Linux 0.12 on QEMU

English README 变更日志第三方来源与许可

这个仓库的目标很直接：在现代宿主机上，从源码和仓库内清单出发，构建出 Linux 0.12 运行所需的两张 QEMU 镜像，启动进入 shell，并成功执行 ls。

仓库当前不再保存第三方运行时镜像。仓库里提交的是本项目自己编译出来的镜像快照：

images/bootimage-0.12-hd
images/hdc-0.12.img.xz
images/manifest.json

同一套源码构建链还会在本地生成工作镜像：

rebuild/out/images/bootimage-0.12-hd
rebuild/out/images/hdc-0.12.img

项目结果

这套工程最终要做到的事情是：

从 vendor/src/linux-0.12.tar.gz 解包 Linux 0.12 源码
应用仓库内补丁，使其能在现代工具链和 QEMU 上构建
编译内核启动镜像
编译仓库自带的最小用户态程序 /bin/sh 和 /bin/ls
按仓库清单生成 Minix v1 根文件系统
生成仓库内置镜像 images/bootimage-0.12-hd 和 images/hdc-0.12.img.xz
启动 QEMU
进入 [/usr/root]#
执行 ls

这不是“导入历史镜像再启动”的项目，而是“本地重建运行镜像再启动”的项目。

当前正式发布版本：v1.0.2

根目录 LICENSE 只覆盖仓库自行编写的脚本、补丁、用户态源码、测试和文档。随仓库保留的上游 Linux 0.12 源码归档，以及由它参与生成的镜像产物，边界说明见 THIRD_PARTY.md。

仓库还带有自动发布资产的 GitHub Actions 工作流：推送 v* tag，或者手动触发 .github/workflows/release.yml，都会从源码重建镜像、执行一次真实启动验证，并把 bootimage-0.12-hd、hdc-0.12.img.xz、manifest.json 上传到对应的 GitHub Release。上传完成后，工作流还会按 release 链接重新拉回这组资产，再启动一次 QEMU 做回读验证。手动触发时还可以额外指定 source_ref，用于从当前 main 或其他 ref 重新发布某个已有 release 的资产。

支持的宿主机

macOS arm64
Ubuntu 22.04
Windows 10

快速开始

1. 安装依赖

所有平台都需要：

Python 3
Docker
QEMU

macOS arm64：

brew install qemu

Ubuntu 22.04：

sudo apt update
sudo apt install -y python3 qemu-system-x86 docker.io

Windows 10：

安装 Python 3
安装 Docker Desktop
安装 Windows 版 QEMU
确保 qemu-system-i386.exe 在 PATH 中，或者把 LINUX012_QEMU_BIN 设为完整路径

说明：

Ubuntu 上需要当前用户能直接执行 docker
第一次构建会比较慢，因为需要准备 Docker 构建环境

2. 检查宿主机依赖

macOS / Ubuntu：

./scripts/bootstrap-host.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\bootstrap-host.ps1

Windows CMD：

scripts\bootstrap-host.cmd

如果你在 macOS / Ubuntu 上更喜欢统一的顶层入口，也可以直接运行：

make bootstrap-host

3. 直接启动仓库内置镜像

如果你想先检查仓库快照是否完整，可以运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/check-images.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\check-images.ps1

Windows CMD：

scripts\check-images.cmd

如果你删掉了 images/ 里的运行快照，想从当前发布版本重新拉回它们，可以运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/fetch-release-images.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\fetch-release-images.ps1

Windows CMD：

scripts\fetch-release-images.cmd

这条入口会根据 images/manifest.json 里的发布地址和 SHA-256 摘要下载并校验仓库快照。

如果你只是想立即启动 Linux 0.12，直接运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/run.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\run.ps1

Windows CMD：

scripts\run.cmd

这条入口直接使用仓库里的 images/ 快照，不会先重编源码。系统硬盘镜像会先自动解包到 out/repo-images/hdc-0.12.img，然后再启动。macOS / Ubuntu 下它保留当前的终端交互方式；Windows 下本来就是图形窗口。

4. 弹出可见的 QEMU 窗口并手动操作

如果你要在这台机器上看到独立的 QEMU 窗口，并自己进去操作 Linux 0.12，运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/run-window.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\run-window.ps1

