toaruos

toaruos

toaruos是X86-64 PC的“完整”操作系统，也是对ARMV8的实验支持。

尽管许多独立，爱好和研究OS的目标是尝试新设计，但toaruos旨在作为一种教育资源，提供了在主要台式机操作系统中发现的代表性缩影。

操作系统包括一个内核，引导加载程序，动态共享对象链接器，C标准库，其自己的合成窗口系统，动态字节码编译的编程语言，高级代码编辑器以及其他数十个其他实用程序和示例应用程序。

没有外部运行时依赖关系，所有必需的源代码，总计约为100K（主要）C的总和，该存储库中包括了（除了单独使用的Kuroko）。

展示了toaruos的UI和一些应用。

历史

我已经从事toaruos已经十多年了，多年来，我的目标发生了变化。

当我在2010年12月刚开始该项目时，我的目的是“学习” – 通过从头开始学习一个类似Unix的系统。我曾是Compiz的撰稿人，Compiz是X11的首批广泛使用的窗户经理之一，几年前，自然而然地， toaruos在早期就获得了基于类似概念的GUI。

对于2015年最初的1.0发行版， toaruos并不是它已成为的“完全从头开始”的操作系统。 Newlib提供了LIBC，GUI建于开罗，Libpng和Freetype上。在2018年中期，我开始了一个新项目，以取代这些第三方组件，该项目最终完成并合并为toaruos 1.6。

通过该项目， toaruos还吸引了许多试图将其用作参考的初学者OS开发人员。然而， toaruos的内核对我来说是个个人尴尬的根源，在2021年4月，经过长时间的休假，我开始从事新的工作。结果是Misaka：新的64位启用SMP的内核。 Misaka于5月合并，并开始了1.99系列的Beta版本，直到toaruos 2.0。

特征

• 通过共享库和dlopen动态链接的用户空间。
• 具有软件加速度和2000年代后期设计灵感的合成图形UI 。
• 在VirtualBox和VMware工作站中的绝对鼠标和自动显示大小的VM集成。
• Unix样终端接口，包括富特征终端模拟器和几个熟悉的实用程序。
• 可选的第三方端口，包括GCC 10.3，Binutils，SDL1.2，地震等。

著名的组件

• Misaka （内核），内核/，混合模块化内核和操作系统的核心。
• Yutani （窗口复合符），Apps/Compositor.c，管理窗口缓冲区，布局和输入路由。
• BIM （文本编辑器），Apps/bim.c是具有语法突出显示的VIM启发的编辑器。
• 终端，应用程序/终端，XTERM风格的终端模拟器，具有24位颜色支持。
• LD.SO （动态链接器/加载程序），Linker/Linker.c，加载动态连接的精灵二进制文件。
• ESH （Shell），Apps/esh.c，支持管道，重定向，变量等。
• Kuroko （口译），Kuroko/，一种动态字节码编译的编程语言。

当前的目标

目前正在进行以下项目：

• 重写网络堆栈以获得更大的吞吐量，稳定性和服务器支持。
• 通过更好的调度和更智能的用户空间同步功能来提高SMP性能。
• 使用新的设备驱动程序为AHCI，USB，VIRTIO设备等支持更多硬件。
• 带回toaruos “ Legacy”的港口，例如Mupdf和Mesa。
• 改善POSIX的覆盖范围，尤其是在信号，同步原语以及提供更常见的公用事业方面。
• 继续改善与Newlib相比仍然不完整的C库，这是带回旧港口的主要问题。
• 替换第三方开发工具，将OS到达自我托管的状态，仅加入C编译器。
• 在Toarucc中实现C编译器工具链。

建筑物 /安装

与Docker建造

希望从源构建toaruos一般用户建议在GitHub上订购存储库，并使用GitHub CI管道。

对于那些希望在适当配置的Linux主机上与Docker一起构建的人，可以使用一个构建容器。可以将toaruos存储库用作/root/misaka和util/build-in-docker.sh可以在此容器中运行以完成汇编过程：

toaruos
git submodule update –init kuroko
docker pull toaruos /build-tools:1.99.x
docker run -v `pwd`:/root/misaka -w /root/misaka -e LANG=C.UTF-8 -t toaruos /build-tools:1.99.x util/build-in-docker.sh\”>

 git clone https://**gi*thub.com/klange/toaruos
cd toaruos
git submodule update --init kuroko
docker pull toaruos /build-tools:1.99.x
docker run -v `pwd`:/root/misaka -w /root/misaka -e LANG=C.UTF-8 -t toaruos /build-tools:1.99.x util/build-in-docker.sh

