xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/procfs/mod.rs (revision 7b32f5080f42bcbf7d2421013f3ea53c776a063c)
1004e86ffSlogin use core::intrinsics::size_of;
206b09f34Skong 
3004e86ffSlogin use alloc::{
4004e86ffSlogin     borrow::ToOwned,
5004e86ffSlogin     collections::BTreeMap,
6004e86ffSlogin     format,
71496ba7bSLoGin     string::String,
8004e86ffSlogin     sync::{Arc, Weak},
9004e86ffSlogin     vec::Vec,
10004e86ffSlogin };
11004e86ffSlogin 
12004e86ffSlogin use crate::{
1334e6d6c8Syuyi2439     arch::mm::LockedFrameAllocator,
14004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
15004e86ffSlogin         core::{generate_inode_id, ROOT_INODE},
16004e86ffSlogin         FileType,
17004e86ffSlogin     },
18b087521eSChiichen     kerror, kinfo,
19b087521eSChiichen     libs::{
20b087521eSChiichen         once::Once,
21b087521eSChiichen         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
22b087521eSChiichen     },
231496ba7bSLoGin     process::{Pid, ProcessManager},
2478bf93f0SYJwu2023     syscall::SystemError,
2578bf93f0SYJwu2023     time::TimeSpec,
26004e86ffSlogin };
27004e86ffSlogin 
28004e86ffSlogin use super::vfs::{
2978bf93f0SYJwu2023     file::{FileMode, FilePrivateData},
306b4e7a29SLoGin     syscall::ModeType,
3178bf93f0SYJwu2023     FileSystem, FsInfo, IndexNode, InodeId, Metadata, PollStatus,
32004e86ffSlogin };
33004e86ffSlogin 
34004e86ffSlogin /// @brief 进程文件类型
35004e86ffSlogin /// @usage 用于定义进程文件夹下的各类文件类型
36004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
37004e86ffSlogin #[repr(u8)]
38004e86ffSlogin pub enum ProcFileType {
39004e86ffSlogin     ///展示进程状态信息
40004e86ffSlogin     ProcStatus = 0,
4134e6d6c8Syuyi2439     /// meminfo
4234e6d6c8Syuyi2439     ProcMeminfo = 1,
43004e86ffSlogin     //todo: 其他文件类型
44004e86ffSlogin     ///默认文件类型
45004e86ffSlogin     Default,
46004e86ffSlogin }
47004e86ffSlogin 
48004e86ffSlogin impl From<u8> for ProcFileType {
49004e86ffSlogin     fn from(value: u8) -> Self {
50004e86ffSlogin         match value {
51004e86ffSlogin             0 => ProcFileType::ProcStatus,
5234e6d6c8Syuyi2439             1 => ProcFileType::ProcMeminfo,
53004e86ffSlogin             _ => ProcFileType::Default,
54004e86ffSlogin         }
55004e86ffSlogin     }
56004e86ffSlogin }
57004e86ffSlogin /// @brief 节点私有信息结构体
58004e86ffSlogin /// @usage 用于传入各类文件所需的信息
59004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
60004e86ffSlogin pub struct InodeInfo {
61004e86ffSlogin     ///进程的pid
621496ba7bSLoGin     pid: Pid,
63004e86ffSlogin     ///文件类型
64004e86ffSlogin     ftype: ProcFileType,
65004e86ffSlogin     //其他需要传入的信息在此定义
66004e86ffSlogin }
67004e86ffSlogin 
68004e86ffSlogin /// @brief procfs的inode名称的最大长度
69004e86ffSlogin const PROCFS_MAX_NAMELEN: usize = 64;
70004e86ffSlogin 
71004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体
72004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
73004e86ffSlogin pub struct LockedProcFSInode(SpinLock<ProcFSInode>);
74004e86ffSlogin 
75004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统结构体
76004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
77004e86ffSlogin pub struct ProcFS {
78004e86ffSlogin     /// procfs的root inode
79004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedProcFSInode>,
80004e86ffSlogin }
81004e86ffSlogin 
82004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone)]
83004e86ffSlogin pub struct ProcfsFilePrivateData {
84004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
85004e86ffSlogin }
86004e86ffSlogin 
87004e86ffSlogin impl ProcfsFilePrivateData {
88004e86ffSlogin     pub fn new() -> Self {
89004e86ffSlogin         return ProcfsFilePrivateData { data: Vec::new() };
90004e86ffSlogin     }
91004e86ffSlogin }
92004e86ffSlogin 
93004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体(不包含锁)
94004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
95004e86ffSlogin pub struct ProcFSInode {
96004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
97004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedProcFSInode>,
98004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
99004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedProcFSInode>,
100004e86ffSlogin     /// 子Inode的B树
101004e86ffSlogin     children: BTreeMap<String, Arc<LockedProcFSInode>>,
102004e86ffSlogin     /// 当前inode的数据部分
103004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
104004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
105004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
106004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
107004e86ffSlogin     fs: Weak<ProcFS>,
108004e86ffSlogin     /// 储存私有信息
109004e86ffSlogin     fdata: InodeInfo,
110004e86ffSlogin }
111004e86ffSlogin 
112004e86ffSlogin /// 对ProcFSInode实现获取各类文件信息的函数
113004e86ffSlogin impl ProcFSInode {
114004e86ffSlogin     /// @brief 去除Vec中所有的\0,并在结尾添加\0
115004e86ffSlogin     #[inline]
116004e86ffSlogin     fn trim_string(&self, data: &mut Vec<u8>) {
117004e86ffSlogin         data.drain_filter(|x: &mut u8| *x == 0);
