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QSOE 0.1 版本发布：统一双内核系统，开启 RISC - V 操作系统新征程！

QSOE 0.1 版本发布：统一双内核系统，开启 RISC - V 操作系统新征程！
📅 发布时间：2026/6/30 17:06:39

QSOE 系统资讯

QSOE 是一款受 QNX 启发的操作系统，具备可选择的内核。2026 年 6 月，QSOE 0.1 版本已发布，这是统一双内核系统的首个公开版本。

QSOE 变体情况

QSOE 有两种变体，它们共享一个用户空间和一个构建系统。QSOE/N 运行在专门为该项目从头编写的微内核 Skimmer（设计支持 SMP）上；QSOE/L 则以 seL4 作为内核。编译后，这两种变体都会提供可直接在如 U - Boot 加载器中使用的内核和 initrd 文件。两种变体的用户空间完全相同；每个内核特有的部分只有任务管理器 `taskman` 和 C 库 `libc.so` ，C 库在源代码层面约 85% 是共享的，仅在与内核交互的薄层有所不同。该设计遵循 QNX Neutrino 的传统：小内核，其余功能都在用户空间；采用同步消息传递 IPC；服务使用资源管理器模型。QSOE 目标是在 SiFive HiFive Unmatched (`FU740`) 上运行 64 位 RISC - V (`RV64`, `Sv39`) ，日常开发使用 QEMU。目前，两种 QSOE 变体都能在真实硬件上启动。该系统根据 Apache - 2.0 许可证发布。

QSOE 下载方式

QSOE 可以从源代码构建，也可以安装预构建的二进制文件。每个版本的现成镜像都发布在指定处（当前版本：0.1）。文件如下：

  • [`skimmer.bin`]：Skimmer 微内核，即 QSOE/N 变体的内核。这是一个原始二进制镜像，由引导加载器（或 QEMU）与下面的用户空间包一起加载。
  • [`modpkg.cpio`]：模块包，即共享的 QSOE 用户空间（任务管理器、`init`、C 库、shell、驱动程序和实用工具），以 CPIO 存档形式存在。QSOE/N 将其作为 initrd 与 `skimmer.bin` 一起启动。
  • [`qsoe - l - qemu.elf`]：QSOE/L 变体（基于 seL4 内核），是适用于 QEMU `virt` 机器的单个自包含 ELF 文件。它将 elfloader、seL4 内核、任务管理器和用户空间捆绑在一起，启动时无需其他文件。
  • [`qsoe - l - sifive.elf`]：同样的 QSOE/L 镜像，为 SiFive HiFive Unmatched (FU740) 开发板构建。
  • [`mrbml - riscv64.efi`]：mr - bml，QSOE 自己的引导加载器（适用于 RISC - V 的 EFI 应用程序）。它可以加载任何一种变体，并在真实硬件上驱动引导菜单。
  • [`nvme.img.gz`]：一个可直接运行的自引导 QEMU 磁盘镜像（GPT）。其 EFI 分区包含 `mr - bml`，磁盘根目录包含两个内核，因此 QEMU 可直接进入 mr - bml 菜单，无需 `- kernel` 参数。这是查看 QSOE 运行的最快方式。
  • [`virtio.img.gz`]：仅在 QEMU 下运行 QSOE/L 时使用的配套根磁盘（原生 seL4 早于 QEMU 的 NVMe 所需的中断控制器，因此它从 virtio 磁盘挂载根目录）。QSOE/N 或真实硬件不需要此文件。

简而言之，要在 QEMU 中运行，下载 `nvme.img.gz`（如果需要 QSOE/L，还需下载 `virtio.img.gz`），并参考在 QEMU 下运行部分。要安装到真实硬件上，需要 `mrbml - riscv64.efi` 加上内核 —— QSOE/N 使用 `skimmer.bin` + `modpkg.cpio`，QSOE/L 使用 `qsoe - l - *.elf` 镜像之一 —— 并参考安装部分。