这样的构建后，您可以运行各种实用目标（ make run等）。尝试使用QEMU的串行端口使make shell运行toaruos壳。

构建内部过程

Makefile使用kuroko工具auto-dep.krk为用户空间应用程序和库生成其他makefiles，从而根据#include Diactivers自动解决依赖关系。

在不确定的顺序中，构建了C库，内核，用户空间库和应用程序，并将其组合成压缩档案中，以用作Ramdisk，然后包装到ISO9660文件系统映像中。

项目布局

• 应用程序– 用户空间应用程序，都是第一方。
• 基础-Ramdisk根文件系统登台目录。包括base/usr/include的C标头，以及合成器和窗口装饰器的图形资源。
• 引导– 带交互式菜单的BIOS和EFI加载器。
• 构建– 平台端口的辅助构建脚本。
• 内核– Misaka内核。
• KUROKO- KUROKO解释器的suppoule结帐。
• lib-用户空间库。
• LIBC -C标准库实施。
• 链接器– 用户空间动态链接器/加载程序，实现共享库支持。
• 模块– 内核的可加载驱动器模块。
• UTIL-实用脚本，工具链（Binutils/GCC）的登台目录。
• .make-生成的makefiles。

文件系统布局

根文件系统设置如下：

• bin ：第一方应用程序。
• cdrom ：CD的安装点（如果有）。
• dev ：虚拟设备目录，由内核生成。
  • net ：网络接口设备。
  • pex ：数据包交换集线器，列出可访问的IPC服务。
  • pts ：PTY次要，TTY的端点。
• etc ：配置文件，启动脚本。
• home ：用户目录。
• lib ：第一方图书馆
  • kuroko ：KUROKO模块。
• mod ：可加载的内核模块。
• proc ：呈现内核状态的虚拟文件。
  • 1等：虚拟文件具有各个流程的状态信息。
• src ：源文件，请参见上面的“项目布局”部分。
• tmp ：以读/写TMPF的正常方式安装。
• usr ：用户空间资源
  • bin ：第三方应用程序，通常为空，直到安装包装为止。
  • include ：标题文件，包括第三方软件包的潜在文件。
  • lib ：第三方图书馆。默认情况下应具有libgcc_s.so 。
  • share ：各种资源。
    • bim ：文本编辑器的语法突出显示和主题。
    • cursor ：鼠标光标精灵。
    • fonts ：truetype字体文件。现场CD船与Deja Vu Sans。
    • games ：与游戏相关的资源文件（例如Doom Wads）的垃圾场。
    • help ：帮助浏览器应用程序的文档文件。
    • icons ：PNG图标，按大小分为其他目录。
    • ttk ：窗口装饰和小部件库的Spritesheet资源。
    • wallpapers ：JPEG壁纸。
• var ：运行时文件，包括软件包管理器清单缓存，PID文件，一些锁定文件等。

运行toaruos

VirtualBox和VMware工作站

在这两种虚拟机中，将具有最佳的toaruos用户体验，因为toaruos支持其自动显示大小和绝对鼠标定位。

为“其他” 64位客人设置新的VM，为其提供至少1GIB RAM，附加CD图像，删除或忽略任何硬盘，然后选择一个Intel Gigabit NIC。也建议使用两个或更多CPU。

在VirtualBox中运行的toaruos 。

在VMware工作站播放器中运行的toaruos 。

默认情况下，Bootloader将将标志传递到VirtualBox设备驱动程序，以禁用“无缝”支持，因为实现具有性能开销。要启用无缝模式，请在启动之前使用Bootloader菜单在启动之前检查“ VirtualBox无缝”选项。如果您遇到此功能问题，则菜单还具有禁用自动访客显示尺寸的选项。

Qemu

toaruos的大多数开发都发生在Qemu，因为它为硬件和最佳调试体验提供了最灵活的性能。 Ubuntu 20.04主机中推荐的QEMU命令行是：

 qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 1G -device AC97 -cdrom image.iso -smp 2

