系统调用参考

概述

OpenOS 采用 Channel/Handle 模型。以下是已实现的系统调用。

系统调用编号

来自 kernel/src/syscall/number.rs：

// Channel (5)
pub const SYS_CHANNEL_CREATE: u64 = 0x01;
pub const SYS_CHANNEL_SEND: u64 = 0x02;
pub const SYS_CHANNEL_RECEIVE: u64 = 0x03;
pub const SYS_CHANNEL_CALL: u64 = 0x04;
pub const SYS_CHANNEL_REPLY: u64 = 0x05;

// Handle (3)
pub const SYS_HANDLE_CLOSE: u64 = 0x10;
pub const SYS_HANDLE_DUPLICATE: u64 = 0x11;
pub const SYS_HANDLE_TRANSFER: u64 = 0x12;

// Process (4) — 部分实现
pub const SYS_PROCESS_CREATE: u64 = 0x30;
pub const SYS_PROCESS_START: u64 = 0x31;
pub const SYS_PROCESS_EXIT: u64 = 0x32;
pub const SYS_PROCESS_WAIT: u64 = 0x33;

// Thread (3) — 部分实现
pub const SYS_THREAD_CREATE: u64 = 0x40;
pub const SYS_THREAD_EXIT: u64 = 0x41;
pub const SYS_THREAD_YIELD: u64 = 0x42;

// 调试（非标准）
pub const SYS_CONSOLE_WRITE: u64 = 0xF0;

调用约定

RAX = 系统调用号
RDI = 参数 1
RSI = 参数 2
RDX = 参数 3
R10 = 参数 4
R8  = 参数 5
R9  = 参数 6

返回值：
  RAX = 结果（正数）或错误码（负数）

错误码：

 -1 = EINVAL（无效参数）
 -2 = ENOENT（未找到）
 -3 = EPERM（权限不足）
 -4 = ENOMEM（内存不足）
 -5 = EBUSY（资源忙）
 -6 = EPIPE（Channel 已关闭）
 -7 = EAGAIN（会阻塞）
 -8 = ETIME（超时）
 -9 = EFAULT（错误指针）
-10 = ENOSYS（未知系统调用）

---

Channel 系统调用

channel_create (0x01)

创建一个新的 Channel，返回两端的 Handle。

fn channel_create(flags: u64) -> (handle_a: Handle, handle_b: Handle)

示例（来自 user/hello.asm）：

; 内核创建 Channel，handle_a 通过 RDI 传递给用户程序
mov rbx, rdi                ; 保存 handle_a

---

channel_send (0x02)

发送消息。同步会合——阻塞直到接收方调用 channel_receive。

fn channel_send(handle: u64, msg: *const u8, len: u64) -> i64

示例（来自 user/hello.asm）：

; channel_send(handle_a, msg, len)
mov rdi, rbx                ; arg0: handle
lea rsi, [rel msg]          ; arg1: 消息指针
mov rdx, msg_len            ; arg2: 消息长度
mov rax, 0x02               ; SYS_CHANNEL_SEND
syscall

返回值：

• 0 — 消息已发送
• 负数 — 错误

---

channel_receive (0x03)

接收消息。阻塞直到有消息可用。

fn channel_receive(handle: u64, buf: *mut u8, len: u64) -> u64

示例（来自 user/console_svc.asm）：

; channel_receive(handle, buf, 256)
mov rdi, rbx                ; arg0: handle
lea rsi, [rel buf]          ; arg1: 缓冲区
mov rdx, 256                ; arg2: 最大长度
mov rax, 0x03               ; SYS_CHANNEL_RECEIVE
syscall
; RAX = 接收的字节数

返回值：

• 正数 — 接收的字节数
• 负数 — 错误

---

channel_call (0x04)

原子性的发送 + 阻塞等待回复（RPC 原语）。

fn channel_call(handle: u64, msg: *const u8, len: u64) -> u64

---

channel_reply (0x05)

