tg-rcore-tutorial-syscall

System call definitions and interfaces for the rCore tutorial operating system.

设计目标

• 统一管理教学内核的系统调用号、参数约定和返回约定。
• 提供内核侧"可插拔 trait 注册 + 分发器"机制。
• 提供用户侧 syscall 封装函数，减少内联汇编重复代码。

总体架构

• 通用定义：
  • SyscallId、Caller、SyscallResult、STDOUT/STDIN 等常量与类型。
• feature = "kernel"：
  • 各能力 trait（IO、Process、Scheduling、Clock、Memory、Signal、Thread、SyncMutex、Trace）。
  • init_* 注册函数与 handle(...) 分发函数。
• feature = "user"：
  • write/read/exit/fork/... 等用户态包装。
  • native::syscall0..syscall6 底层调用入口。

主要特征

• 支持 kernel 与 user 双模式。
• trait 驱动的系统调用实现，便于按章节逐步增量接入。
• 覆盖教学中常用 syscall 族：I/O、进程、调度、时间、信号、线程、同步等。
• no_std 友好，适配裸机内核与用户程序运行时。

功能实现要点

• 内核侧通过 init_* 注册实现，再由 handle(caller, id, args) 统一分发。
• 用户侧封装遵循 RISC-V 调用约定，将参数落在 a0-a5/a7。
• 分发结果以 SyscallResult 表达"完成/不支持"等状态，便于上层处理。

对外接口

• 类型/常量：
  • SyscallId, Caller, SyscallResult
  • ClockId, TimeSpec, Stat, OpenFlags
  • STDIN, STDOUT, STDDEBUG
• 内核侧（kernel）：
  • trait：IO, Process, Scheduling, Clock, Memory, Signal, Thread, SyncMutex, Trace
  • 函数：init_io, init_process, init_scheduling, init_clock, init_memory, init_signal, init_thread, init_sync_mutex, init_trace
  • 分发：handle(caller, id, args)
• 用户侧（user）：
  • write, read, open, close, exit, fork, exec, wait, getpid, clock_gettime, sched_yield 等

使用示例

Kernel side (with kernel feature)

use tg_syscall::{Caller, SyscallId, SyscallResult};

tg_syscall::init_io(&my_io_impl);
tg_syscall::init_process(&my_process_impl);
tg_syscall::init_scheduling(&my_sched_impl);

let result = tg_syscall::handle(Caller { entity: 0, flow: 0 }, SyscallId::WRITE, [0; 6]);
let _ = result;

User side (with user feature)

use tg_syscall::{write, exit, STDOUT};

write(STDOUT, b"hello\n");
exit(0);

• 章节内真实用法：
  • tg-rcore-tutorial-ch2/src/main.rs 注册 IO 和 Process 并调用 handle。
  • tg-rcore-tutorial-ch3/src/main.rs 增加 Scheduling、Clock。
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs 增加 Thread、SyncMutex。

与 tg-rcore-tutorial-ch1~tg-rcore-tutorial-ch8 的关系

• 直接依赖章节：tg-rcore-tutorial-ch2 到 tg-rcore-tutorial-ch8。
• 关键职责：作为"用户态请求 -> 内核实现"的中间协议层与分发层。
• 关键引用文件：
  • tg-rcore-tutorial-ch2/src/main.rs
  • tg-rcore-tutorial-ch3/src/main.rs
  • tg-rcore-tutorial-ch5/src/main.rs
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs

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