TuringOS

基于 Fiasco 微内核构建的操作系统。Fiasco 是一个 L4 家族的微内核，TuringOS 在其之上通过 L4Re 运行时环境提供驱动和应用程序支持。

目录结构

turingos/
├── kernel/          # Fiasco 微内核源码 (Git 子模块)
├── l4re/            # L4Re 运行时环境 (Git 子模块)
├── l4mk/            # L4Re 构建系统入口 (启动项 conf/modules.list 在此)
├── pkg/             # 驱动、服务与应用（扁平结构，约 50+ 个包）
│   ├── native_shell/      #   交互式 Shell
│   ├── spawn/             #   spawnd 进程加载服务
│   ├── filesystem/ext4/   #   ext4 文件系统服务
│   ├── virtio-*/          #   VirtIO 块 / 网络 / 串口驱动
│   ├── fb-drv/ lvgl/      #   显示子系统
│   ├── benchmark/         #   cyclictest / ipcbench / smp-spawn-bench
│   └── ...                #   传感器、CAN、WebAssembly(wamr) 等
├── conf/            # 启动配置 (*.cfg)
├── docs/            # 设计文档与 todo
├── tools/           # 测试与 CI 脚本 (ci_smp_smoke.sh 等)
├── build.sh         # 构建脚本 (--board rpi4|bbb|virt|imx6ul)
├── run_qemu*.sh     # QEMU 启动脚本 (virt / rpi4 / imx6ul)
├── Kconfig          # 驱动配置定义
├── Makefile         # 顶层 Makefile (menuconfig / defconfig)
└── build/           # 构建产物输出目录

支持的目标板

目标板	SoC / 架构	--board 参数	备注
QEMU ARM Virt	Cortex-A15 (ARMv7)	virt	主力开发 / 验证平台，功能最完整（run_qemu_virt.sh）
Raspberry Pi 4B	ARM64 (AArch64)	rpi4（CLI 默认）	支持 QEMU 模拟
BeagleBone Black	AM335x / ARM	bbb	仅支持真机部署
i.MX6UL	Cortex-A7 (ARMv7)	imx6ul	QEMU mcimx6ul-evk

环境依赖

• 交叉编译工具链（上游要求 GCC 11+，本项目 virt/bbb/imx6ul 统一用 GCC 12）
  • RPi4 (ARM64): aarch64-elf-gcc (macOS: brew install aarch64-elf-gcc)
  • virt / BBB / imx6ul (ARMv7): arm-linux-gnueabihf-gcc (macOS: brew tap messense/macos-cross-toolchains && brew install arm-unknown-linux-gnueabihf)
• GNU Make 4+ — macOS 自带 Make 3.81 过旧，需 brew install make（脚本会自动检测 gmake）
• Perl — 内核构建需要
• flex / bison — menuconfig 功能需要
• QEMU（可选）— brew install qemu，用于 virt / RPi4 模拟测试

可通过 CROSS_COMPILE 环境变量覆盖默认工具链前缀：

export CROSS_COMPILE=aarch64-none-elf-

快速开始

# 推荐：构建并在 QEMU 运行 virt 平台（功能最完整）
./build.sh --board virt all && ./run_qemu_virt.sh

# 完整构建 (CLI 默认 RPi4)
./build.sh

# 仅构建内核
./build.sh kernel

# 仅构建 L4Re 运行时
./build.sh l4re

# 仅生成引导镜像 (需先完成 kernel 和 l4re)
./build.sh bootstrap

# 交互式驱动配置
./build.sh menuconfig

# 清理所有构建产物
./build.sh clean

为 BeagleBone Black 构建时加 --board bbb：

./build.sh --board bbb           # BBB 全量构建
./build.sh --board bbb l4re      # 仅构建 BBB 的 L4Re

QEMU 测试

Virt 平台（推荐） —— 功能最完整，含网络、ext4、显示、SMP：

./build.sh --board virt all          # 构建
./run_qemu_virt.sh                   # 启动 native-shell（默认，含网络）
./run_qemu_virt.sh --cfg cyclictest  # 启动指定配置
./run_qemu_virt.sh --help            # 查看全部选项（--gpu / --disk / --smp 等）

默认账号 root / 12345678。退出按 Ctrl-A X。

RPi4 平台：

./run_qemu.sh            # 启动默认镜像
./run_qemu.sh <entry>    # 启动指定 entry
./run_qemu.sh --check    # 仅验证镜像结构，不启动 QEMU
./run_qemu.sh --timeout 5  # 设置超时（秒），0 为不限

BBB (AM335x) 不支持 QEMU 模拟，使用 --check 可验证镜像结构。

真机部署（BeagleBone Black）

1. 构建 BBB 镜像：

   ./build.sh --board bbb

2. 将 ELF 转换为 U-Boot 可引导的 uImage：

   arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary build/bootstrap.elf bootstrap.bin
   mkimage -A arm -T kernel -C none -a 0x80000000 -e 0x80000000 -d bootstrap.bin uImage

3. 将 uImage 复制到 SD 卡 FAT 分区。

4. 在 U-Boot 控制台中执行：

   fatload mmc 0 0x80000000 uImage
   bootm 0x80000000
   

启动项配置

系统启动项通过 conf/modules.list 和 conf/system.ned 配置。详见 docs/boot-entry-config.md。