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FlowKernel

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A planned OS-level trust and execution substrate for fallible agentic intelligence, with a C-first experimental target and a controlled Linux reference lab kept as separate research lines.

Evidence state: Planned. Implementation has not started.

FlowKernel(流核)研究的是一层面向不可信智能体执行的操作系统级信任与执行基座。它不 替代 Linux、Windows 或 macOS,也不试图让 AI 接管内核;它研究如何让规则、强化学习、Agent 与大模型等不完全可靠的策略源,在确定性的身份、权限、资源、隔离、生命周期、来源记录和 恢复边界内提出并执行有界动作。

当前选择的候选研究载体是以 freestanding C 为可信核心的实验内核目标,以及用于对照和早期 反证的 Linux reference lab。未来若把同一组 authority / execution / evidence 语义映射到现有宿主, Linux、Windows 与 macOS 会需要各自的 enforcement adapter;这些适配器目前尚未设计或实现。 “可映射”不表示仓库已经具备跨平台运行能力。

资源调度仍是第一个核心研究方向:操作系统能否不仅观察任务消耗了多少资源,还能理解任务 所处的生命周期、真实进展和连续运行价值,并据此改进长期策略。项目扩展的是这个问题的上游 边界——谁有权行动、行动留下什么历史、行动后的事实如何成立——不是推翻原始问题。

本仓库现在只保存研究问题、架构假设、实验路线和证据规则。它不是一个已经可运行的内核, 也不把路线图描述成已实现能力。

AI 调度、runtime assurance、shielding、Capability 与 agentic scheduler control plane 都有直接 前人工作。FlowKernel 不把这些零件单独宣称为新发明;它只把“多种策略源的运行时有界提案、 C-first 确定性执行边界、统一授权语义和独立事实验收”作为待反证的组合差异。精确覆盖关系和 必须复现的直接基线见前人工作与阅读地图。

FlowKernel 不是通用 Agent Harness。Prompt、上下文、记忆、规划、技能与工具选择属于不可信的 智能编排域;Harness 只能提交有类型的 ActionProposal,不能给自己签发 Capability,也不能 直接控制调度器。确定性权限边界负责约束行动,资源机制负责落实硬上限:

Intelligence proposes. Authority constrains. Mechanism enforces.

“Harness 越狱不应自动成为权限提升”是需要由隔离、旁路测试和故障证据验证的设计不变量, 不是当前仓库已经实现的安全保证。

系统位置

FlowKernel 的“操作系统级”描述的是问题等级,而不是产品类别宣称。它处理 authority、隔离、 资源所有权、生命周期、撤销、恢复和可观察性,却不重新实现一个通用操作系统的全部驱动、 文件系统、网络栈和应用生态:

Human / Application contract
        ↓
Agent / model / rule proposes an action
        ↓
FlowKernel trust semantics
authority · scope · budget · lease · revocation · recovery · provenance
        ↓
platform-specific enforcement
existing OS primitives OR the C-first experimental target
        ↓
runtime / device / external world
        ↓
independent observation and acceptance

自然语言意图不会直接成为内核 primitive。上层必须把它收紧成带 Principal、Object、动作集合、 前置状态、资源预算、有效期和恢复引用的机器可检查 Proposal;策略可以在硬边界内优化 KPI, 不能用奖励覆盖权限与安全不变量。执行后的事实也不要求全部由内核产生,但必须来自不受该 Agent 结论权控制的 observation plane。

因此,AI Execution OS 在本仓库里是研究简称;更精确的公开定位是:

An OS-level trust and execution substrate for untrusted agentic intelligence.

实现契约

C owns mechanism and enforcement; policy sources may only propose bounded actions.

  • The trusted core is C-first. 内核主体使用受限的 freestanding C;只有启动、中断入口和 上下文切换等硬件边界允许隔离、可枚举的最小汇编,不引入第二套策略逻辑。
  • Lifecycle is an explicit state machine. Spring Boot 只提供生命周期问题的启发;内核使用 自己的构造、绑定、启动、运行、降级、停止和回收状态,不移植应用框架。
  • AI is advisory. AI 负责识别状态、评估长期策略并提出动作建议。
  • Competence is not authority. 人、Agent、服务及策略运行时作为 Principal;规则、模型和 policy 是带版本的 Artifact。会做、建议或批准某件事,不自动获得对目标 Object 的执行权。
  • Enforcement remains deterministic. C 状态机、Guard 和有限动作执行器负责约束和执行; 模型缺席、超时或失效时,确定性基线仍能独立运行。
  • Safety invariants are not learned policies. 权限、硬资源上限、最低保障、紧急资源和 迁移前有效检查点等约束不能交给奖励函数自行领悟。
  • Mechanism and policy stay separated. 学习系统可以调整策略,但不重写上下文切换、 中断、页分配和锁等底层机制。
  • Harness, authority and resource mechanism stay separated. 智能编排、确定性授权与资源 落实只共享版本化合同,不共享凭据、执行入口、可变状态或故障域。
  • Execution is not truth. ALLOW 只表示动作获准,SUCCEEDED 只表示执行器报告完成; 关于现实的声明仍需独立读回和证据裁决。
  • Every privileged transition has provenance and recovery. 记录 Principal、授权、目标、前后 状态、结果与恢复引用;记录本身仍需身份、完整性和外部验收约束。
  • Continuity first, peak controlled. 对正在取得真实进展的长任务优先控制峰值并保持 连续性,而不是仅根据瞬时占用粗暴终止。

研究对象

最终研究对象是自研的 C-first 实验内核,但不会一开始追求驱动、文件系统、网络和多节点 能力齐全。工程上分成两个可比较边界:

