QSOE Development

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QSOE Dev，关于软件开发、编程与技术项目的博客。

QSOE 音频：Crystal Clear

QSOE 0.4 的验收标准只有一个：HDMI 音频提取器上能听到连续播放。作者在两天内用 SiFive HiFive Unmatched 和 SpacemiT K3 两块 RISC-V 板子、两个内核（QSOE/N 与基于 seL4 的 QSOE/L）完成首次出声。调试过程几乎全走了弯路：musl stdio 缺少 readv，导致 Vorbis 解码器按字节发 IPC，占用心率达正常 5 倍；seL4 任务管理器内存分配看似正确却无声音，实为 GPU 未检测到显示；K3 上 DMA 取到垃圾描述符，十赫兹的继电器般噪声，最终通过对比 Linux 寄存器 dump，发现 K3 的 SRAM 对 CPU 缓存但 DMA 不查缓存，驱动需用 cbo.clean 显式回写。核心教训：计数器只能反映软件认为正确的状态，真正判定要靠耳朵。

收藏1 天前

qfpc：面向 QSOE 的 Pascal 编译器（基于 FPC）

qfpc 0.1 正式发布：一个基于 Free Pascal 裁剪出的 Object Pascal 编译器，专用于 QSOE 操作系统（RISC-V 64 单目标、单方言，不兼容其他系统）。作者用 9 天从 FPC 的 59.5 万行代码中剥离出 10.3 万行，设计哲学是"一个目标、一种方言、不保留历史包袱"：去掉多 CPU ifdef、多模式、代码页机制，统一 UTF-8，无泛型无 Variant，保留 COM/CORBA 接口和 inline assembler。核心亮点是自研.qpu 单元文件格式（ELF 可重定位 + 接口段合一，类似 Rust rlib / Swift module / Delphi.dcu 的思路），以及整套 bootstrap 过程：编译器自身可自编译，RISC-V 版编译器在 qemu-user 下编译所有单元后产出与主机版逐字节一致的输出，途中还发现了一个枚举宽度未对齐的隐藏 bug。运行时库 1.1 万行，测试 7 千行，qupkg（29 个单元）全量编译不到 1 秒，QSOE 自研链接器 7 毫秒链完 32 个目标文件。GPL-2.0-or-later 许可。

收藏10 天前

seL4 for SpacemiT K3

The QSOE 0.3 notes say the K3 is QSOE/N only. That was true of the release set and, for the three days before it, false of the lab: on the evening of 14 September seL4 16.0.0 booted to user space on t...

收藏14 天前

QSOE 0.3 版本发布

QSOE 0.3 发布，核心变化是让文件系统从只读变成可写并具备掉电修复能力：qrvfs 在 NVMe 上实现读写，每次挂载前跑 fscheck 修复异常，96 次掉电压力测试只产生可修复的泄漏状态。性能方面，seL4 的 QSOE/L 之前所有线程都跑在 hart 0 上，改成 round-robin 调度后写盘压力测试从 731s 降到 162s，ls -la 从 1s 降到 0.12s；另外优化了 IPC 消息拷贝路径和 mmap 零页开销，QSOE/L 与 QSOE/N 的差距从 10 倍缩小到 2 倍出头。架构上 taskman 接管了动态链接，不再携带独立运行时链接器，的只读段通过共享页表位或 seL4 frame retype 让所有进程共享一份副本，spawn 内存从 200 页降到 143 页。权限模型修复了一个安全漏洞：之前 relay 路径以 root 身份执行所有文件系统操作，现在改为携带调用者凭据。新增 StarFive VisionFive 2（JH7110）板卡支持，双内核均可启动。

收藏14 天前

QSOE 0.2 release

The second QSOE release, v0.2, is out. As before it is a single numbered drop of both kernel variants, the boot loader, the shared userspace and libc: QSOE/N v0.26, with the custom "Skimmer" kernel. Q...

收藏29 天前

QSOE v0.2-rc, in three release candidates

v0.1 was a singular machine. One userspace, booting on two kernels, at one console, on the board it was tuned for. Everything difficult about it was internal — the spawn-from-disk deadlock, the libc s...

收藏36 天前

HFI BIOS 1.3 发布：支持 SpaceMiT K3 Pico ITX 开发板

HFI BIOS 1.3 发布，新增对 SpaceMiT K3 Pico ITX 开发板的支持。固件从 NOR 冷启动引导至 Linux 桌面，VideoBIOS 驱动面板，UFS 通过 SCSI 枚举，USB/PCIe/以太网均在固件层初始化后移交操作系统。设备树由固件填写完整信息，POST 报告具体发现的存储设备名称和容量而非仅步骤状态。源码和二进制均可从 GitHub 获取。

收藏46 天前

HFI BIOS：从想法到 K3 支持

HFI BIOS 项目六周内从第一个 commit 跑到支持两款不同 RISC-V 主板。最初尝试在 RISC-V 上模拟 x86 VBIOS 来驱动 NVIDIA GK208 显卡，发现是在用庞大机器避免写驱动，于是改为原生驱动。关键转折是把视频接口变成契约——VideoBIOS Module，BIOS 只负责加载，不关心具体硬件。K3 板子上没有字符发生器，模块直接借一个 CPU hart 跑字体渲染，抽象依然成立。三个 bug 都是同一类问题：冷启动时某个硬件引脚处于默认功能 0，导致显示、PCIe 复位、以太网 PHY 全部失效。

