Pitch: Coeleo OS: um sistema operacional x64 feito do zero em Rust

De onde veio isso

Aos 8 anos ganhei um netbook de aniversário da minha tia. Sem internet em casa, minha diversão era fuçar no Paint, nos arquivos do sistema e nos DVDs do meu pai. Aos 10 veio um PC de mesa, e com ele a primeira conexão — e a pergunta que me acompanhou desde então: como se faz um sistema operacional?

A resposta que encontrei na época foi Visual Basic .NET, via YouTube. Passei dias replicando tutoriais: browsers, gerenciadores de download e "sistemas operacionais" que na prática eram só aplicações de janela. Fui longe o suficiente para arranhar Assembly e fazer um sistema dar boot e imprimir na tela:

Este é o meu sistema operacional - XW OS

Depois o interesse esfriou e parei por anos. Anos depois voltei e terminei o que comecei.

O que é

Coeleo OS é um sistema operacional x86_64 com kernel, ABI de syscalls, design system e userspace próprios. Não é distro Linux, não é clone de Windows, não é RTOS.

O que ele reaproveita é pontual e nomeado: Limine (bootloader), Flanterm (emulação de terminal), smoltcp (pilha TCP/IP), fatfs (FAT32) e rustls (TLS). O resto — escalonador, memória virtual, compositor, syscalls, shell, toolkits de UI — é código do repositório.

O alvo é máquina modesta: um núcleo, framebuffer linear rasterizado por software, sem GPU 3D.

O que já roda

Kernel e processos

• 27 syscalls, de SYS_EXIT (1) a SYS_CLIPBOARD (27), expostas ao Ring 3 por libcoeleo
• Escalonador preemptivo round-robin disparado pelo timer do LAPIC, com context switch em assembly isolado em um único arquivo
• Até 8 processos simultâneos, um thread por processo, com PCB e reaping de zumbis
• PMM com bitmap de frames, VMM de 4 níveis, separação kernel/user e pilha de usuário de 64 KiB

Ainda estou trabalhando em melhorias para multitarefa...

Armazenamento

• FAT32 próprio e persistente: alocação de clusters, nomes longos, truncate e sync
• Backends VirtIO-blk, SATA AHCI com tabela GPT e USB Mass Storage, até 8 discos
• Instalador que grava GPT + FAT32 em um disco de destino

Rede

• smoltcp sobre virtio-net ou Intel e1000e — uma PHY por vez, escolhida na inicialização
• DHCP com fallback estático, ARP, ping (ICMP echo), DNS tipo A e cliente HTTP com teto de 32 KiB por resposta
• HTTPS com TLS 1.2/1.3 via rustls (provider rustls-rustcrypto, entropia por RDRAND, relógio pelo RTC). O test-phase22 sobe um servidor local e verifica os dois lados: certificado que encadeia na CA embutida passa, certificado fora dela é recusado

Interface

• Compositor 2D em CPU sobre framebuffer linear, com clipping por dirty-rect
• Chrome de janela — sombra, decoração, borda hairline — desenhado por SDF em coeleo-draw; o cliente Ring 3 pinta um buffer opaco
• Até 8 superfícies simultâneas, criadas por SYS_WIN_CREATE e limitadas a 256×256 px
• KRunner (Alt+Espaço), gerenciador de arquivos de dois painéis, notificações, e clipboard global de 4 KiB por SYS_CLIPBOARD
• Wallpapers JPEG/PNG decodificados por crate própria, até 1.5 MiB e 2048 px de lado

Shell

• Edição de linha estilo Readline: Ctrl+A/E/K/U/W/T/L, Alt+B/F, histórico de 128 entradas com busca reversa em Ctrl+R
• Autocompletar por prefixo comum mais longo, aliases, source, pipes, redirecionamento e $?
• Erros com prefixos semânticos (erro:, aviso:, dica:, uso:) e sugestão por distância de Levenshtein

Pacotes

• .coe assinado com Ed25519 e verificado por SHA-256, com pkg install dentro do SO e o packer tools/coe-pack no host

O que ainda não tem

Uma lista do que existe, para quem for mexer saber onde o chão é firme.

• Sem SMP. Só o BSP é inicializado; não existe bring-up dos outros núcleos. O escalonador roda em um core e a concorrência sai toda da preempção por timer. Nada escala com núcleos.
• Um thread por processo, teto de 8 processos. Não há threads de usuário. Um app que bloqueia em syscall bloqueia inteiro, e MAX_PROC = 8 é o limite duro de concorrência.
• Sem paginação sob demanda. O carregador de ELF mapeia os segmentos de forma eager, página a página, e não há swap, mmap nem copy-on-write. O custo em memória física é o tamanho do binário mais 64 KiB de pilha, reservados de uma vez. Também não existe memória compartilhada entre processos.
• Userspace sem alocador. Não há malloc nem brk — a tabela de syscalls não tem chamada de memória. libcoeleo é allocation-free e aplicações usam buffers estáticos. Estrutura dinâmica em Ring 3 é trabalho manual.
• Sem POSIX. A ABI é própria. Binário Linux não roda e código POSIX não recompila sem adaptação: não há sinais, não há fork/exec (o sh monta |, > e < direto no SYS_SPAWN, passando os fds a clonar) e não há sockets no sentido BSD.
• FAT32 apenas. Sem journaling, sem permissões, sem uid/gid e sem links. O sistema é single-user e o filesystem não guarda dono de arquivo.
• Rede só como cliente. Não há listen nem servidor TCP exposto ao userspace, DNS resolve só tipo A e não há IPv6.
• Texto de UI em ASCII. A fonte embutida tem 95 glifos, cobrindo 0x20–0x7E. Códepoint acima de 255 vira ? e caractere Latin-1 vira caixa — então acento em nome de arquivo ou em texto de widget não aparece no desktop. O terminal é caminho separado, via Flanterm.
• Sem áudio e sem USB genérico. O USB cobre HID (UHCI e xHCI) e Mass Storage. Não há classe de áudio nem driver de GPU — tudo é rasterizado na CPU.

Onde dá para ajudar

SMP, alocador em userspace, fonte com cobertura Unicode e um driver de GPU são as maiores lacunas. Se você nunca mexeu com OSDev, também tem espaço: o projeto tem testes automatizados por fase, então dá para pegar uma peça e ter retorno objetivo.

Antes de abrir PR, vale ler o AGENTS.md (contratos de código) e o docs/contrib/architecture.md (mapa de domínios). O docs/contrib/develop.md tem o resto.

Repositório: https://github.com/coeleo-dev/coeleo-os

Linkedin: https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:7505752411970555904

Licença: MIT e Apache-2.0.

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