2025 秋冬季开源操作系统训练营 项目一：StarryOS

[AsakuraMizu]

项目介绍

• 主仓库: https://github.com/Starry-OS/StarryOS
• ArceOS (fork): https://github.com/Starry-OS/arceos
• 指导老师: @chyyuu
• 主要负责人: @AsakuraMizu @Azure-stars
• 助教: @eternalcomet
• 技术支持: @Mivik

项目选题

以下选题仅供参考，您可以在本帖中以回复的方式认领某一个任务。您也可以选择自由探索题目并在本帖中单开一层。

建议创建一个单独的帖子来记录工作进展，以便与老师和其他同学同步。如果您选择使用其他方式（如 Notion、腾讯文档或单独的仓库等），请将链接贴到这里，并确保它可以公开访问。

[AsakuraMizu]

方向一：非功能改进

初级

• 修复 https://github.com/Starry-OS/StarryOS/issues 中的 bug
• 简单的代码整理与重构（灵活安排具体的任务）
• 编写文档，更新 https://github.com/Starry-OS/starry-crates
• 为独立功能组件添加单元测试与 CI
  • https://github.com/Starry-OS/axpoll
  • https://github.com/Starry-OS/scope-local
  • https://github.com/Starry-OS/starry-process
  • https://github.com/Starry-OS/starry-signal
  • https://github.com/Starry-OS/starry-vm

高级

替换 ext4 文件系统后端 lwext4 为纯 Rust 实现

您可以从头写起，也可以使用现有的仓库或crate，然后将其整合进axfs-ng中。

可供参考的代码有：

• https://github.com/yuoo655/ext4_rs
• https://github.com/li041/RocketOS-mirror/tree/ltp/os/src/ext4

改进异步支持

为了实现高效无轮询的 IO，以及充分利用 Rust 语言特性，Starry OS 目前有一些模块初步采用了异步的设计；但是目前这些支持并不完善，接口仍然比较混乱，并且也没有异步调度器，就更别说区分异步任务和同步任务了。

[Blankke]

我将接着尝试完成posix_spawnp related execve bad address bug

[yoinspiration]

我已经为 Issue #7 提交了 PR，更新了 syscalls crate 到 0.7.0 版本，该版本支持 loongarch64 架构。

主要改动：

1. 依赖更新：更新到 crates.io 版本 0.7.0
2. 兼容性修复：syscalls 0.7.0 中移除了 Sysno::riscv_flush_icache 枚举变体，因此改为直接处理系统调用号 259（RISC-V flush icache）

这个修复确保了 RISC-V 架构下的指令缓存刷新功能仍然可以正常工作。

[yoinspiration]

我已经为 Issue #36 提交了 PR，实现了社区贡献流程的标准化。

PR 链接：Starry-OS/StarryOS#40

实现内容

• 添加了 GitHub Issue 模板（bug 报告和功能请求模板）
• 添加了 Pull Request 模板
• 添加了完整的贡献指南（CONTRIBUTING.md）
• 遵循 Conventional Commits 规范
• 包含了代码质量检查要求（clippy 和格式化）
• 说明了 PR 大小和线性历史维护指南

[sususu5]

我将尝试改进异步支持

[HoshimiP]

我将尝试为独立功能组件添加单元测试与 CI

[AsakuraMizu]

方向二：软件移植

Starry OS 默认使用一套与 Alpine Linux 兼容的根文件系统，并可以使用 apk 工具直接下载并安装预编译好的应用包，免去了交叉编译的麻烦。但是这也要求内核实现与 Linux 尽可能相似，从而无需修改地支持更多的 Linux 原生应用。

这个方向的主要工作就是探索更多的常用 Linux 软件在 Starry OS 上运行的可行性，并在移植过程中对内核做出改进。

目前已经初步支持的软件：

• Vi/Vim
• Git
• GNU工具链（包括gcc、make等）
• Python
• Sqlite
• Redis
• Dropbear
• X11
• QEMU
• ...