  • FlowKernel target: 用受限 freestanding C 建立最小可启动内核、显式生命周期状态机、 有界能力与资源边界、确定性基线、C Guard、动作执行器和恢复钩子;
  • Linux reference lab: 使用 Linux、cgroup、sched_ext 和 eBPF 建立传统对照组与现有 agentic control-plane 直接基线,并作为观测实验台和早期假设验证工具;不把实验台结果冒充 FlowKernel 内核能力。

在这两个边界上逐步研究:

  • Principal、Object、Capability、委托、撤销和执行所有权;
  • 进程、容器和长周期 Agent workload 的生命周期建模;
  • CPU、内存、I/O、网络和加速器资源预算;
  • 重试、停滞、检查点、迁移和恢复等长期状态;
  • Attention 或状态筛选对高维系统观测的压缩;
  • 规则、模仿学习和强化学习策略的可比较演进;
  • 单节点到多节点的放置、限流、暂停、迁移和恢复;
  • 特权转换的来源记录、独立验收与事实资格;
  • 维护者换机、凭据轮换和托管平台失效后的工程连续性;
  • 吞吐、延迟、公平、能耗、完成率和工作流连续性的多目标权衡。

候选结构

flowchart TD
    principal["Human / Agent / Service\nPrincipal"] --> intent["Intent / Request"]
    intent --> policy["Slow-path policy\nRule / Heuristic / RL / LLM"]
    policy --> proposal["Versioned, bounded proposal"]
    proposal --> guard["C-first trusted core\nCapability / Lifecycle / Resource / Guard"]
    guard --> control["Bounded executor + recovery"]
    control --> runtime["Runtime / Hardware"]
    runtime --> observation["Result / Observation"]
    observation --> acceptance["External acceptance"]
    acceptance --> runVerdict["AcceptanceVerdict"]
    acceptance --> evidence["Evidence"]
    evidence --> epistemic["EpistemicStatus"]
    runVerdict --> policy
    epistemic --> policy
Loading

微秒到毫秒级的 Fast Path 继续使用确定性算法。概率策略只进入秒级到分钟级的 Slow Path,处理预算调整、异常模式、检查点、迁移和长期优先级。C-first 可信核心负责 授权与执行边界;外部验收产生 AcceptanceVerdict 和 evidence,后者才能支持 EpistemicStatus。 两者不能 互相替代。

路线图

阶段 研究目标 当前状态
R0 固定宪法、可信边界、C 工具链、传统与 agentic 基线、干净机器恢复协议 Planned
R1 最小可启动 C 内核、静态 Principal/Object 句柄与生命周期状态机 Planned
R2 确定性能力、资源和隔离 Guard,有限执行器与故障回退 Planned
R3 特权转换来源记录、恢复与外部验收交接 Planned
R4 生命周期观测、状态筛选、Attention 与可解释性 Planned
R5 规则、模仿学习、强化学习与受限动作提案 Planned
R6 workload 连续性、检查点、迁移、委托和撤销 Planned
R7 多核/多节点、AI workload、故障注入和长期稳定性 Planned

阶段编号表示依赖关系,不代表承诺日期。每一阶段只有形成可重复实验和对照证据后,才会 从 Planned 更新为 Validated。

R0 当前仍未关闭。下一步且仅允许继续 R0 的工具链锁、机器合同、Linux reference lab 与干净 恢复证据;R0 闭环与 R1 准入门全部通过以前,禁止创建 R1 内核或 后续阶段的占位实现。即使 R0 关闭,也只获得 R1 准入资格,不自动开始 R1。

路线按架构层分成三个后续阶段带:R1–R3 建立确定性执行、权限与证据底座,R4–R5 只在其上研究 不可信观测和策略,R6–R7 再扩展连续性与规模。R0 的职责不是提前堆模块,而是冻结这些依赖 方向、交接合同、状态所有权和阶段门禁。分层表示高内聚模块与单向依赖,不表示每层都拆成 微服务;是否增加进程或地址空间边界,只由安全、故障与资源隔离证据决定。详细规则见 实验路线。

文档

项目谱系

项目 主要问题
DarkRoomLibrary 增强型单体中的业务闭环与一致性
PlainJournal 分布式业务系统的可靠性、恢复与资源边界
PlainJournalPro 多商户平台、账本结算与异构服务治理
VeriTrail 受控执行、事实读回、失败保留与外部验收
JPyxis 异构计算中控制、定义、运行时与合同的解耦
FlowKernel 概率策略如何在确定性行动、权限、来源和恢复边界内运行

前三个应用项目提供所有权、资源、故障与恢复样本;VeriTrail 提供独立验收和事实资格方法; JPyxis 研究异构计算能力怎样通过合同挂载而不共享控制权;FlowKernel 研究这些约束如何进入 执行底座。集成的是失败后留下的边界思想,不是把现有项目代码拼进内核。它们都是问题来源与 控制组,不是 FlowKernel 已完成研究的证据。

当前不做

  • 不宣称当前已有可运行内核,也不宣称正在替代 Linux;
  • 不用“C 代码少”替代内存安全、并发安全、状态机和故障恢复设计;
  • 不在最小闭环前同时铺开驱动、文件系统、网络栈、多核和分布式控制;
  • 不让模型直接控制中断、时间片、内存页或内核权限;
  • 不把人工批准当作最终真值,也不把 provenance 当作事实裁决;
  • 不把所有 if/else 机械替换为强化学习;
  • 不预选模型、强化学习算法或分布式控制平面;
  • 不在尚无真实社区时宣称多主体治理已经得到验证;
  • 不在没有基线、随机种子和失败证据时发布性能结论。

License

Apache License 2.0

About

Planned C-first AI Execution OS research for bounded authority, deterministic enforcement, fault containment, provenance, recovery, and lifecycle-aware scheduling.

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