在 QEMU 下运行 QSOE

这是查看 QSOE 运行的最快方式，无需硬件，也无需处理 `- kernel` 参数。下载的 `nvme.img` 是一个自引导 UEFI 磁盘：QEMU 的固件从该磁盘运行 `mr - bml`，mr - bml 的菜单可直接从磁盘启动任意一种变体。

所需条件
  • `qemu - system - riscv64`：QSOE/N 需要版本 11.0.1 或更高（其 NVMe 需要 AIA 中断控制器）。
  • edk2 RISC - V UEFI 固件：在 Debian/Ubuntu 系统上，可通过 `qemu - efi - riscv64` 包获取。
  • 来自 [os] 仓库的启动器 `[run - nvme.sh]`：它会为每种变体配置合适的 QEMU 机器、固件和磁盘，无需手动操作。
运行步骤
# 解压镜像（如果需要 QSOE/L，添加 virtio.img.gz）gunzip nvme.img.gz virtio.img.gz# 将启动器指向镜像，并从菜单中选择一个变体NVME_IMG=./nvme.img VIRTIO_IMG=./virtio.img ./run - nvme.sh

可以传递 `n` 或 `l` 跳过菜单（`./run - nvme.sh n`）。脚本会自动选择匹配的 QEMU 机器 —— QSOE/N 使用带有 NVMe 根目录的 AIA 机器，QSOE/L 使用带有 virtio 根磁盘的 PLIC 机器。mr - bml 菜单和系统控制台都会显示在终端上，选择一个变体后，系统会启动到 `login:` 提示符。使用用户名 `root` 和密码 `QSOE` 登录。

QSOE 安装方法

适用于真实硬件和真实磁盘。QSOE 0.1 可在 SiFive HiFive Unmatched (FU740) 上启动，未来目标是 SpaceMiT K3。此安装过程假设开发板已运行 Linux，需要将文件放置在现有的 EFI 和引导分区上，因此需要熟悉开发板的固件。引导模型很简单：mr - bml 位于 EFI 系统分区；它从 ext2/3/4 分区读取菜单和内核；所选变体随后从 fs - qrv 分区挂载自己的根目录。

安装步骤
  1. 将 `mrbml - riscv64.efi` 复制到 ESP 中，命名为 `EFI/BOOT/BOOTRISCV64.EFI`（UEFI 可移动媒体路径），或者使用 `efibootmgr` 将其注册为引导条目。
  2. 在引导/根文件系统上创建 `/boot/qsoe/` 目录，并将内核复制到该目录：QSOE/N 使用 `skimmer.bin` + `modpkg.cpio`，QSOE/L 使用 `qsoe - l - sifive.elf`。
  3. 创建 `/boot/mr - bml/mr - bml.cfg` 文件，每种变体对应一个条目，例如：
# /boot/mr - bml/mr - bml.cfg — 根据磁盘调整 mainfs= 分区menuentry 'QSOE/N (Skimmer)' { kernel /boot/qsoe/skimmer.bin mainfs=/dev/nvme0n1p8 modpkg /boot/qsoe/modpkg.cpio}menuentry 'QSOE/L (seL4)' { kernel /boot/qsoe/qsoe - l - sifive.elf mainfs=/dev/nvme0n1p8}

`mainfs=` 指定了包含 QSOE 根文件系统（fs - qrv）的分区，需将其设置为开发板上分配给 QSOE 的分区。在真实硬件上，没有 QEMU virtio 分区的区别，两种变体都直接驱动 NVMe 磁盘。

从源代码构建 QSOE

QSOE 使用 `riscv64 - linux - gnu -` 交叉工具链（rv64gc）和标准 `make` 进行构建，QEMU 可用于测试。主仓库负责协调构建过程，并拉取与发布标签匹配的组件仓库。

git clone https://gitlab.com/qsoe/oscd osmake prepare # 获取此标签对应的组件（详见 component.list）make # 构建两种变体：先 QSOE/N，再 QSOE/Lmake dist # 可选：生成 QEMU 磁盘镜像（nvme.img.gz, virtio.img.gz）

