# kuku

**Repository Path**: iloverust/kuku

## Basic Information

- **Project Name**: kuku
- **Description**: KUKU（酷库）是一个采用Exokernel架构的现代操作系统框架，使用Zig、Rust和Kotlin三种语言协同开发，提供高性能、安全可靠的系统服务。

- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-10-04
- **Last Updated**: 2025-10-19

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: 酷库

## README

# KUKU - 基于Exokernel架构的操作系统框架

## 项目介绍
KUKU是一个采用Exokernel架构的现代操作系统框架，使用Zig、Rust和Kotlin三种语言协同开发，提供高性能、安全可靠的系统服务。

## 🚀 快速开始

### 环境要求

- **Zig**: >= 0.14.0 (用于exokernel开发)
- **Rust**: >= 1.90.0 (用于安全服务层)
- **Kotlin**: >= 1.8.0 (用于UI层)
- **cbuild-ng**: 构建系统支持

### 构建步骤

```bash
# 1. 克隆项目
git clone <repository-url>
cd kuku

# 2. 初始化构建环境
make init_env

# 3. 配置构建选项（可选）
make menuconfig

# 4. 构建所有组件
make all

# 或者分别构建各组件
make exokernel      # 构建Zig内核
make safe_ffi       # 构建FFI接口
make safe_services  # 构建Rust服务层
```

### 运行测试

```bash
# 运行FFI集成测试
cd safe_ffi_test && cargo test

# 运行服务层测试
cd safe_services && cargo test

# 运行网络集成测试
cd safe_services && cargo test --features test-network
```

## 📋 项目概览

### 核心架构

```
┌─────────────────────────────────────────┐
│           用户界面层 (Kotlin)            │
│  ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │
│  │   Kuikly UI     │ │   应用程序      │ │
│  └─────────────────┘ └─────────────────┘ │
└─────────────────┬───────────────────────┘
                  │ FFI/JNI
┌─────────────────▼───────────────────────┐
│           安全服务层 (Rust)              │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────────┐ │
│  │ IPC服务 │ │ 图形服务│ │ 网络服务    │ │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────────┘ │
└─────────────────┬───────────────────────┘
                  │ Safe FFI
┌─────────────────▼───────────────────────┐
│           Exokernel层 (Zig)             │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────────┐ │
│  │ 内存管理│ │ 能力系统│ │ 硬件抽象    │ │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────┘
```

### 目录结构

```
kuku/
├── exokernel/          # Zig实现的微内核
├── safe_services/      # Rust实现的安全服务层
├── safe_ffi/          # 跨语言FFI接口
├── ui/kuikly_UI/      # Kotlin实现的用户界面
├── boot/              # 系统引导程序
├── docs/              # 项目文档
├── scripts/           # 构建和工具脚本
└── formal_verification/ # 形式化验证
```

## 🔧 核心特性

### Exokernel架构优势

- **极简内核**：只提供最基本的硬件抽象和资源保护
- **直接硬件访问**：应用程序可直接访问硬件资源
- **能力系统**：细粒度的资源访问控制
- **高性能**：减少系统调用开销，提升性能

### 多语言协同

| 语言 | 用途 | 优势 |
|------|------|------|
| **Zig** | Exokernel层 | 零成本抽象、精确内存控制、C兼容 |
| **Rust** | 服务层 | 内存安全、并发安全、零成本抽象 |
| **Kotlin** | UI层 | 现代语法、协程支持、JVM生态 |

### 安全保障

- ✅ **内存安全**：Rust所有权模型 + Zig显式内存管理
- ✅ **类型安全**：强类型系统防止类型错误
- ✅ **零unsafe Rust**：服务层完全使用safe Rust
- ✅ **能力隔离**：最小权限原则的资源访问控制
- ✅ **形式化验证**：TLA+规范验证系统正确性

## 🛠️ 主要组件

### 1. Exokernel (Zig)

**核心功能**：
- 物理内存管理 (`memory.zig`)
- 能力系统实现 (`caps.zig`)
- 硬件抽象接口 (`api.zig`)
- 中断和异常处理 (`trap.zig`)

**特色驱动**：
- GPU/显示设备支持
- 神经网络加速器 (NPU/TPU/BPU)
- FPGA设备驱动

### 2. Safe Services (Rust)

**核心服务**：
- **IPC服务**：五种IPC机制（共享内存、消息队列、管道、信号量、同步/异步IPC）
- **图形服务**：Skia渲染、Vulkan API、Wayland协议
- **网络服务**：多平台网络驱动适配
- **文件系统服务**：安全的文件操作接口

**驱动适配**：
- Linux驱动适配层
- ReactOS驱动适配层  
- HaikuOS驱动适配层
- OpenHarmony驱动适配层

### 3. Kuikly UI (Kotlin)

**界面特性**：
- 现代化UI设计（类似OriginOS风格）
- 流畅动画和过渡效果
- 响应式布局设计
- 双编译器支持（GraalVM + Jeandle）

**通信机制**：
- 零拷贝共享内存
- 无锁数据结构
- 双向消息通道

## 📊 性能特性

### IPC性能优化

- **分层基数树内存池**：高效内存分配
- **零拷贝数据传输**：减少内存复制开销
- **无锁并发结构**：提升多线程性能
- **硬件加速支持**：利用底层硬件特性

### 图形渲染优化

- **GPU直接访问**：通过Exokernel直接控制GPU
- **多渲染后端**：Skia、Vulkan多重选择
- **异步渲染管道**：提升渲染效率

## 🔬 开发和测试

### 代码质量保证

```bash
# 代码审计
./scripts/code_audit.ps1

# 格式化代码
cd exokernel && zig fmt src/
cd safe_services && cargo fmt
```

### 形式化验证

项目使用TLA+进行形式化验证：

- `capability_system.tla` - 能力系统规范
- `memory_manager.tla` - 内存管理器规范  
- `service_layer.tla` - 服务层规范

## 📚 文档

- [驱动架构设计](DRIVER_ARCHITECTURE.md)
- [图形系统集成计划](GRAPHICS_INTEGRATION_PLAN.md)
- [代码审计指南](CODE_AUDIT_GUIDE.md)
- [FFI集成文档](ffi_integration/README.md)
- [形式化验证指南](formal_verification/VERIFICATION_GUIDE.md)

## 🤝 贡献

欢迎贡献代码！请遵循以下步骤：

1. Fork 项目
2. 创建特性分支 (`git checkout -b feature/AmazingFeature`)
3. 提交更改 (`git commit -m 'Add some AmazingFeature'`)
4. 推送到分支 (`git push origin feature/AmazingFeature`)
5. 开启 Pull Request

## 📄 许可证

本项目采用 [木兰宽松许可证 v2 (MulanPSL v2)](LICENSE) 开源协议。