====== Lyx OS – Interaktive Shell ====== Diese Seite dokumentiert die Lyx OS Shell (''shell/shell.lyx'', WP13): Built-in-Befehle, das r3_sc_block-Kommunikationsprotokoll und die Implementierungsdetails für Entwickler, die die Shell erweitern oder eigene Ring-3-Anwendungen schreiben möchten. → [[lyxos:prozesse|Prozesse & Ring-3]] · [[lyxos:architektur|Architektur]] · [[lyxos:kernel|Kernel-Interna]] ---- ===== 1. Überblick ===== Die Shell ist der erste Ring-3-Prozess in Lyx OS. Sie wird von ''SysSpawn("shell.elf", r3sc_addr)'' gestartet und läuft in einem eigenen Adressraum (separates PML4, ''SHELL_VMA_BASE = 0x400000''). **Start-Ausgabe:**


Lyx Shell v0.1 - Ring-3 active
Type 'help' for available commands.
lyx>

'' | MBR-Partition anlegen | | ''mkfat32'' | ''mkfat32

'' | FAT32 formatieren | | ''mount'' | ''mount

'' | Disk als Volume mounten | | ''vol'' | ''vol '' | Aktives Volume wechseln (CWD → ''/'')| **Beispiele:**


lyx> ls
[DIR] .
[DIR] testdir
[FILE] kernel.elf
[FILE] shell.elf

lyx> cat kernel.elf
(Binärdaten...)

lyx> cd testdir
lyx> pwd
/testdir

lyx> diskinfo
  [0] Primary Master    128 MB  (262144 sectors)
  [1] Primary Slave     256 MB  (524288 sectors)

lyx> part 1 2048 524287
Partitioning disk 1 LBA 2048..524287 (522240 sectors)... OK

lyx> mkfat32 1 2048 522240
Format disk 1 LBA 2048 sz=522240... OK

lyx> mount 1 1 2048
Mount disk 1 LBA 2048 as vol 1... OK

lyx> vol 1
Switch to vol 1... OK

lyx> ls
(Dateien von Disk 1, Partition 1)

lyx> locale
locale=de_DE keyboard=de ...

---- ===== 3. Syscall-Protokoll (r3_sc_block) ===== Die Shell kommuniziert mit dem Kernel nicht über klassische ''SYSCALL''-Register-Konventionen, sondern über einen gemeinsamen Speicherblock: den ''r3_sc_block''. Dieser Block ist physisch adressiert und in der Prozess-Page-Table als user-zugänglich gemappt. **Ablauf für jeden Syscall aus Ring-3:**


1. Shell schreibt Syscall-Nr + Argumente via poke64 in den r3_sc_block
2. Shell ruft lyx_trigger() auf → mmap(0, -6, ...)
3. Kernel (handle_r3_syscall) erhält Kontrolle:
     - liest r3sc[NR], r3sc[A0], r3sc[A1], r3sc[A2]
     - führt Aktion aus (VfsRead, VfsOpen, ...)
     - schreibt Ergebnis nach r3sc[RESULT]
4. Kernel gibt Kontrolle via IRETQ zurück (vmm_op33)
5. Shell liest Ergebnis via lyx_trigger()-Rückgabewert

**Implementierung in ''shell.lyx'':**


// Einmalig beim Start: Blockadresse holen
g_r3sc := lyx_get_r3sc();   // mmap(0, -5, ...) → &r3_sc_block

// Syscall-Wrapper-Muster:
fn lyx_read(fd: int64, buf: int64, count: int64): int64 {
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_NR, 0);    // nr = 0 (sys_read)
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_A0, fd);
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_A1, buf);
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_A2, count);
    return lyx_trigger();              // Ergebnis = r3sc[RESULT]
}

**Sentinel-Werte:** * ''mmap(0, -5, ...)'' → Kernel gibt physische Adresse des r3_sc_block zurück * ''mmap(0, -6, ...)'' → Kernel führt ''handle_r3_syscall'' aus, gibt result zurück * Der Bootloader (''boot.asm'') fängt ''rsi < 0'' in ''vmm_op'' ab; −5 und −6 sind spezielle Operationscodes ---- ===== 4. Puffer-Layout ===== Die Shell alloziert ihre globalen Puffer beim Start via ''mmap'' (''user_mmap'', Syscall 9): ^ Variable ^ Größe ^ Zweck ^ | ''g_kbuf'' | 8 B | Einzelzeichen-Lese-Puffer (sys_read 1 Byte) | | ''g_line'' | 64 B | Eingabezeile (max. 63 Zeichen + Null) | | ''g_lsbuf'' | 1024 B | Verzeichnis-Eintrags-Puffer für ''ls'' (21 Einträge × 48 B) | | ''g_catbuf'' | 64 B | Chunk-Puffer für ''cat'' (63 Byte pro Leseaufruf) | | ''g_argbuf'' | 33 B | Argument-Extraktions-Puffer (max. 32 Zeichen) | | ''g_chbuf'' | 1 B | Einzelzeichen-Ausgabe-Puffer für ''lyx_putchar'' | **Verzeichnis-Eintrag-Format** (''g_lsbuf'', 48 Bytes pro Eintrag): ^ Offset ^ Feld ^ Beschreibung ^ | 0–31 | name[32] | Dateiname (null-terminiert, max. 31 Zeichen) | | 32–39 | size | Dateigröße in Bytes (int64) | | 40–47 | type | Typ: 0 = Datei, 1 = Verzeichnis | ---- ===== 5. Eigene Syscall-Wrapper schreiben ===== Neue Ring-3-Operationen folgen immer dem gleichen Muster. Beispiel: ein Wrapper für ''sys_locale_info'' (nr=81):


fn lyx_locale(buf: int64): int64 {
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_NR, 81);   // Syscall-Nummer
    poke64(g_r3sc + R3_OFF_A0, buf);  // Argument: Puffer-Adresse (user-virtuell)
    return lyx_trigger();              // Ergebnis
}

**Wichtig beim Umgang mit Puffer-Adressen:** * Adressen in Ring-3 sind user-virtuelle Adressen * Der Kernel übersetzt sie intern via ''VmmPhysFromUserVirt(proc_cr3, vaddr)'' in physische Adressen * Deshalb müssen Puffer via ''mmap'' alloziert werden (damit sie in der Prozess-Page-Table stehen) — kein direktes Pointer-Casting auf Stack-Adressen ---- ===== 6. Bekannte Compiler-Einschränkungen (lyxc 0.9.7A) ===== * **Globale ''pchar''-Literal-Initialisierer** werden nicht emittiert. ''g_argbuf'' und ''g_chbuf'' müssen in ''main()'' manuell initialisiert werden:


g_argbuf := "________________________________a";
g_chbuf  := "x";

* **Negative Literale in ''mmap''**: ''mmap(0, -6, ...)'' muss über eine lokale Variable übergeben werden, da der Compiler negative Literale als drittes Argument falsch übergibt. Die Shell nutzt ''var s: int64 := -6; mmap(0, s, ...)''. * **Direkte ''SYSCALL rax=1'' (write)**: Schreibt auf user-Stack und korrumpiert Register. Die Shell umgeht dies, indem alle Ausgaben über ''lyx_putchar'' (Syscall nr=1 via r3_sc_block + ''lyx_trigger'') laufen. Letzte Aktualisierung: 2026-06-13