, dashcam-фронтальная, surround), расширяемый плагинами — см. задел в domains/README.md.

---

5. Карта связей (кто с кем говорит)

От	К	Plane	Зачем
любой ап/плагин	Perm-Broker	D-Bus	проверка capabilities на каждую привилегию
App-Host	апы/плагины	процессы	запуск, супервизия, песочница, рестарт
Assistant	Vehicle-Data	D-Bus	live-контекст машины в промпт
Assistant	Connectivity → сеть	D-Bus/сеть	онлайн RU-LLM (GigaChat/YandexGPT)
Assistant, Media, Phone	PipeWire	audio	микрофон, TTS, музыка, BT-аудио
Nav, Shell	Location (домен K)	D-Bus	GPS-положение/скорость (карта, distraction v1)
Shell	Vehicle-Data	D-Bus	OBD-скорость (v2) + быстрый статус машины
Nav, Media, камеры-виды	Wayland	graphics	богатые поверхности в слот shell
Shell	все апы	D-Bus + Wayland	хостинг UI: декларативные вклады + поверхности
все апы	Settings/State	D-Bus	чтение/запись настроек
Vehicle-Data	CAN/OBD	драйвер	только чтение
Power/Lifecycle	все	D-Bus сигналы	ACC-on/off, shutdown, sleep

graph TD
  Apps["Апы и плагины (SDK, песочница)"]
  Broker["Perm-Broker"]
  AppHost["App-Host"]
  Vehicle["Vehicle-Data (read-only)"]
  Power["Power / Lifecycle"]
  Settings["Settings / State"]
  Conn["Connectivity"]
  PW["PipeWire (audio/video)"]
  WL["Wayland (в Shell)"]
  CAN[("CAN / OBD")]
  Net(("Сеть / RU-LLM"))

  Apps -->|"capabilities"| Broker
  AppHost -.->|"запуск/супервизия"| Apps
  Apps -->|"read сигналы"| Vehicle
  Apps -->|"конфиг"| Settings
  Apps -->|"аудио"| PW
  Apps -->|"поверхности"| WL
  Apps -->|"онлайн"| Conn
  Conn --> Net
  Vehicle ==>|"READ-ONLY"| CAN
  Power -.->|"lifecycle"| AppHost

---

6. Жизненный цикл и загрузка

Кто кого супервизит:

• systemd — доверенные системные сервисы ядра (+ App-Host и Shell). Рестарт при падении, watchdog.
• App-Host — динамические апы и сторонние плагины (жизненный цикл по манифесту, песочница, своя политика рестарта).

Быстрый boot фазами (цель — < 10 c до интерактива):

• Stage 0 (мгновенно): загрузчик → splash. Низколатентный путь задней камеры/парктроника, если включена задняя.
• Stage 1 (~3–5 c): ядро-минимум (шина + Power + Settings + Perm-Broker + App-Host) → Shell с первым кадром (home-тайлы кликабельны). Broker/App-Host нужны раньше Shell: Shell — тоже ап и поднимается/цепляется к шине через них.
• Stage 2 (фоном): Vehicle-Data, Assistant, Media, Nav прогреваются после того, как UI интерактивен.

Завершение: ACC-off → Power/Lifecycle инициирует graceful shutdown (systemd-таргет): апам сигнал «сохранись», Settings флашится в /data, размонтирование, снятие питания через supercap/MCU-копилот. Вместе с read-only rootfs это защита от corruption.

Устойчивость: hardware watchdog + systemd-watchdog; зависший сервис ядра перезапускается, зависшая система — ребутается watchdog'ом.

---

7. Изоляция и разрешения

Песочница — defense-in-depth поверх архитектурных гарантий (даже сбежавший плагин не запишет в CAN — write-пути нет).

• Механизм: апы/плагины — в bubblewrap-песочнице (namespaces, seccomp, минимальный FS); ядро — systemd-hardening. WASM — опциональный тир для лёгких логических плагинов позже.
• Модель разрешений: манифест декларирует capabilities (vehicle_read:[…], assistant_intents, ui_tiles, network, storage…). Perm-Broker — единый грантодатель/портал (политика и рантайм-согласия), но статическую фильтрацию делает per-app D-Bus-прокси + bubblewrap (настраивает App-Host из манифеста) — не «брокер в каждом вызове». Детали — contracts/security-privacy.md §5.
• Грант: first-party — авто; сторонние — показываем запрашиваемые capabilities при установке, пользователь подтверждает.

Детали модели разрешений и приватности — contracts/security-privacy.md.

---

8. Хостинг UI в shell (гибрид / слоты)

Shell — Wayland-хост; апы/плагины — отдельные песочные процессы. Их UI попадает на экран двумя путями:

• Декларативные вклады (данные/описание, не код) для частого/лёгкого: home-тайлы, настройки, простые экраны плагинов, карточки ассистента. Рендерит сам shell своими Slint-компонентами → единый стиль, безопасность (чужой код в процесс shell не пускаем).
• Wayland-поверхности для богатых апов: нав-карта, медиа, камеры, GPU-тяжёлое. Ап рисует у себя и подключается клиентом к Wayland-сокету Shell; привязка surface→слот — через приватный slot-протокол (ru.shturman.shell_slot) + slot-token от Shell.RegisterScreen (не «handle по D-Bus»). Детали — domains/c-shell-ux.md §4.

Модель слотов: shell задаёт слоты (грид home, полноэкранная зона, оверлей, статус-бар); ап вкладывает либо декларативный элемент, либо поверхность. Так консистентность UX (наш дифференциатор) сочетается с мощью и ложится на песочницу.

---

9. Что вынесено в другие документы (связи)

• Интерфейсы шины (имена сервисов, методы, схемы) → contracts/ipc.md.
• Модель сигналов машины (VSS-таксономия) → contracts/data-model.md.
• API расширения (манифест, capability-модель, точки расширения) → contracts/plugin-sdk.md.
• Разрешения и приватность (детали брокера, 152-ФЗ) → contracts/security-privacy.md.
• Железо и HAL/board-support (питание, периферия, портирование) → contracts/hardware.md.
• Камеры как 0..N источников, dashcam/surround; парктроники → domains/README.md (заделы) → домены J/K.
• Аудио-арбитраж (ducking/приоритеты) → домены Media/Assistant (политика поверх PipeWire).
• Ранний путь задней камеры (Stage 0) → роадмап (объём работ) + домен J.

---

Журнал решений (architecture)

#	Решение	Выбор	Дата
1	Граница ядра	Тонкое ядро + всё на SDK	2026-06-16
2	Состав компонентов	Мин. доверенное ядро (6 сервисов) + first-party апы на SDK + плагины; Connectivity в ядре	2026-06-16
3	Control vs data plane	D-Bus (control) + PipeWire (audio/video) + Wayland (graphics) + V4L2/DMABUF (камеры)	2026-06-16
4	Lifecycle/boot	systemd (ядро) ↔ App-Host (апы/плагины); фазовый boot; graceful shutdown по ACC	2026-06-16
5	Песочница	bubblewrap + Perm-Broker (порталы), systemd-hardening ядра; WASM — тир позже	2026-06-16
6	Хостинг UI	Гибрид/слоты: декларативные вклады (shell рендерит) + Wayland-поверхности	2026-06-16