Windows CMD：

scripts\run-window.cmd

在这台 macOS 主机上，这条入口会显式使用 QEMU 的 cocoa 显示后端，弹出可见窗口。

5. 从编译阶段开始，再启动 QEMU

如果你要从源码编译开始跑完整流程，运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/build-and-run.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\build-and-run.ps1

Windows CMD：

scripts\build-and-run.cmd

这条入口会强制重新编译，完成后把新的镜像同步到 images/，其中硬盘镜像会以压缩快照形式写成 images/hdc-0.12.img.xz，然后启动 QEMU。

如果你既要“从编译开始”，又要最后看到可交互的 QEMU 窗口，运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/build-and-run-window.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\build-and-run-window.ps1

Windows CMD：

scripts\build-and-run-window.cmd

6. 一键验证

推荐直接运行验证入口。缺少运行镜像时，它会自动触发源码构建。

macOS / Ubuntu：

./scripts/verify.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\verify.ps1

Windows CMD：

scripts\verify.cmd

验证成功后，屏幕会停在类似下面的状态：

[/usr/root]# ls
README
[/usr/root]#

如果你还想把当前最小 shell 内建命令也做一轮实机验证，可以运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/verify-userland.sh

Windows PowerShell：

.\scripts\verify-userland.ps1

Windows CMD：

scripts\verify-userland.cmd

如果你还想验证“连续两次源码构建产物完全一致”，可以运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/check-reproducible-build.sh

或者直接使用：

make repro-check

如果你想验证 GitHub Release 上发布出去的快照重新拉回后仍然能启动并执行 ls，可以运行：

macOS / Ubuntu：

./scripts/verify-release-readback.sh

或者直接使用：

make release-readback

常用命令

在 macOS / Ubuntu 上，也可以优先使用顶层 Makefile：

make help
make build
make run
make verify
make check-images
make fetch-release-images
make repro-check
make release-readback

直接启动仓库内置镜像：

python3 rebuild/driver.py run-repo-images

校验仓库镜像快照：

python3 rebuild/driver.py check-repo-images

从 GitHub Release 重新拉取仓库镜像快照：

python3 rebuild/driver.py fetch-release-images

连续做两次源码构建并比较 bootimage-0.12-hd、hdc-0.12.img、hdc-0.12.img.xz 的 SHA-256：

python3 rebuild/driver.py check-reproducible-build

删除本地快照、按 images/manifest.json 从 release 回读，再启动验证：

python3 rebuild/driver.py verify-release-readback

直接弹出可见的 QEMU 窗口：

python3 rebuild/driver.py run-repo-images-window

强制从源码重编、同步 images/，再启动：

python3 rebuild/driver.py build-and-run-repo-images

强制从源码重编、同步 images/，再弹出可见窗口：

python3 rebuild/driver.py build-and-run-repo-images-window

持续集成

仓库现在包含 GitHub Actions 工作流 ci.yml。它会在推送到 main 或对 main 发起 Pull Request 时执行四类任务：

ubuntu-22.04 完整链路： python3 -m unittest discover -s tests -v ./scripts/bootstrap-host.sh python3 rebuild/driver.py build ./scripts/verify.sh
windows-2022 宿主机 smoke： py -3 -m unittest discover -s tests -v py -3 tools/qemu_driver.py bootstrap-host 基于仓库快照自动解包系统镜像 py -3 tools/qemu_driver.py verify --dry-run py -3 tools/qemu_driver.py run-window --dry-run
macos-14 宿主机 smoke： brew install qemu python3 -m unittest discover -s tests -v python3 tools/qemu_driver.py bootstrap-host 基于仓库快照自动解包系统镜像 python3 tools/qemu_driver.py verify --dry-run python3 tools/qemu_driver.py run-window --dry-run
ubuntu-22.04 可复现性检查： python3 -m unittest discover -s tests -v python3 rebuild/driver.py check-reproducible-build

失败时会上传 Ubuntu 启动验证产物 out/verify、rebuild/out/logs，可复现性检查产物 rebuild/out/images、rebuild/out/logs，以及 Windows 和 macOS 的 out/repo-images 作为排查产物。

