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第七章

已提供信号部分的用户库接口及测例，但内核没有相关实现

主体实现

目前 /ch7 模块复制自 /ch6，已经有了基本的信号实现。

在 /xtask/src/user.rs 和 /user/cases.toml 中加入了第七章相关信息。

新增模块

目前新增加了四个模块：

  • signal-defs 模块。包含每个信号标号的具体含义 enum SignalNo和信号处理函数的定义 struct SignalAction。syscall模块需要它们，而信号的接口模块signal也需要它们。考虑到 syscall 和 signal 谁依赖谁都不太合适，所以单独拆了一个非常简单的 signal-defs 出来，专门存放用户程序和内核都需要使用的信号定义

  • signal模块。信号模块的定义，主要提供pub trait Signal

  • signal-impl模块。一个信号模块的参考实现。

  • ch7模块。第七章的主线代码。

它们（和部分已有模块）的依赖关系如下：

graph TD;
    ch7-->signal-impl
    ch7-->signal
    ch7-->syscall
    user-->syscall
    signal-impl-->signal
    signal-->signal-defs
    syscall-->signal-defs
    signal-defs-->numeric-enum-macro
Loading

其中 numeric-enum-macro 是一个外部库，提供了 enum 和整数类型之间的表达和转换关系。

用户测例

添加测例：sig_ctrlc sig_simple sig_simple2 sig_tests，其中 sig_ctrlc sig_simple sig_simple2 可通过。

目前仅添加了信号相关的测例，后续还会加入其他测例。

（本项目与原 rCore-Tutorial-v3对用户程序的部分接口有所不同，因此引入时会修改部分代码）

信号部分

目前已在 /syscall/src/user.rs 添加用户库对应需要的 syscall：

  • kill 发送信号
  • sigaction 设置信号处理函数
  • sigprocmask 修改信号掩码
  • sigreturn 从信号处理函数中返回

并添加 /signal-defs，包含一些用户程序和内核通用的信号标号和处理函数定义。

这里 SignalAction::mask 使用 usize 而非 i32，是为了兼容将来可能会有的标号在 [32,64) 之间的实时信号。

这里信号标号使用 SignalNo，是为了与上面的 mask 区分，提示用户程序在 kill() 和 sigaction() 中应使用信号的标号，而在 sigprocmask 中应使用信号的掩码

额外添加的 syscall 和代码

由于信号模块依赖一些前面章节的 syscall，但它们还没有实现，所以这里也添加和修改了一些信号之外的 syscall 和代码：

  • 添加 syscall: getpid，应属于第五章。

  • 添加 /user/src/lib.rs: sleep(period_ms: usize) ，应属于第三章。这里为了适应用户程序，还在 /syscall/lib/time.rs 中添加了从毫秒数(usize)转换为 TimeSpec的方法

  • 添加 /ch7/src/exit_process.rs 这个方法实际上是原来的 sys_exit 。因为“进程退出”这一事件除了由 sys_exit 触发，也可能由信号触发，因此现在把这个过程抽离出来，其他事情发生时也会

后续工作的依赖问题

前面章节还有一些工作没有完成，而第七章的部分内容恰好对这些没完成的部分有依赖，因此目前功能还不够全面：

  • 缺少时钟中断，所以还不支持暂停应用的信号

  • 缺少 trait File，目前所有文件都来自fs，而stdin/stdout 是靠特判实现的，所以pipe还需要等一会

  • 第五章实现中，进程状态简化了，现在没法保存和获取进程退出时的 exit_code，wait 的非负数返回值只能使 333。但是信号相关的部分测例 sig_tests是需要检测退出时的返回值的。

  • 之前的rCore-Tutorial是有“用户程序阻塞在内核态”的机制的，比如说暂停的信号和pipe，即可能出现

loop {

    if ......
        suspend_current_and_run_next();

}

的情况，但是现在的 kernel-context 似乎不支持这个机制了。这样上述的功能都需要重新考虑如何实现

（顺便一提，本来 stdin 的串口输入也是需要这个机制的，但现在似乎整个内核会阻塞在sbi_rt::legacy::console_getchar() 上，把问题绕过去了）