KernelX 是我们从0开始使用Rust编写的，用于学习的开源类Unix的操作系统宏内核。它的目标是提供一个简单的、易于理解的内核实现，适合初学者学习操作系统原理。现在可以运行 gcc、 busybox、vim、 python 等用户态程序，并且可以在开发版starfive-jh7100上运行。
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支持匿名页的换入换出，以应对嵌入式设备内存有限的情况，支持内核线程，采用kswapd定期扫描页面，减轻内存压力。
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采用事件唤醒机制，而非轮询等待设备，降低系统功耗。
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去除了板级抽象层，完全依赖于设备树完成内存映射和设备初始化，对于不同的硬件平台，无需重新编译内核。
你可以在 qemu-system-riscv64 上运行 KernelX，你需要准备一个ext4格式的镜像用于根文件系统。
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确保你已经安装了如下工具:
qemu-system-riscv64、cmake、用于riscv64的C交叉编译器、安装了交叉编译到riscv64目标的rust编译环境、gcc、make等。 -
在根目录下运行
make menuconfig配置 Platform Configuration 中的选项，填写交叉编译器的路径和其他相关设置。
配置 QEMU-Configuration 中的选项，设置要加载的根文件系统镜像以及init程序等等。
- 运行
make run即可启动系统。
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文件系统FileSystem: 提供了VFS抽象和ext4、devfs、tmpfs等具体文件系统的实现
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设备驱动Driver: 提供了设备驱动框架和具体设备驱动的实现
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内核核心Kernel: 包含内核启动流程、内存管理、调度器、系统调用、任务管理、事件通知、进程间通信、内核线程和用户态同步原语等子系统。
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架构抽象Arch: 提供了对不同硬件架构的支持，目前实现了RISC-V架构。
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公用库Klib: 提供了内核所需的公用库功能，如日志记录、内存分配等。
KernelX/
├── src/ # 内核 Rust 主代码
│ ├── main.rs # 内核入口
│ ├── arch/ # 架构相关抽象与实现
│ │ ├── arch.rs
│ │ ├── mod.rs
│ │ └── riscv/ # RISC-V 实现
│ ├── driver/ # 设备驱动框架与具体驱动
│ │ ├── device.rs
│ │ ├── driver.rs
│ │ ├── fdt.rs # 设备树解析与驱动匹配
│ │ └── ...
│ ├── fs/ # VFS 与各类文件系统
│ │ ├── filesystem.rs
│ │ ├── ext4/
│ │ ├── devfs/
│ │ ├── tmpfs/
│ │ └── ...
│ ├── kernel/ # 内核核心子系统
│ │ ├── main.rs # 内核启动流程
│ │ ├── config.rs # 内核配置与编译期参数
│ │ ├── trap.rs # 异常处理
│ │ ├── mm/ # 内存管理
│ │ ├── scheduler/ # 调度器与调度策略
│ │ ├── syscall/ # 系统调用分发与实现
│ │ ├── task/ # 任务/进程/线程管理
│ │ ├── event/ # 事件与通知机制
│ │ ├── ipc/ # 进程间通信
│ │ ├── kthread/ # 内核线程框架
│ │ ├── usync/ # 用户态同步原语支持
│ │ └── ...
│ └── klib/ # 内核公用库（日志、内存分配等）
├── clib/ # 内核C代码
├── lib/ # 内核Rust依赖库
├── vdso/ # vDSO 相关代码
├── usertests/ # 用户态测试程序与根文件系统构建脚本
├── scripts/ # 构建、打包和 QEMU 启动脚本
├── linker/ # 链接脚本
├── config/ # Kconfig 与构建配置
└── Makefile, build.mk, Cargo.toml # 顶层构建入口
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文件系统
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实现了VFS、Inode、dentry等抽象，使用dentry缓存加速路径查找。
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实现了Ext4、devfs、tmpfs、procfs等文件系统接口。
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实现了部分文件权限管理功能。
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设备驱动
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提供了设备抽象和各种类型设备的驱动抽象。
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支持的设备包括了串口ns16650a、virtio块设备、sdcard等。
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对于串口提供了stty的抽象，用于配置串口参数。
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启动的时候通过设备树选择默认的RTC、串口等设备，支持传递启动参数给内核。
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内核核心实现
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内存管理：实现了内核页面分配器，实现了匿名页、文件映射等用户页面，支持CoW机制。实现了ELF加载器，支持动态链接库。在内存紧张时，支持匿名页的换出到磁盘上。
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任务管理：对内核线程和用户线程做了统一抽象，实现了任务创建、销毁、调度等功能。
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IPC和用户态同步：支持Futex、信号、管道等进程间通信和同步机制。
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事件机制：基于事件驱动模型实现了事件通知机制，支持文件描述符的可读写事件通知和内核线程等待事件机制，降低CPU轮询等待的开销。
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体系结构层
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提供了统一的体系结构抽象接口，包括了页表、中断处理、上下文切换等功能。
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实现早期启动过程，早期通过读取设备树，完成内核地址映射，以支持内核可以被加载到对齐到页面的任意地址运行，不同平台无需再次编译内核。
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Klib
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提供了内核日志功能，支持不同级别的日志输出。
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提供了内核内存分配器接口和实现。
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提供了一些常用的数据结构和算法实现。
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使用了Ext4文件系统实现库: https://github.com/elliott10/lwext4_rust
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使用了tlsf内存分配器：https://github.com/mattconte/tlsf
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参考了StarryX: https://gitlab.eduxiji.net/T202510336995486/oskernel2025-starryx
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参考了NoAxiom: https://github.com/NoAxiom/NoAxiom-OS
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参考了xv6-riscv: https://github.com/mit-pdos/xv6-riscv
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