ToaruOS
2025-03-26 13:31:49 
阿炯
ToaruOS是一个为x86-64架构PC设计的完整操作系统，并提供对ARMv8架构的实验性支持。不同于许多专注于实验性设计的业余或研究型操作系统，其目标是成为一个教育资源，提供一个代表性微观世界，展现主流桌面操作系统中的功能。它包含内核、引导加载程序、动态共享对象链接器、C标准库、自研的合成窗口系统、动态字节码编译编程语言、高级代码编辑器以及数十个其他实用程序和示例应用程序。所有必要的源代码（主要为C语言）总计约10万行，都包含在仓库中，Kuroko语言解释器除外，它位于单独的仓库。采用NCSA许可协议授权使用。
ToaruOS is a "complete" operating system for x86-64 PCs and experimental support for ARMv8.
项目历史与发展历程
ToaruOS项目始于2010年12月，最初的目标是“在实践中学习”——通过从头创建一个类Unix系统来学习类Unix系统的设计。开发者在几年前曾参与过Compiz（早期广泛使用的X11合成窗口管理器）的开发，因此ToaruOS早期就拥有了基于类似概念构建的GUI。
2015年发布的1.0版本并非完全从零开始。它使用了Newlib作为C标准库，GUI则基于Cairo、libpng和Freetype。2018年中期，开发者启动了一个新项目来替换这些第三方组件，最终完成并合并到ToaruOS 1.6版本中。
多年来，ToaruOS吸引了许多初学者操作系统开发者，他们尝试使用它作为参考。然而，内核一直是开发者个人感到尴尬的地方。2021年4月，在长时间的休整后，开发者开始着手开发新的内核Misaka，这是一个新的64位、支持SMP的内核。Misaka于5月合并，开启了1.99系列的beta版本，最终发布了ToaruOS 2.0。
核心功能与组件
特色的功能：
• 动态链接的用户空间: 支持共享库和dlopen。
• 合成图形用户界面: 具有软件加速功能，设计灵感来自2000年代后期。
• 虚拟机集成: 在VirtualBox和VMware Workstation中支持绝对鼠标和自动显示大小调整。
• 类Unix终端界面: 包含功能丰富的终端模拟器和一些常见的实用程序。
• 可选的第三方移植: 包括GCC 10.3、Binutils、SDL1.2、Quake等等。
关键组件：
• Misaka（内核）: 混合模块化内核，是操作系统的核心。
• Yutani（窗口合成器）: 管理窗口缓冲区、布局和输入路由。
• Bim（文本编辑器）: 一个受Vim启发的编辑器，支持语法高亮。
• 终端: 一个类似xterm的终端模拟器，支持24位颜色。
• ld.so（动态链接器/加载器）: 加载动态链接的ELF二进制文件。
• Esh（shell）: 支持管道、重定向、变量等。
• Kuroko（解释器）: 一个动态字节码编译编程语言。
当前目标与未来规划
当前正在进行的项目包括：
• 重写网络协议栈，以提高吞吐量、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函数来提高SMP性能。
• 支持更多硬件，为AHCI、USB、virtio设备等添加新的设备驱动程序。
• 从ToaruOS“Legacy”中恢复移植的软件，例如muPDF和Mesa。
• 提高POSIX兼容性，尤其是在信号、同步原语方面，并提供更多常见的实用程序。
• 继续改进C库，与Newlib相比，它仍然很不完整，并且是恢复旧移植的主要问题来源。
• 替换第三方开发工具，使操作系统能够自托管，只需要添加一个C编译器。
• 在toarucc中实现C编译器工具链。
构建与安装
它的构建可以使用Docker进行简化，推荐使用Github CI流水线。对于希望在适当配置的Linux主机上本地构建的用户，可以使用Docker构建容器。
文件系统布局
其文件系统布局简洁明了，便于理解和管理。
运行
可以在VirtualBox和VMware Workstation虚拟机中获得最佳的用户体验，因为它支持自动调整显示大小和绝对鼠标定位。也可以在QEMU中运行，这提供了最大的硬件灵活性和最佳的调试体验。此外，ToaruOS也已经在真实硬件上成功测试。
ToaruOS是一个独特的操作系统项目，它以其简洁的设计、完整的特性和教育导向的目标而引人注目。虽然它并非一个追求商业化的产品，但其在操作系统设计和实现方面的价值不容忽视。 对于学习操作系统原理和实践的开发者来说，ToaruOS是一个宝贵的学习资源。
最新版本：2
v2.2于2023年8月发布。
项目主页：https://toaruos.org/
https://github.com/klange/toaruos
ToaruOS is a "complete" operating system for x86-64 PCs and experimental support for ARMv8.
