从零写OS（三十一）：运行 musl libc 程序 —— 两个隐藏的寄存器 Bug

Fri, 22 May 2026 02:00:00 +0000

上一章对齐了 Linux syscall ABI，现在试着跑一个真正用 musl libc 静态编译的 C 程序。目标很简单：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv) {
    printf("hello from musl libc!\n");
    printf("argc=%d\n", argc);
    return 0;
}

编译：musl-gcc -static -O2 -o hello.elf hello.c

结果踩了两个隐藏很深的寄存器 bug，花了不少时间才找出来。

新增的 syscall

musl libc 启动时会调用一批 syscall，其中有三个是绕不过的：

syscall	编号	说明
arch_prctl(ARCH_SET_FS, addr)	158	设置 TLS base（FS 寄存器）
set_tid_address(tidptr)	218	设置线程 ID 地址，返回 pid
writev(fd, iov, iovcnt)	20	向量写，musl 的 stdio 用它输出

arch_prctl 需要写 MSR 0xC0000100（FS.base），这是 TLS 的基地址，musl 用来存放线程局部变量：

case SYS_ARCH_PRCTL:
    if (a1 == ARCH_SET_FS) {
        wrmsr(0xC0000100, a2);   // FS.base MSR
        return 0;
    }
    return (uint64_t)(-EINVAL);

writev 需要遍历 iov 数组，把多段数据拼起来写到 tty：

从零写OS（三十）：对齐 Linux syscall ABI，让 musl libc 能跑起来

Fri, 22 May 2026 01:00:00 +0000

musl libc 编译出来的程序会直接用 syscall 指令，传的是 Linux x86-64 标准调用号。我们之前的调用号是自己编的，如果不对齐，musl 程序一个 syscall 都跑不通。这一章把内核的 syscall 接口全面对齐 Linux ABI。

Linux x86-64 syscall 约定

Linux 的 x86-64 syscall 约定：

调用：rax=syscall号，rdi=a1，rsi=a2，rdx=a3，r10=a4，r8=a5，r9=a6
返回：rax（负数表示错误，如 -ENOENT = -2）
CPU 自动保存：rcx=用户 rip，r11=用户 rflags

注意第 4 个参数是 r10，不是 rcx。原因是 syscall 指令会把用户 rip 存进 rcx，所以 r10 顶替了 rcx 的位置。这一点非常容易踩坑。

关键改动

1. syscall 号全部换成 Linux 标准

之前的调用号是自己定义的，现在全部换成 Linux 标准值：

功能	之前	现在
read	6	0
write	1	1 ✓
open	5	2
close	7	3
fork	3	57
exit	2	60
kill	12	62