上述这些软件的支持可能并不完善，部分仅在 riscv64 架构上进行过测试，您可以测试一下它们在其他架构上的运行情况，或者接入某些测试框架，并整理测试结果；若某个软件在某个架构下存在问题，您也可以尝试进行修复。

您也可以选择添加更多的软件支持，一些大型应用的参考如下：

• @li041 正在尝试完善 rustc 的支持
• 改进 X11 支持（目前我们只在 riscv64 上进行过主要测试）
• 支持 Wayland（如 weston）

我们目前支持部分基于Xorg的图形应用程序，您可以尝试运行Xorg图形程序，并将它们的支持情况整理成文档；如果发现支持存在问题，您可以尝试进行修复。

[BoBoDai]

我想验证Python在aarch64(ARM64)架构上的运行情况

[AsakuraMizu]

方向三：其他功能实现

这部分题目的目标不再是支持特定的软件，而是通过实现更加通用的功能，改进整个操作系统的性能或软件支持情况，因此难度也更高。

初级

• VDSO (先前的工作: https://github.com/orgs/rcore-os/discussions/15#discussioncomment-13814648)
• 页面预取 (先前的工作与讨论: feat(mm, fs): optimize virtio read/write and support prefetch for anonymous lazy allocation arceos#11)
• 改进大页支持，实现类似 khugepaged 的机制 (参考 Linux 文档: Transparent Hugepage Support)
• 添加和改进系统调用，您可以观察还有哪些常用的系统调用没有支持（如 clone3），或者缺失某些只存在于特定架构（特别是 x86_64) 中的系统调用；以及完善现有的系统调用，例如某些系统调用的错误处理不够完善，或者缺失某些功能（如 CLONE_VFORK）
• 完善虚拟文件系统
  • /dev
  • /proc
  • ...

高级

• 实现 swap
  • 在内存有限的嵌入式设备上，swap功能非常有意义
  • 在此基础上，可以进一步实现 zram/zswap 功能
• 支持新的图形设备
  • 目前 Starry OS 的图形显示支持是基于 framebuffer 设备的，您可以添加新的图形设备接口
  • 例如 DRM (Direct Rendering Manager)

[Aster-amellus]

想做大页支持和预取

[muou000]

我想学习完成VDSO

[Blankke]

想继续添加和改进系统调用

[LHHL7]

将尝试添加和改进系统调用

[WyZ0125]

我将添加和改进系统调用，完善虚拟文件系统

[AsakuraMizu]

方向四：架构/硬件移植

为 Starry OS 添加更多的特定架构相关的功能支持，或尝试移植到物理开发板。

改进 x86_64 支持

目前对 riscv64 支持是最完善的，aarch64 和 loongarch64 次之，而 x86_64 架构还有一些基本的功能缺失，例如 PCI 设备的中断驱动。

物理开发版移植

Starry OS 目前的支持情况：

• VisionFive 2: 目前主线中唯一一个开发版，支持 SD/MMC 驱动，网卡驱动待接入
• 2K1000LA: 曾经存在于主线中，需要进一步完成代码整理和改进
• Orange Pi 5 Plus: 支持较好，还没有进入主线
• PhytiumPi? Phytium-Pi 裸板无法启动 StarryOS#13

[Dirinkbottle]

我将完善x86_64的中断驱动

[Blankke]

我将尝试完善2k1000的驱动

[AsakuraMizu]

方向五：相关项目

这些项目虽然与 Starry OS 有关联，但是使用场景更加广泛，不局限于 Starry OS 或 ArceOS。

qperf

qperf 是一个基于 QEMU 的内核性能分析工具

• 改进 qperf 本体
• 改进依赖库 https://github.com/novafacing/qemu-rs (改善设计、修复内存泄露等）

#[extern_trait]

虽然它确实被 Starry OS 直接依赖，但是它的设计与操作系统内核无关，而是面向一个更加广泛的 Rust 语言特性级别的问题。

相关资料：

• Tracking Issue for externally implementable items rust-lang/rust#125418
• https://github.com/arceos-org/crate_interface

Starry Mini

Starry Mini 是我们最近尝试开展的教学操作系统实验。基本上是 Starry OS 的精简版。您可以尝试对其进行改进，或为代码添加更详细的文档，或设计一些新的实验。您也可以在此基础上，对一些新的实现进行概念验证，如设计支持多核的内核，实时内核等

[eternalcomet]

方向六：ArceOS的标准库支持

ArceOS是一个模块化的Unikernel，我们可以在此基础上构建出一些裸机应用程序。我们正在为ArceOS添加实验性的C/C++/Rust语言标准库支持，您可以参与该工作，来进一步完善相关内容。您可以：

• 将Starry中的部分功能移植到ArceOS上，如arceos_posix_api
• 优化错误处理，自旋锁等功能的实现
• 测试一些复杂应用程序能否正确运行，并尝试进行改进
• 探索更多其他语言标准库的支持

[Shl1015CS]

根据指导老师分配，进行标准库的支持

[WyZ0125]

我将参与方向六的工作，进行ArceOS的标准库支持