BlueStarOS

BlueStarOS 是一个使用 Rust 编写的实验性操作系统内核，目标是从内核基础设施、文件系统、设备驱动到用户态运行环境逐步构建一套可理解、可扩展的完整系统。目前主要支持 RISC-V 64 与 AArch64。

项目仍处于快速开发阶段，接口、驱动和构建方式可能继续调整。

功能概览

进程与调度

• 多进程管理：fork / exec / exit / wait
• Stride 加权调度
• 基础 POSIX 风格信号支持
• Linux RISC-V/AArch64 风格系统调用接口
• 可运行静态链接的 musl libc 用户程序

内存管理

• RISC-V SV39 与 AArch64 4 KiB 页表
• 用户态 / 内核态地址空间隔离
• Buddy System 物理页分配
• 内核动态内存分配
• 用户地址空间与 mmap / munmap 支持

文件系统

• VFS 抽象层与 dentry/inode 缓存
• ext4：extent tree、JBD2、htree、mkfs 等实现位于 kernel/dependencies/rsext4
• FAT32 与 ramfs
• pipe、TTY 与设备文件
• GPT 分区扫描与 ext4 根文件系统挂载

设备驱动

• PCIe：枚举、BAR 解析、中断能力
• NVMe 块设备驱动
• Intel e1000 网卡驱动
• virtio-blk / virtio-gpu
• framebuffer / keyboard
• DTB（设备树）解析
• RISC-V PLIC 与 AArch64 GIC

网络协议栈

当前已包含基础网络路径：

• Ethernet
• ARP
• IPv4
• ICMP
• UDP

Socket 用户接口与更完整的传输层支持仍在继续完善。

支持平台

架构	平台	状态
RISC-V 64	QEMU virt	主要开发平台
AArch64	QEMU virt	支持
AArch64	Orange Pi 5 Plus / RK3588	实验性支持

仓库结构

BlueStarOS/
├── kernel/                 # 内核主体
│   ├── src/
│   │   ├── arch/           # riscv64 / aarch64 架构相关代码
│   │   ├── driver/         # PCIe、NVMe、网络、GPU 等驱动
│   │   ├── fs/             # VFS、文件系统与设备文件
│   │   ├── memory/         # 物理/虚拟内存管理
│   │   ├── syscall/        # 系统调用
│   │   ├── task/           # 进程、调度与信号
│   │   └── sync/           # 同步原语
│   ├── dependencies/
│   │   └── rsext4/         # ext4 实现
│   └── TestOS.mk           # 内核自测构建入口
├── user/                   # 用户态 Rust/C 程序与根文件系统镜像构建
├── test/                   # 独立内核测试用例
├── docs/                   # 架构、驱动和实现文档
└── Makefile                # 顶层构建入口

构建环境

推荐在 Linux 环境下构建。主要依赖：

• Rust nightly
• rust-src、llvm-tools-preview
• cargo-binutils
• GNU Make
• QEMU
• RISC-V musl 交叉编译器（构建 RISC-V C 用户程序时需要）
• losetup、parted、mkfs.ext4、mkfs.vfat（生成磁盘镜像时需要）

首次配置 Rust 目标与工具：

cd kernel
make env

快速开始

git clone https://github.com/BlueStar-OS/BlueStarOS.git
cd BlueStarOS/kernel

# RISC-V 64
make run LOG=INFO

# AArch64
make run ARCH=aarch64 LOG=INFO

RISC-V QEMU 默认配置包含 e1000 + TAP 网络设备；如果本机没有 tap0，请先配置 TAP，或根据需要调整 kernel/Makefile 中的 QEMU 网络参数。

只构建用户态与内核镜像可使用：

make build

测试

仓库内的 test/ 与 kernel/TestOS.mk 用于维护独立测试用例。目前可以构建 syscall 测试与测试 rootfs：

cd kernel
make test_syscall
make testfs

测试 rootfs 的自动 QEMU 执行仍在完善中。

可选用户程序

user/Makefile 提供可选的 DoomGeneric 构建入口，但不会参与默认镜像构建。需要时显式指定源码目录：

cd user
make build-doom DOOM_DIR=/path/to/doomgeneric
make img

开发方向

• 完善 socket syscall 与用户态 UDP/TCP
• SMP 多核支持
• 完善系统调用兼容性与错误语义
• 扩展真实硬件平台驱动
• 持续完善测试与自动化验证

文档

实现笔记与驱动文档位于 docs/，包括 AArch64 中断/页表、e1000、NVMe、PCIe 与存储相关内容。

许可证

BlueStarOS 使用 MIT License。

参与开发

欢迎通过 Issues 提交问题、改进建议或讨论实现方案。