tg-rcore-tutorial-sync

Synchronization primitives for the rCore tutorial operating system.

设计目标

• 为教学内核提供线程同步原语：互斥、信号量、条件变量。
• 在单核/教学环境下通过关中断保护关键区，降低实现复杂度。
• 与任务管理层协同，实现阻塞与唤醒语义。

总体架构

• up.rs：单核关中断保护与可变借用封装。
• mutex.rs：互斥接口与阻塞互斥实现。
• semaphore.rs：计数信号量。
• condvar.rs：条件变量。
• 与 tg-rcore-tutorial-task-manage::ThreadId 协作记录等待队列。

主要特征

• UPIntrFreeCell：关中断临界区保护。
• MutexBlocking：支持阻塞与唤醒的互斥锁。
• Semaphore：down/up 资源计数控制。
• Condvar：条件等待与通知。
• no_std 兼容。

功能实现要点

• 单核假设下使用关中断避免抢占导致的数据竞争。
• 同步原语与调度器协作，阻塞线程通过 ID 进等待队列。
• 接口设计兼顾“教学可读性”和“内核运行需求”。

对外接口

• 类型：
  • UPIntrFreeCell<T>
  • UPIntrRefMut<'_, T>
  • Mutex trait
  • MutexBlocking
  • Semaphore
  • Condvar
• 常用方法：
  • MutexBlocking::new(), lock(tid), unlock()
  • Semaphore::new(count), down(tid), up()
  • Condvar::new(), wait(tid), signal()

使用示例

use tg_sync::{MutexBlocking, Semaphore};

let _mutex = MutexBlocking::new();
let _sem = Semaphore::new(1);

• 章节内真实用法：
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs 注册并处理同步相关系统调用。
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/process.rs 管理互斥锁、信号量、条件变量对象。

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

• 直接依赖章节：tg-rcore-tutorial-ch8。
• 关键职责：为并发章节提供内核同步原语实现。
• 关键引用文件：
  • tg-rcore-tutorial-ch8/Cargo.toml
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/process.rs

License

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