收藏48 天前

jmcc：在 RISC-V 64 上运行的便携式 C 编译器

jmcc（Johnson-Magnusson C Compiler）成功编译整个 QSOE/N 微内核并在真实 RISC-V 64 硬件上启动，整个工具链不含 GCC。作者用 Claude Code 辅助将 pcc 移植到 RISC-V 64，解决了 MIPS 遗留指令、原子操作、64 位 ABI 等一系列问题。 pcc 由 Bell Labs 的 Stephen Johnson 在 1970 年代中期编写，是 C 和 Unix 早期传播的关键工具。Anders Magnusson 在 2000 年代中期重写了一半以上代码，使其可移植到现代架构。作者的新工作是在此基础上添加 RISC-V 64 后端，最终实现全系统无 GCC 编译并启动到 root shell。

收藏52 天前

QSOE/N v0.18：新增第二块开发板和第二套编译器

QSOE/N 操作系统 v0.18 新增 SpacemiT K3 芯片支持和 jmcc 编译器，修复了多处底层 bug。K3 的 DRAM 从 4 GiB 起始、16 核异构（8 个 X100 + 8 个 A100 AI 核），中断几何与 QEMU virt 完全不同。 jmcc 编译器不依赖 GCC 的 PIE 和 GOT 便利，暴露了 loader 跳过 R_RISCV_COPY relocation、线程 gp 设置错误等隐藏 bug。

收藏52 天前

Series about bringing up my NVidia video card on the RISC-V board (SiFive Unmatched)

The project of bringing up my GK-208 video card at the early boot stages turned out to be much bigger than originally envisioned — and the approach for accomplishing the goal had to change completely ...

收藏92 天前

QSOE：受 QNX 启发的双内核架构操作系统

The first QSOE release, v0.1, is out. It bundles both kernel variants, the boot loader, the userspace, and libc into a single numbered drop, and consists of the following components: QSOE/N v0.17, wit...

收藏101 天前

一个免费的类QNX操作系统（2003）

作者回顾2003年发起的RadiOS项目，这是一个兼容QNX的微内核操作系统。如今该理念演变为QSOE，支持64位RISC-V架构，可在真实硬件上运行。文章展示了从汇编语言到现代RISC-V架构的技术演进历程，体现了长期技术追求的延续性。

收藏102 天前

QSOE/L：首次从真实存储启动引发的死锁排查

作者在将 QSOE/L 移植到真实 NVMe 存储时遇到启动死锁。通过对比 QEMU 和另一版本 QSOE/N 的行为差异，排除了常见的指令缓存一致性 Bug。最终定位到 taskman 进程在等待文件系统响应时，因同步机制循环依赖导致死锁。文章详细展示了利用硬件差异进行故障排除的工程思路。

收藏105 天前

QSOE/L：在 seL4 上运行相同的用户空间

作者展示了如何在 seL4 微内核上构建兼容 QNX 的用户空间，重点解决了 IPC 限制、能力泄漏和 SMP 同步等底层工程难题。通过重构任务管理器和内存回收机制，实现了进程的稳定创建与销毁，并在 QEMU 中完成了从启动到 Shell 交互的全流程验证。

收藏112 天前

QSOE/N 第三部分：在 HiFive Unmatched 真机上首次启动

作者记录了将自研微内核 QSOE/N 从 QEMU 模拟器移植到 SiFive HiFive Unmatched 真机的过程。文章详细分析了五个主要障碍，包括镜像头格式、PCI 兼容性、物理内存管理及 CPU 拓扑识别等问题。重点解决了 RISC-V 架构特有的指令缓存一致性（fence.i）和线程调度问题。最终成功在真机上获得交互式 Shell，并提到开发过程中使用了 Claude Code 辅助。

收藏117 天前

QSOE/N 第二部分：从微内核到完整操作系统

作者详细记录了将 Skimmer 微内核扩展为完整操作系统 QSOE/N 的过程，实现了进程管理、C 库及驱动。核心创新在于将 POSIX 文件描述符直接映射为内核连接 ID，使读写操作无需经过 taskman 系统进程，从而优化了性能。文章还深入剖析了多进程地址空间切换、同步对象 Bug 修复以及 POSIX 兼容性测试套件的实现细节。这是系列文章的第二部分，展示了在 QEMU 环境下构建类 QNX 系统的工程实践。

收藏119 天前

QSOE/N 第一部分：证明核心（Skimmer v0.1–v0.5）

作者从零开始为64位RISC-V编写微内核Skimmer，结合DragonFly BSD并发模型与QNX IPC设计。通过v0.1到v0.5迭代，解决了SMP竞争、中断处理和同步IPC等核心问题。文章详细记录了从基础引导到复杂压力测试的全过程，包括具体的Bug修复和调试方法论，证明了内核核心的稳定性。

收藏120 天前

QSOE操作系统的诞生始末

作者讲述开发类QNX操作系统QSOE的起源。因争取QNX源码开源未果，决定基于形式化验证微内核seL4进行移植，并随后开发了自定义内核Skimmer以支持多核并发。项目采用双内核架构，用户态代码完全共享。文中详细记录了从构思、命名到技术选型及早期实现的完整过程，包含大量底层系统设计细节。

收藏128 天前