BlueStarOS

一个用纯 Rust 从零开发的操作系统内核，支持 RISC-V 64 和 AArch64 双架构。

特性

进程与调度

• 多进程管理: fork / exec / exit / wait / signal
• Stride 调度算法, 支持优先级权重
• 进程间信号 (SIGKILL / SIGINT / SIGTERM / SIGTSTP)
• 84 个系统调用, 兼容 musl libc 用户态程序

内存管理

• SV39 / AArch64 4K 页表, 用户/内核地址空间隔离
• Buddy System 物理页分配器
• 内核堆动态分配 (buddy_system_allocator)
• mmap 匿名映射

文件系统

• VFS 抽象层 + dentry/inode 缓存
• ext4 (rsext4 crate, ~18K 行): extent tree, JBD2 事务日志, htree 目录索引, mkfs
• FAT32 / ramfs
• pipe, tty

设备驱动

• PCIe: 枚举, BAR 解析, MSI 中断
• NVMe: 块设备驱动 (替代 virtio-blk)
• e1000 网卡: RX/TX DMA 环形队列, 中断驱动
• virtio-blk / virtio-gpu
• DTB (设备树) 解析

网络协议栈 (进行中)

• L2: 以太网帧收发
• L3: IPv4 头解析/校验, ICMP Echo Request/Reply
• L4: UDP 头 + 伪头校验和
• ARP 协议 (请求/应答/缓存)

双架构支持

• arch/riscv64: QEMU virt 机器, PLIC 中断控制器
• arch/aarch64: QEMU virt + OrangePi 5 Plus (RK3588), GIC 中断控制器

目录结构

kernel/
├── src/
│   ├── arch/              # 架构相关 (riscv64, aarch64)
│   │   ├── */driver/      # UART, PLIC/GIC, virtio
│   │   ├── */memory/      # 地址空间, 页表
│   │   ├── */task/        # 上下文切换
│   │   └── */trap/        # 陷阱处理
│   ├── driver/
│   │   ├── network/e1000/ # e1000 网卡驱动 + 协议栈
│   │   ├── nvme/          # NVMe 块设备驱动
│   │   ├── pcie/          # PCIe 枚举与 BAR
│   │   └── gpu/           # VGA 帧缓冲
│   ├── fs/
│   │   ├── vfs/           # VFS 抽象层 + 缓存
│   │   ├── fs_backend/    # ext4, FAT32, ramfs
│   │   └── component/     # pipe, tty
│   ├── memory/            # 物理/虚拟内存管理
│   ├── task/              # 进程控制块, 调度器
│   ├── syscall/           # 系统调用分发
│   └── sync/              # 同步原语
├── dependencies/
│   └── rsext4/            # 自研 ext4 文件系统 (~18K 行)
└── Cargo.toml

快速开始

前置依赖

• Rust nightly 工具链
• QEMU (7.0+)
• GNU Make

构建与运行

# 克隆
git clone https://github.com/Dirinkbottle/BlueStarOS.git
cd BlueStarOS/kernel

# RISC-V (默认)
make run LOG=TRACE

# AArch64
make run ARCH=aarch64 LOG=TRACE

开发计划

• 网络: socket syscall, 用户态 UDP/TCP
• 同步: 信号量, Mutex, condvar (WaitQueue 骨架已就位)
• SMP 多核支持
• 用户态 shell
• ext4 写入支持完善

许可证

MIT License. 详见 LICENSE。

联系方式

• 邮箱: [email protected]
• GitHub: BlueStarOS
• Issues: 提交问题或建议