显式构建镜像：

python3 rebuild/driver.py build

仅做源码构建后的自动验证：

python3 rebuild/driver.py verify

验证 pwd、echo、cat、uname 和 cd 这些当前 shell 内建命令：

python3 rebuild/driver.py verify-userland

用源码构建出来的镜像交互启动：

python3 rebuild/driver.py run

生成的核心产物位于：

rebuild/out/images/bootimage-0.12-hd
rebuild/out/images/hdc-0.12.img
images/bootimage-0.12-hd
images/hdc-0.12.img.xz
images/manifest.json
out/repo-images/hdc-0.12.img
out/verify/screen.txt
out/verify-userland/screen.txt
out/run/boot.img

这套构建链路做了什么

rebuild/ 目录负责完整的源码到镜像流程：

解包 vendor/src/linux-0.12.tar.gz
应用 rebuild/patches/linux-0.12/ 里的补丁
编译 Linux 0.12 启动镜像
编译 rebuild/userland/ 里的最小用户态源码
把生成的 ELF 打包成 Linux 0.12 可执行的 ZMAGIC a.out
根据 rebuild/rootfs/manifest/ 创建目录、设备节点和启动脚本
生成 Linux 0.12 可挂载的 Minix v1 根文件系统
组装成 hdc-0.12.img
按需把新的启动镜像和压缩后的系统镜像同步到仓库的 images/
启动 QEMU，抓取 VGA 文本，并自动向 guest 发送按键完成验证

这条链路当前只实现“最小可运行系统”，不尝试复刻一个完整的历史 Linux 0.12 发行版。

当前 shell 内建提供这些命令：

cd
pwd
echo
cat
uname
exit

独立用户态二进制当前提供：

/bin/sh
/bin/ls

仓库结构

scripts/ 不同宿主机的入口脚本
images/ 提交到仓库中的自编译运行镜像快照，其中系统镜像以压缩形式保存
images/manifest.json 仓库快照的 SHA-256、大小和发布下载地址清单
rebuild/driver.py 源码构建、运行和验证入口
rebuild/container/build_images.sh 容器内镜像构建脚本
rebuild/patches/linux-0.12/ Linux 0.12 适配 QEMU 和现代工具链的补丁
rebuild/userland/ 最小 Linux 0.12 用户态源码
rebuild/rootfs/manifest/ 根文件系统目录、设备节点和启动文件清单
rebuild/tools/aout_pack.py 把 ELF 打包成 Linux 0.12 ZMAGIC 可执行文件
tools/qemu_driver.py QEMU 启动、VGA 抓取和自动按键注入
tests/ 针对构建链路和运行入口的测试
vendor/src/linux-0.12.tar.gz 上游 Linux 0.12 源码归档

运行说明

启动镜像本身不足 1.44MB，驱动会在启动前补齐成标准软盘镜像
scripts/check-images.* 会按 images/manifest.json 校验仓库快照
scripts/fetch-release-images.* 会从 images/manifest.json 指向的 GitHub Release 重新拉取仓库快照
scripts/check-reproducible-build.* 会连续构建两次并比较镜像摘要，验证构建可复现性
scripts/verify-release-readback.* 会从 release 回读当前快照，再启动 QEMU 验证
scripts/run.* 默认直接使用仓库里的 images/ 快照，并在 out/repo-images/ 里自动解包系统镜像
scripts/run-window.* 默认直接使用仓库里的 images/ 快照，并在 out/repo-images/ 里自动解包系统镜像后弹出可见的 QEMU 窗口
scripts/build-and-run.* 会重编源码并刷新 images/
scripts/build-and-run-window.* 会重编源码、刷新 images/，然后弹出可见的 QEMU 窗口
QEMU 始终以 -snapshot 启动，所以重复运行不会改写 rebuild/out/images/hdc-0.12.img
macOS 和 Ubuntu 22.04 的交互模式使用 -display curses
Windows 10 的交互模式使用 QEMU 默认图形窗口
macOS / Ubuntu 使用本地 Unix socket 作为 QEMU monitor
Windows 10 使用本机 localhost TCP monitor

边界

当前项目明确做这些事情：

从源码构建运行镜像
启动到 shell
自动执行 ls
自动验证当前最小 shell 内建命令

当前项目明确不做这些事情：

还原完整历史 Linux 0.12 发行版
引入完整历史用户态软件集合
保留或依赖第三方运行时镜像

来源

vendor/src/linux-0.12.tar.gz 来自 kernel.org 的 Linux 0.12 历史源码归档
运行镜像不来自第三方下载，而是由仓库内源码、补丁和清单在本地构建生成
许可边界、第三方来源和生成产物注意事项见 THIRD_PARTY.md

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