Asterinas（星绽）技术调研 + QEMU Demo

一次针对 Asterinas（星绽）——用 Rust 从零构建、兼容 Linux ABI 的通用操作系统内核——的技术调研，包含一份图文报告、一套幻灯片，以及一个已在本机实跑验证的 QEMU 演示（从官方 Asterinas NixOS 安装器 ISO 启动，无需 Docker、无需编译源码）。

基于 Asterinas v0.18.0（2026-06）。

内容

目录/文件	说明
report/asterinas-eval.md	调研报告（Markdown 源）；渲染版 report/asterinas-eval.html / .pdf 由构建脚本生成
slides/asterinas.md	幻灯片（Marp 源，11 页）；.pdf / .pptx 由构建脚本生成
scripts/	Demo 与文档构建脚本（见下）
logs/	现场实测的原始控制台/跑分日志（Asterinas vs 同配置 Linux 基线）
report/images/	架构图（HTML/CSS 重绘）与官方 SVG

报告要点

• 框架内核（framekernel）架构：整个内核在单一地址空间内运行（宏内核性能），但语言级把 unsafe Rust 收敛进一个特权框架 crate ostd（≈ 内存安全 TCB），其余全部内核服务用 safe Rust 编写。
• 内存安全 TCB ≈ 代码量的 14.0%（USENIX ATC'25），远小于同类 Rust OS。
• 兼容 240+ 个 Linux 系统调用，性能与 Linux 持平。
• 本机实测：计算/内存密集型 ≈ Linux 的 99–100%；Redis（loopback）约 73–84%。

复现 Demo

演示走预编译 ISO + 原生 QEMU路线，无需 Docker/编译。

1) 获取安装器 ISO（不在本仓库，需单独下载）

大文件（ISO、qcow2 磁盘镜像）已通过 .gitignore 排除。ISO 从 Asterinas 官方 Releases 下载：

# asterinas-nixos-0.18.0-x86_64.iso  (约 1.3 GB)
curl -L -o iso/asterinas-nixos-0.18.0-x86_64.iso \
  https://github.com/asterinas/asterinas/releases/download/v0.18.0/asterinas-nixos-0.18.0-x86_64.iso

# 校验（官方 sha256）
echo "caea9c3675f3311274f1bbcdf8b05f33c4f590c52e9fb732bd23c16917b9dd2a  iso/asterinas-nixos-0.18.0-x86_64.iso" | sha256sum -c -

2) 安装到磁盘镜像（约 30 分钟，联网拉包）

需要 qemu-system-x86_64 + KVM + OVMF。在安装器 guest 内按需设置 http_proxy/https_proxy，编辑 configuration.nix 装入演示应用，运行 install_aster_nixos.sh --config ~/configuration.nix --disk /dev/vda --force-format-disk。详见 scripts/10-install-boot.sh 与 scripts/demo-script.md。

3) 启动已装系统 / 跑 Demo

./scripts/run-asterinas.sh        # 启动装好的 Asterinas NixOS（UEFI/OVMF）
./scripts/run-linux-baseline.sh   # 同配置 Linux 基线（对标跑分用）

演示三场景（启动+Linux ABI、Nix 在线装包、对标 Linux 跑分）逐条命令见 scripts/demo-script.md。

重新生成报告 / 幻灯片

需要 Node（npx）+ 一个 Chrome/Chromium（用于 PDF/PPTX）。若在代理后，先 export http_proxy=… https_proxy=… 或 PROXY=… ./scripts/build-docs.sh。

./scripts/build-docs.sh
# 产出: report/asterinas-eval.html/.pdf, slides/asterinas.pdf/.pptx

参考

• Asterinas 官方仓库与 Book：https://github.com/asterinas/asterinas · https://asterinas.github.io/book/
• 官方演讲（田洪亮，蚂蚁集团）
• USENIX ATC'25：Asterinas: A Linux ABI-Compatible, Rust-Based Framekernel OS with a Small and Sound TCB
• SOSP'25 最佳论文：CortenMM

许可

本仓库为第三方调研材料，与 Asterinas 项目无隶属关系。报告/幻灯片中的架构图为依据 Asterinas 官方公开材料（Book / 演讲 / ATC'25 论文）重绘或引用，版权归原作者；Asterinas 本身以 MPL-2.0 开源。