Munal OS：探索操作系统新范式的实验之作

Munal OS：探索操作系统新范式的实验之作

munal-os An experimental operating system fully written in Rust, with a unikernel design, cooperative scheduling and a security model based on WASM sandboxing. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mu/munal-os

项目介绍

Munal OS 是一个完全用 Rust 语言编写的实验性操作系统。它采用 unikernel 设计，实现了协作调度，并基于 WebAssembly (WASM) 沙盒技术构建了安全模型。这个项目不仅提供了完整的图形用户界面，还内置了网络驱动和 TCP 栈，使得用户可以在一个高度定制的环境中运行沙盒化应用。

项目技术分析

Munal OS 的技术架构充满了创新和实验性。它放弃了传统操作系统中的一些常见设计，比如引导加载程序、页表映射、虚拟地址空间和中断处理，从而简化了代码库并探索了现代工具能够实现的新型操作系统设计。

EFI 二进制文件

Munal OS 不使用引导加载程序，而是将整个操作系统编译成一个单一的 EFI 二进制文件，其中嵌入了内核、WASM 引擎和所有应用程序。UEFI 启动服务几乎立即退出，除了系统时钟外不使用任何 UEFI 服务。

地址空间

UEFI 将地址空间保留为身份映射，而 Munal OS 并不重新映射它。事实上，页表根本不被触碰，因为操作系统不使用虚拟地址机制。整个操作系统实际上运行在单个内存空间内，但通过 WASM 沙盒技术实现了用户空间和内核空间的区分，防止用户应用程序任意访问内核内存。

驱动程序

Munal OS 不依赖于 PS/2 输入或 VGA/UEFI GOP 帧缓冲区来显示，而是实现了 PCI 驱动程序，通过 VirtIO 1.1 规范与 QEMU 通信。一个通用的 virtqueue 系统作为四个不同的 VirtIO 驱动程序的基础：键盘、鼠标、网络和 GPU。值得注意的是，这些驱动程序完全基于轮询，不依赖于 CPU 中断。

事件循环

Munal OS 没有实现多核支持或中断，所有操作都在一个单一的全球事件循环中线性执行。每次循环迭代都会轮询网络和输入驱动程序，绘制桌面界面，运行每个活动的 WASM 应用程序的一步，并刷新 GPU 帧缓冲区。

项目技术应用场景

Munal OS 的设计理念非常适合于需要高度定制和安全性的场景。它的沙盒化应用和基于 WASM 的安全模型使其成为开发嵌入式系统、安全计算环境或者特定领域操作系统的理想选择。以下是几个潜在的应用场景：

1. 嵌入式系统开发：利用 Rust 的性能和安全性，Munal OS 可以用于开发高性能的嵌入式系统。
2. 安全计算环境：沙盒化应用提供了强大的安全性，适用于需要保护数据不受恶意代码影响的环境。
3. 教育与研究：作为一个实验性操作系统，Munal OS 可以用于教育和研究，帮助学生和研究人员理解操作系统的工作原理。

项目特点

1. 完全图形化界面：提供高清分辨率的图形用户界面，支持鼠标和键盘操作。
2. 沙盒化应用：应用在安全的沙盒环境中运行，防止恶意代码攻击。
3. 内置网络功能：包含网络驱动和 TCP 栈，支持网络通信。
4. 自定义 UI 工具包：提供灵活的 UI 组件，支持响应式布局和文本渲染。
5. 丰富的预装应用：包括支持 DNS、HTTPS 和基本 HTML 的浏览器、文本编辑器和 Python 终端。

Munal OS 作为一个实验性项目，展示了 Rust 语言在系统编程领域的潜力，同时也为未来的操作系统设计提供了新的思路和方向。

munal-os An experimental operating system fully written in Rust, with a unikernel design, cooperative scheduling and a security model based on WASM sandboxing. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mu/munal-os