Skip to content

README.md

Latest commit

 

History

History
75 lines (65 loc) · 2.66 KB

README.md

File metadata and controls

75 lines (65 loc) · 2.66 KB
Raw

用户态程序源码目录 (user)

该目录包含可被内核嵌入并通过 execve 运行的 RISC-V 64 用户程序与支持库。

目录结构

  • lib/：通用用户态支持库（系统调用封装等）
    • src/lib.rs：导出接口
    • src/syscall.S：RISC-V 汇编实现基础 syscall 调用入口（ecall）
  • hello/：示例程序
    • src/main.rs：简单输出示例

构建

默认目标：riscv64gc-unknown-none-elf
示例：

cd ../hello
cargo build --release --target riscv64gc-unknown-none-elf

产物：target/riscv64gc-unknown-none-elf/release/hello (ELF)

与内核集成

目前内核通过 include_bytes! 方式嵌入生成的 ELF（已使用 repr(align(8)) 保证 64 位 ELF 头 8 字节对齐）。添加新程序步骤：

  1. 在此目录新增 <prog>/ crate（cargo new --bin <prog>）
  2. 构建生成 ELF
  3. 在内核 smfs.rs 中新增静态对齐包装： 
    #[repr(align(8))]
struct Align8<const N: usize>([u8; N]);
static PROG: Align8<{ include_bytes!("../../../user/<prog>/target/riscv64gc-unknown-none-elf/release/<prog>").len() }> =
    Align8(*include_bytes!("../../../user/<prog>/target/riscv64gc-unknown-none-elf/release/<prog>"));
  4. 加入文件表 STATIC_FILES： 
    FileEntry { name: "<prog>", data: &PROG.0, size: PROG.0.len() }
  5. 内核中调用：kernel_execve("<prog>", &["<prog>"], &[])

约定 / ABI

  • 入口符号 _start 由编译产物生成（Rust 默认运行时已裁剪），内核设置 sepc 至 ELF 入口。
  • main(argc, argv, envp) 参数寄存器：
    • a0 = argc
    • a1 = argv 指针数组基址
    • a2 = envp 指针数组基址
  • 栈 16 字节对齐，argv[] / envp[] 以 NULL 终止，字符串以 \0 结束。

系统调用

库中汇编通过：

  • a7：系统调用号
  • a0..a6：参数
  • ecall 进入内核 示例（Rust 侧包装）：
pub fn write(fd: usize, buf: *const u8, len: usize) -> isize {
    unsafe { syscall3(SYS_WRITE, fd, buf as usize, len) }
}

添加更多 syscall

  1. 在用户库定义号（与内核保持同步）
  2. 新增封装函数
  3. 内核 syscall 分发表实现对应处理

调试

  • 使用 objdump -d <elf> 确认入口与指令
  • GDB 连接内核后可在用户入口地址设置断点（见 ELF 反汇编）

注意事项

  • 不使用标准库：确认 Cargo.toml 中设置 #![no_std]。
  • 避免使用会引入运行时初始化的特性。
  • 禁止在用户程序中假设虚拟地址常量（由内核决定映射布局）。

后续扩展建议

  • 抽象 syscall 封装为安全 API（返回 Result）
  • 增加基础运行时：panic → exit
  • 提供轻量字符串 / I/O 辅助库