QSOE/L 在 `make prepare` 过程中还会浅克隆 seL4 内核。构建过程会生成下载列表中的所有文件。整个项目遵循 Apache - 2.0 许可证，源代码位于指定处。

QSOE 文档情况

QSOE 手册以 PDF 格式与版本一同发布：

  • [`Design.pdf`]：架构文档，介绍双内核模型、任务管理器、IPC 和资源管理器设计。
  • [`UserGuide.pdf`]：用户指南，涵盖安装、shell、基本命令、文本编辑器和实用工具。
  • [`ProgrammingBook.pdf`]：编程手册，包括资源服务器框架章节。
  • [`AppPortingGuide.pdf`]：应用移植指南，介绍如何将 Unix（和 QNX）软件移植到 QSOE，包括 `fork()`、`brk()`、`select()` 等的处理。

QSOE 路线图规划

人们常说 Linux 内核没有路线图，但 QSOE 有。从当前的 0.1 版本到统一的 1.0 版本，规划了十个版本。这是一个工作计划，而非承诺，随着工作推进，里程碑可能会调整。

  • `0.1`：首次公开版本。双内核基础，共享用户空间，`/usr` 目录下为只读 `fs - qrv`，支持交互式 getty + 登录，源代码开放。（当前版本）
  • `0.2`：在 GK208（“Kepler”）上实现文本模式控制台，可在设备上显示，便于在硬件上查看实时音频工作，而不仅通过串口查看。
  • `0.3`：首个可写文件系统：qrvfs 支持文件创建/删除、`O_CREAT`/`O_TRUNC`、`realpath` 和符号链接解析。
  • `0.4`：经典的双面板文件管理器：QSOE 的旗舰应用，全面测试可写文件系统和用户空间。
  • `0.5`：首个 `deva - hdmi` 音频设备，为硬实时路径奠定优先级/中断/调度基础。
  • `0.6`：全面的一致性套件和音频实时包（在 N 核系统上支持最多 N 个硬实时任务）。
  • `0.7`：临近时确定具体内容。
  • `0.8`：第二个硬件目标（SpaceMiT K3，RVA23 类）和 AIA 中断架构（IMSIC/APLIC），使 MSI/MSI - X 在各开发板上统一工作。
  • `0.9`：推动 QNX - libc 兼容性：重新编译并运行一组 QNX 源代码实用工具，填补剩余的 libc 差距。
  • `1.0`：首个稳定版本：API 与 QNX 6.x 相当，旨在移植 QNX 用户空间软件（`fork` → `posix_spawn`）。

其他相关项目

早期及相关工作：

  • [GateMate PC]：基于 Cologne Chip GateMate FPGA 构建的个人计算机。
  • [GateMate System/359]：受 IBM S/360 启发的 FPGA 计算系统实现，具备 I/O 通道和强大的宏汇编器。
  • [QRV]：QNX 到 RISC - V 的移植（历史项目），为 QSOE/N 提供了硬件启动经验。

QSOE 服务内容

提供底层和系统软件的咨询与开发服务：

  • 基于微内核的操作系统
  • 系统库和底层运行时
  • 实时应用的虚拟化
  • RISC - V 系统启动
  • FPGA 的 AI 辅助开发

服务范围从专注的启动工作到长期的架构设计和实现。欢迎联系讨论具体需求。

关于 QSOE 系统

QSOE 系统是 Yuri Zaporozhets 的独立项目。Yuri Zaporozhets 是一位拥有 25 年以上底层软件开发经验的系统软件开发者，曾参与内核、操作系统、运行时以及相关硬件启动工作。

联系 QSOE

电子邮件是联系的最佳方式。

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