项目历史与发展历程
ToaruOS项目始于2010年12月，最初的目标是“在实践中学习”——通过从头创建一个类Unix系统来学习类Unix系统的设计。开发者在几年前曾参与过Compiz（早期广泛使用的X11合成窗口管理器）的开发，因此ToaruOS早期就拥有了基于类似概念构建的GUI。
2015年发布的1.0版本并非完全从零开始。它使用了Newlib作为C标准库，GUI则基于Cairo、libpng和Freetype。2018年中期，开发者启动了一个新项目来替换这些第三方组件，最终完成并合并到ToaruOS 1.6版本中。
多年来，ToaruOS吸引了许多初学者操作系统开发者，他们尝试使用它作为参考。然而，内核一直是开发者个人感到尴尬的地方。2021年4月，在长时间的休整后，开发者开始着手开发新的内核Misaka，这是一个新的64位、支持SMP的内核。Misaka于5月合并，开启了1.99系列的beta版本，最终发布了ToaruOS 2.0。
核心功能与组件
特色的功能：
• 动态链接的用户空间: 支持共享库和dlopen。
• 合成图形用户界面: 具有软件加速功能，设计灵感来自2000年代后期。
• 虚拟机集成: 在VirtualBox和VMware Workstation中支持绝对鼠标和自动显示大小调整。
• 类Unix终端界面: 包含功能丰富的终端模拟器和一些常见的实用程序。
• 可选的第三方移植: 包括GCC 10.3、Binutils、SDL1.2、Quake等等。
关键组件：
• Misaka（内核）: 混合模块化内核，是操作系统的核心。
• Yutani（窗口合成器）: 管理窗口缓冲区、布局和输入路由。
• Bim（文本编辑器）: 一个受Vim启发的编辑器，支持语法高亮。
• 终端: 一个类似xterm的终端模拟器，支持24位颜色。
• ld.so（动态链接器/加载器）: 加载动态链接的ELF二进制文件。
• Esh（shell）: 支持管道、重定向、变量等。
• Kuroko（解释器）: 一个动态字节码编译编程语言。
当前目标与未来规划
当前正在进行的项目包括：
• 重写网络协议栈，以提高吞吐量、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函数来提高SMP性能。
• 支持更多硬件，为AHCI、USB、virtio设备等添加新的设备驱动程序。
• 从ToaruOS“Legacy”中恢复移植的软件，例如muPDF和Mesa。
• 提高POSIX兼容性，尤其是在信号、同步原语方面，并提供更多常见的实用程序。
• 继续改进C库，与Newlib相比，它仍然很不完整，并且是恢复旧移植的主要问题来源。
• 替换第三方开发工具，使操作系统能够自托管，只需要添加一个C编译器。
• 在toarucc中实现C编译器工具链。
构建与安装
它的构建可以使用Docker进行简化，推荐使用Github CI流水线。对于希望在适当配置的Linux主机上本地构建的用户，可以使用Docker构建容器。
文件系统布局
其文件系统布局简洁明了，便于理解和管理。
运行
可以在VirtualBox和VMware Workstation虚拟机中获得最佳的用户体验，因为它支持自动调整显示大小和绝对鼠标定位。也可以在QEMU中运行，这提供了最大的硬件灵活性和最佳的调试体验。此外，ToaruOS也已经在真实硬件上成功测试。
ToaruOS是一个独特的操作系统项目，它以其简洁的设计、完整的特性和教育导向的目标而引人注目。虽然它并非一个追求商业化的产品，但其在操作系统设计和实现方面的价值不容忽视。 对于学习操作系统原理和实践的开发者来说，ToaruOS是一个宝贵的学习资源。
最新版本：2
v2.2于2023年8月发布。
项目主页：https://toaruos.org/
https://github.com/klange/toaruos