DragonOS 0.2.0 发布说明 (Release Notes)

发布日期: 2025-08-22 版本定位: 0.2.0 是 DragonOS 在「可用性、可观测性、可扩展性」三个维度的里程碑版本——引入 ext4、动态链接、eBPF、虚拟化、命名空间 (PID/Mount/User 初步)、多体系结构 (x86_64 / RISC-V64 / LoongArch64) 支持，以及系统调用子系统、内存/文件缓存子系统的大幅重构，为后续 0.3.x 的容器化、网络与调度增强打下基础。

📌 概览摘要 (Executive Summary)

核心亮点：

文件系统与存储: 新增 ext4；完成 mount/umount2；实现 gendisk/分区扫描；/proc/mounts；页面缓存与文件映射体系化；支持实验性 overlayfs；改进 FAT & VFS 元数据 (statx / newfstatat)。
进程与命名空间: 引入 PID Namespace、Mount Namespace、Namespace Proxy；实现 unshare()；改进进程组 / Session / TTY 作业控制；增强 /proc 进程信息。
内存与虚拟内存: mmap 延迟分配、msync、私有/共享文件映射；PageCache 脏页同步/回收；多处栈使用优化与爆栈修复；SLAB 与 buddy 回收改进。
可观测性与可扩展: 初步 eBPF 支持（rbpf → 主线 / kprobe / tracepoint / Aya 生态）；tracepoint 框架化；静态键 (static-keys)。
虚拟化: 引入 KVM/VMX 基础框架与 EPT；清理旧 KVM 代码；改进启动稳定性。
体系结构: 新增 LoongArch64 引导 & 异常处理早期实现；RISC-V64 改进；多引导协议抽象 (Multiboot2 / HVM / Serial Console / Framebuffer)。
系统调用与内核结构: 统一 syscall table；大量子系统模块化迁移；ERESTARTSYS 机制；补齐/新增大批系统调用（poll/epoll/select、eventfd、execveat、unshare、msync 等）。
安全与权限: Cred 框架 (UID/GID/FSUID/权限判定)；set*id / setres*；chown/chmod 迁移与修复。
设备与 I/O: virtio console、virtio blk 分区识别、loopback 网卡、TTY + epoll、HVC、PCI 配置空间访问、网络设备 sysfs 注册。
工具链与生态: 动态链接 (ELF 解释器)；Dadk 0.2.0 加速构建；统一用户态程序构建；实验接入 Tokio 单线程运行时；文档自动翻译与版本化。
稳定性与质量: 大量栈帧/死锁/内存越界/竞态/信号/等待语义/PageCache 修复；改进 backtrace/unwind；日志系统统一化。

⚠️ 重大变化与潜在不兼容 (Breaking / Important Changes)

Dadk 升级到 0.2.0：旧版配置不兼容，需按新文档迁移。
Syscall 结构重排：各子系统迁移到表驱动架构；自定义补丁需适配。
内核栈默认 16K → 32K，并引入 Guard Pages / 写保护 (x86_64)。
PageCache 语义升级：mmap + 直接读写需结合 msync；旧行为假设需调整。
Namespace 架构初步：接口未来可能调整（仍属实验状态）。
eBPF 接口为早期形态：Map / Helper / 类型限制后续可能变化。

✨ 新增 / 增强特性 (Features & Enhancements)

1. 文件系统 & VFS

ext4：基于 another_ext4 集成，可从块设备挂载。
mount/umount2：真实块设备挂载链路 + 分区扫描 (MBR)；支持 MountFlags；/proc/mounts。
overlayfs (实验)：多层只读 + 顶层写 copy-up + whiteout。
gendisk 抽象；virtio 磁盘作为根文件系统；块设备自动注册 devfs。
FAT/vfat：rename/move 重构；statx 创建时间 (btime)；文件映射；page cache 同步修复。
VFS：statx/newfstatat、faccessat2、linkat/renameat2、readlinkat 等；open/close/stat/ioctl 拆分；LookUpFlags；/proc 扩展（kthread 标记 / FD 占用 / exe 链接 / 运行/启动时间 / tty 信息）。