在没有KVM的主机平台上替换为-ACCEL -enable-kvm或-ACCEL HAXM替换-accel hvm或-accel haxm ，或将其删除以在QEMU的TCG软件仿真下尝试。

请注意，QEMU命令行选项不稳定，这些标志可能会在较新版本中产生警告。

选项-M q35将用较新的PIIX芯片组仿真替换PIIX芯片组的仿真，该模拟具有切换SATA One的IDE控制器的副作用。这可能会导致更快的启动时间，而牺牲了toaruos在运行时无法阅读自己的CD，直到我开始完成AHCI驱动程序。

其他

toaruos已在真实硬件上成功测试。如果本机BIOS或EFI加载器无法运行，请尝试使用GRUB启动。 toaruos符合“ Multiboot”和“ Multiboot 2”规格，因此可以加载multiboot或multiboot2命令，如下所示：

 multiboot2 /path/to/misaka-kernel root=/dev/ram0 migrate vid=auto start=live-session
module2 /path/to/ramdisk.igz
set gfxpayload=keep

toaruos从ThinkPad T410上的USB棍子本地运行。

执照

toaruos的所有第一方部分均根据伊利诺伊大学 / NCSA大学许可（BSD式允许许可证）提供。除非另有说明，否则这是本存储库中所有文件的原始和唯一的许可证 – 仅仅因为文件没有版权标题并不意味着它不在此许可下。 toaruos旨在作为教育参考，我鼓励使用我的代码，但请确保您遵循许可证的要求。您可以根据NCSA许可证重新分配代码，并根据其他条款（例如GPL或专有许可）对代码进行修改，但您必须始终包含许可证中指定的版权通知，并提供许可的完整文本（只有几个段（仅几对夫妇））。

虽然大多数toaruos是我自己写的，但请确保在相关的其他作者中包括其他作者，例如与Mike的音频子系统或Dale的字符串功能。

toaruos的某些组成部分，例如Kuroko或Bim具有不同但兼容的术语。

社区

镜子

toaruos经常镜像多个git托管站点。

• gitlab： toaruos / toaruos
• github：klange/ toaruos
• Bitbucket：klange/ toaruos
• toaruos .org：klange/ toaruos

IRC

# toaruos on Libera（ irc.libera.chat ）

常见问题解答

toaruos是自我托管吗？

可以通过从存储库中安装build-essential Metapackage来构建各个应用程序和库，这将吸引gcc和binutils 。源可在实时CD的/src目录中提供与该存储库相似的布局，并且auto-dep.krk实用程序脚本也可用。

对于构建Ramdisks，最终核或CD图像，目前不可用一些组件。特别是，Ramdisks的构建脚本仍然用Python编写，并取决于其tarfile模块和zlib支持。以前， toaruos 1.X具有功能强大的编译器工具链，能够构建自己的内核，用户空间，库和引导加载程序，并通过与MakeFile相似的函数的Python脚本将它们变成工作的ISO CD映像。

由于缺乏适当的POSIX壳并实施， toaruos目前无法建立大多数端口。这些是该项目的最终目标。

toaruos是Linux分布吗？

不，一点也不。 toaruos的任何地方都没有代码，也没有将Linux源用作参考材料。

toaruos是一个完全独立的项目，此存储库中的所有代码 – 这是操作系统的整个代码库，包括其内核，引导加载程序，库和应用程序 – 是原始的，由我自己编写，并且在十年的时间内写下了少数贡献者。完整的来源历史记录可以通过该GIT存储库来跟踪toaruos何时可以追踪的Baremetal“ Hello World”。

当您说“完整” …

toaruos是完整的，因为它涵盖了OS的整个功能范围：它不仅仅是“内核”或“只是一个用户空间”。

从“完成”的意义上说， toaruos并不完整。

toaruos符合POSIX的含量吗？

尽管我的目标是足够支持POSIX接口以使软件被移植，但严格的标准实现并不是OS的主要目标，甚至可能是不希望的。

接受捐款吗？

toaruos是一个个人项目，而不是社区项目。应提前讨论代码形式的贡献。但是，在存储库之外的港口和其他工作是帮助的好方法。

您还可以通过为Kuroko做出贡献来提供帮助 – 这是为什么它作为单独存储库保存的部分原因。