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最近试了下 Rust 1.88 新增的「裸函数」（naked function），在 loongarch64 的 Linux 上直接用内联汇编做了一次 write 系统调用，代码很短，但很有意思。

代码与效果

下面是我在 loongarch64 上运行的最小示例，直接通过 syscall 写到标准输出：

use core::{arch::naked_asm, ffi::c_char};

fn main() {
    let message = c"Hello Rust!\n";
    let rc = write_stdout_naked(message.as_ptr(), message.to_bytes().len());
    if rc < 0 {
        panic!("write syscall failed with {}", rc);
    }
}

#[unsafe(naked)]
extern "C" fn write_stdout_naked(buf: *const c_char, len: usize) -> isize {
    naked_asm! {
        "addi.d $a2, $a1, 0",
        "addi.d $a1, $a0, 0",
        "li.d $a0, 1",
        "li.d $a7, 64",
        "syscall 0",
        "ret",
    }
}

运行结果如预期：

Hello Rust!

发生了什么？

  • #[unsafe(naked)] 标注让函数成为「裸函数」：
    • 编译器不会生成常规的函数前序/后序（prologue/epilogue），栈与寄存器全由你自己负责；
    • 函数体里只能是内联汇编，不能使用局部变量、Rust 表达式等。
  • loongarch64 的 Linux 系统调用约定：
    • 参数使用 $a0..$a7；系统调用号放在 $a7；返回值在 $a0；
    • 这里我们把传入的 buf、len 分别搬到 $a1、$a2，把 $a0 设为 1（stdout 的 fd），再把 $a7 设为 64（write 的 syscall 号），然后执行 syscall 0；
    • 系统调用返回后，$a0 就是返回值（写入的字节数或负的错误码），ret 直接把它当作 Rust 函数返回值带回去。

对应地，每条指令的作用大致是：

  • addi.d $a2, $a1, 0：len -> a2（把第二个参数挪到 a2）
  • addi.d $a1, $a0, 0：buf -> a1（把第一个参数挪到 a1）
  • li.d $a0, 1：标准输出 fd
  • li.d $a7, 64：write 的系统调用号（loongarch64 上为 64）
  • syscall 0：触发内核入口
  • ret：返回到 Rust（返回值在 a0）

使用裸函数的注意事项

  • 裸函数完全跳过了 ABI 前后序，务必确保：
    • 不使用栈或在使用前自行建立有效的栈；
    • 遵守目标架构的调用约定，必要时保存/恢复需要保持的寄存器；
    • 用 extern "C" 明确 ABI，避免编译器调整参数传递方式。
  • 错误返回值：Linux 约定系统调用失败返回负的错误码（-errno）。上面的代码用 rc < 0 做了简单检查。
  • 可移植性：该示例只适用于 loongarch64。若要跨平台，建议加上 #[cfg(target_arch = "loongarch64")] 条件编译或提供常规的 std::io 备用实现。

小结

Rust 1.88 的裸函数让我们可以在不引入函数栈框架的情况下，直接用最纯粹的汇编与平台交互——比如像上面这样手工发起一次 write 系统调用。对需要极致启动开销、OS 引导、嵌入式或特殊 ABI/调用序需求的场景尤其有用。即便是一个“Hello Rust!”的小实验，也足以感受到它带来的掌控感与乐趣。

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giscus