回复接收到的消息。解除调用方 channel_call 的阻塞。

fn channel_reply(handle: u64, msg: *const u8, len: u64) -> i64

示例（来自 user/console_svc.asm）：

; channel_reply(handle, "OK", 2)
mov rdi, rbx                ; arg0: handle
lea rsi, [rel ok_msg]       ; arg1: 回复消息
mov rdx, 2                  ; arg2: 长度
mov rax, 0x05               ; SYS_CHANNEL_REPLY
syscall

---

Handle 系统调用

handle_close (0x10)

关闭 Handle。

fn handle_close(handle: u64) -> i64

---

handle_duplicate (0x11)

克隆 Handle，可选择收窄权限。

fn handle_duplicate(handle: u64, new_rights: u64) -> u64

---

handle_transfer (0x12)

通过 Channel 将 Handle 发送给另一个进程。

fn handle_transfer(handle: u64, target_channel: u64, rights: u64) -> i64

---

Process 系统调用

process_exit (0x32)

终止当前进程。

fn process_exit(status: u64) -> !

示例（来自 user/hello.asm）：

; process_exit(0)
mov rdi, 0                  ; 退出状态
mov rax, 0x32               ; SYS_PROCESS_EXIT
syscall

---

Thread 系统调用

thread_yield (0x42)

让出 CPU。

fn thread_yield() -> i64

---

调试系统调用

console_write (0xF0)

调试输出到串口。这不是标准系统调用，仅用于调试。

fn console_write(buf: *const u8, len: u64) -> u64

示例（来自 user/console_svc.asm）：

; console_write(buf, len)
lea rdi, [rel buf]
mov rsi, rcx
mov rax, 0xF0               ; SYS_CONSOLE_WRITE
syscall

---

实际使用示例

hello.asm — 发送消息

; user/hello.asm
; 内核创建 Channel，handle_a 通过 RDI 传递
BITS 64
SECTION .text

global _start

_start:
    mov rbx, rdi                ; 保存 handle_a

    ; channel_send(handle_a, msg, len)
    mov rdi, rbx
    lea rsi, [rel msg]
    mov rdx, msg_len
    mov rax, 0x02               ; SYS_CHANNEL_SEND
    syscall

    ; process_exit(0)
    mov rdi, 0
    mov rax, 0x32               ; SYS_PROCESS_EXIT
    syscall

SECTION .rodata
msg:     db "Hello from initrd!", 10
msg_len equ $ - msg

console_svc.asm — 接收并回复

; user/console_svc.asm
; 接收消息，打印到串口，回复 "OK"，退出
BITS 64
SECTION .text

global _start

_start:
    mov rbx, rdi                ; 保存 handle (end B)

    ; channel_receive(handle, buf, 256)
    mov rdi, rbx
    lea rsi, [rel buf]
    mov rdx, 256
    mov rax, 0x03               ; SYS_CHANNEL_RECEIVE
    syscall

    ; console_write(buf, len)
    mov rcx, rax                ; 保存消息长度
    lea rdi, [rel buf]
    mov rsi, rcx
    mov rax, 0xF0               ; SYS_CONSOLE_WRITE
    syscall

    ; channel_reply(handle, "OK", 2)
    mov rdi, rbx
    lea rsi, [rel ok_msg]
    mov rdx, 2
    mov rax, 0x05               ; SYS_CHANNEL_REPLY
    syscall

    ; process_exit(0)
    mov rdi, 0
    mov rax, 0x32               ; SYS_PROCESS_EXIT
    syscall

SECTION .bss
buf:    resb 256

SECTION .rodata
ok_msg: db "OK"

---

实现状态

系统调用	状态	说明
channel_create	已完成	创建 Channel
channel_send	已完成	发送消息
channel_receive	已完成	接收消息
channel_call	已完成	原子 RPC
channel_reply	已完成	回复消息
handle_close	已完成	关闭 Handle
handle_duplicate	已完成	克隆 Handle
handle_transfer	已完成	传递 Handle
process_exit	已完成	终止进程
thread_yield	已完成	让出 CPU
console_write	已完成	调试输出
process_create	未实现	编号已分配
process_start	未实现	编号已分配
thread_create	未实现	编号已分配

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相关文档

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