2. 进程 / 命名空间 / 会话

PID Namespace：ID 映射与隔离；nsproxy 统一挂载。
Mount Namespace：根挂载树隔离。
unshare()：新建 namespace（现覆盖 PID/Mount 基础）。
Session / Process Group：完整作业控制；TTY 前台进程组信号 (SIGINT 等)；wait4 修复。
reboot 流程增强（magic 校验 / 多 cmd 预留）。

3. 内存管理 (MM)

mmap 延迟分配 / msync / mprotect 修复 / madvise / msync 表接入。
PageCache：ID 管理、页面回写、脏页清理、回收线程、多次映射一致性修复。
SLAB → buddy 释放路径补全；爆栈检测 (clippy)；拆分大函数降低栈占用。
mincore() 占位返回 ENOSYS；truncate_inode_pages 框架。

4. 可观测 & eBPF

bpf()：初始 Map / kprobe / 统计样例；rbpf 升级 → 主线；Aya 兼容模板。
tracepoint 框架化；静态键支持热点条件启用。

5. 虚拟化 & 平台

初步 KVM/VMX + EPT；旧 KVM 清理。
HVM / Multiboot2 / 启动命令行解析 (Arg/KV/EarlyKV)。
LoongArch64：引导进入 kernel_main + 异常处理；RISC-V64 运行 Rust HelloWorld；多平台串口/控制台抽象；Serial Console + nographic。

6. 设备与 I/O

virtio console (HVC)；virtio blk/网/控制台中断命名改进；PCI 配置空间访问 (portio)。
Loopback 网卡；网络设备 sysfs 节点与属性；DHCP 稳定性。
eventfd / epoll / poll / ppoll / select / pselect6：等待/超时/信号一致性。
TTY：适配 epoll；控制字符解析；波特率/termios；tab/erase 修复；SIGINT 广播。

7. 安全 & 账户

Cred 框架：UID/EUID/FSUID/GID/组列表；seteuid/setegid/setres*；chown/chmod/fchownat/lchown。
get/setgroups；umask 类型改造；/proc status 名称精确化。

8. 系统调用子系统

统一 syscall table；ERESTARTSYS；批量迁移(process/mm/vfs/ipc)。
新增/补齐：mount, umount2, eventfd, poll/ppoll/select/pselect6, epoll 重构, fchdir, mkdirat/mkdirat2, utimensat/utimes, newfstatat/statx, execveat, unshare, set|getgroups, msync, madvise, mremap, mprotect, brk/sbrk, reboot 增强, rt_sigpending, mincore(ENOSYS) 等。

9. 工具链 / 构建 / 文档

Dadk 0.2.0：镜像生命周期管理 / 构建加速 / profiling。
统一用户程序构建：Rust + C；示例 Rust 应用。
动态链接 ELF 解释器；busybox 引导模式 & NovaShell/DragonReach 演进。
自动文档翻译，多语言，多版本 Sphinx；页脚显示 commit；README / Q&A / namespace 文档更新。
CI：Docker 构建缓存、按分支触发、镜像自动推送、MinIO/S3 分发、loongarch64 QEMU 构建、工具链 nightly 锁定、backtrace/unwind 升级、栈溢出测试。

🚀 性能与资源占用 (Performance & Footprint)

减少多处大栈帧：IRQ 初始化拆分、ACPI 表读取宏化、process create/内存池结构重写 (Vec 替换大数组)。
PageCache 二次映射写入 panic 修复 → 提升 mmap IO 连贯性；减少 copy。
SLAB 空闲页回收 → buddy，降低驻留内存。
通过写保护 + Guard Pages 早期发现非法写入。

🛠 稳定性 & 关键修复 (Stability & Fixes)

代表性修复：

等待/进程：wait/wait4 语义、do_wait 锁释放、Blocked 子进程处理。
I/O 多路复用：epoll inode 引用释放、epoll 超时/唤醒广播、poll 边界/RestartBlock。
管道/信号：pipe/FIFO 非阻塞 + 信号/kill 语义；阻塞 pipe 可被 kill；命名管道 POSIX 行为。
PageCache：mmap 多实例一致性；回写已 drop address space panic；unlink 后脏页处理。
futex：用户态地址安全 safe_read/safe_write；robust list。
信号：默认 handler 恢复；SIGINT 分发；KILL pid=1 反馈；pending not masked 检查；execve 错误传播。
TTY：前台进程组置空错误；init 早期字符输入崩溃；tab 展开越界。
Timer：插入边界；sleep 被信号打断 ERESTARTSYS。
竞争/内存：slab UAF/越界；nttyData 栈溢出；buddy 构造大栈帧；内核地址错误 RIP 输出。
文件系统：getcwd 语义；read O_PATH 校验；unlink 后 dirty 清理；remount 错误；mprotect vm_flags。
ELF：解释器路径读取越界；execve 失败错误码。
多路复用：select/pselect6 初期编译问题。
virtio/PCI：多设备中断冲突；PCI 初始化顺序；virtio net 中断处理。
网络：DHCP 网卡顺序；loopback / poll listen 状态。

🧾 新系统调用清单 (部分)

mount, umount2, fchdir, mkdirat/mkdirat2, linkat/renameat/renameat2, newfstatat, statx, readlinkat, faccessat/faccessat2, eventfd, poll, ppoll, select, pselect6, epoll (重构), utimensat, utimes, msync, madvise, mremap, mprotect, brk/sbrk (表化), execveat, unshare, setgroups/getgroups, rt_sigpending, reboot (增强), mincore(ENOSYS) ...

🧪 开发与构建体验 (Dev Experience)

Dadk 0.2.0：镜像创建 / 挂载 / 卸载统一；构建加速；profiling。
用户程序：Rust + C 统一构建流水线；Rust 示例。
工具链：固定 nightly 版本 & 升级脚本；多架构交叉工具链脚本。
文档：自动翻译 & 失效清理；中英双语；FAQ / 构建问题指引。

🙌 贡献者 (部分, 按提交活跃度 / 首字母)

感谢所有贡献者在内核子系统、文件系统、虚拟化、文档与工具链方面的持续投入。

特别感谢以下核心贡献者：

longjin - 项目负责人，大量核心功能实现与重构
chenlinfeng (Godones) - eBPF、网络、文件系统等
sparkzky - TTY、进程管理、系统调用重构
MemoryShore - 文件系统、内存管理、VFS
Samuel Dai - KVM、网络、驱动
黄铭涛 - PCI、驱动、内核优化
以及所有其他贡献者！

本版本贡献者清单

✅ 验证建议 (Smoke Test Checklist)

基础启动：x86_64 / riscv64 / loongarch64 (串口/图形)；检查 /proc/mounts /proc/*/status。
动态链接：运行动态链接 busybox / Rust 程序。
文件系统：挂载 ext4 & vfat；创建/删除/rename；mmap + 直接写 + msync。
进程控制：多 shell / Ctrl+C / 前后台切换。
网络：loopback ping / DHCP 初始化日志。
eBPF：加载示例 kprobe 统计程序；读取 trace_pipe。
poll/epoll：运行 test_poll / test_epoll。
reboot：执行 reboot 系统调用（模拟）。
Namespace：测试 unshare（挂载隔离 / PID 观察）。

🙏 致谢 (Acknowledgements)

感谢所有开发者、测试者、文档贡献者及社区用户的反馈。DragonOS 0.2.0 站在前序版本的实验与积累之上，也为后续容器化、资源隔离与性能优化奠定结构基础。欢迎通过 Issue / PR / 讨论区持续参与。

🔎 附录: 关键词索引 (便于检索)

ext4 overlayfs PageCache mmap PID namespace mount namespace unshare syscall table eBPF kprobe tracepoint Aya KVM VMX EPT LoongArch64 RISC-V virtio console loopback eventfd poll epoll select pselect6 ppoll statx newfstatat execveat dynamic linking Dadk 0.2.0 Cred chown msync mprotect utimensat reboot slab buddy Guard Page WP Tokio groupprocess/session

-- END OF DragonOS 0.2.0 Release Notes --

V0.2.0.md 12 KB History Raw