118004e86ffSlogin         data.push(0);
119004e86ffSlogin     }
120004e86ffSlogin     // todo:其他数据获取函数实现
121004e86ffSlogin 
122004e86ffSlogin     /// @brief 打开status文件
123004e86ffSlogin     ///
124676b8ef6SMork     fn open_status(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
125004e86ffSlogin         // 获取该pid对应的pcb结构体
1261496ba7bSLoGin         let pid = self.fdata.pid;
1271496ba7bSLoGin         let pcb = ProcessManager::find(pid);
128004e86ffSlogin         let pcb = if pcb.is_none() {
129004e86ffSlogin             kerror!(
1301496ba7bSLoGin                 "ProcFS: Cannot find pcb for pid {:?} when opening its 'status' file.",
131004e86ffSlogin                 pid
132004e86ffSlogin             );
133676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ESRCH);
134004e86ffSlogin         } else {
135004e86ffSlogin             pcb.unwrap()
136004e86ffSlogin         };
137004e86ffSlogin         // 传入数据
138004e86ffSlogin         let pdata: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
139004e86ffSlogin 
140004e86ffSlogin         pdata.append(
1411496ba7bSLoGin             &mut format!("Name:\t{}", pcb.basic().name())
142004e86ffSlogin                 .as_bytes()
143004e86ffSlogin                 .to_owned(),
144004e86ffSlogin         );
145004e86ffSlogin 
1461496ba7bSLoGin         let sched_info_guard = pcb.sched_info();
1471496ba7bSLoGin         let state = sched_info_guard.state();
1481496ba7bSLoGin         let cpu_id = sched_info_guard
1491496ba7bSLoGin             .on_cpu()
1501496ba7bSLoGin             .map(|cpu| cpu as i32)
1511496ba7bSLoGin             .unwrap_or(-1);
1521496ba7bSLoGin 
1531496ba7bSLoGin         let priority = sched_info_guard.priority();
1541496ba7bSLoGin         let vrtime = sched_info_guard.virtual_runtime();
1551496ba7bSLoGin 
1561496ba7bSLoGin         drop(sched_info_guard);
1571496ba7bSLoGin 
1581496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nState:\t{:?}", state).as_bytes().to_owned());
1591496ba7bSLoGin         pdata.append(
1601496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPid:\t{}", pcb.pid().into())
1611496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1621496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1631496ba7bSLoGin         );
1641496ba7bSLoGin         pdata.append(
1651496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPpid:\t{}", pcb.basic().ppid().into())
1661496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1671496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1681496ba7bSLoGin         );
1691496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\ncpu_id:\t{}", cpu_id).as_bytes().to_owned());
1701496ba7bSLoGin         pdata.append(
1711496ba7bSLoGin             &mut format!("\npriority:\t{}", priority.data())
1721496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1731496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1741496ba7bSLoGin         );
1751496ba7bSLoGin         pdata.append(
1761496ba7bSLoGin             &mut format!("\npreempt:\t{}", pcb.preempt_count())
1771496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1781496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1791496ba7bSLoGin         );
1801496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nvrtime:\t{}", vrtime).as_bytes().to_owned());
1811496ba7bSLoGin 
182*7b32f508SLoGin         if let Some(user_vm) = pcb.basic().user_vm() {
183*7b32f508SLoGin             let address_space_guard = user_vm.read();
18440fe15e0SLoGin             // todo: 当前进程运行过程中占用内存的峰值
18540fe15e0SLoGin             let hiwater_vm: u64 = 0;
18640fe15e0SLoGin             // 进程代码段的大小
18740fe15e0SLoGin             let text = (address_space_guard.end_code - address_space_guard.start_code) / 1024;
188004e86ffSlogin             // 进程数据段的大小
18940fe15e0SLoGin             let data = (address_space_guard.end_data - address_space_guard.start_data) / 1024;
19040fe15e0SLoGin             drop(address_space_guard);
191004e86ffSlogin             pdata.append(
192004e86ffSlogin                 &mut format!("\nVmPeak:\t{} kB", hiwater_vm)
193004e86ffSlogin                     .as_bytes()
194004e86ffSlogin                     .to_owned(),
195004e86ffSlogin             );
196004e86ffSlogin             pdata.append(&mut format!("\nVmData:\t{} kB", data).as_bytes().to_owned());
1971496ba7bSLoGin             pdata.append(&mut format!("\nVmExe:\t{} kB", text).as_bytes().to_owned());
198*7b32f508SLoGin         }
199*7b32f508SLoGin 
2001496ba7bSLoGin         pdata.append(
2011496ba7bSLoGin             &mut format!("\nflags: {:?}\n", pcb.flags().clone())
2021496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
2031496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
2041496ba7bSLoGin         );
205004e86ffSlogin 
206004e86ffSlogin         // 去除多余的\0
207004e86ffSlogin         self.trim_string(pdata);
208004e86ffSlogin 
209004e86ffSlogin         return Ok((pdata.len() * size_of::<u8>()) as i64);
210004e86ffSlogin     }
211004e86ffSlogin 
21234e6d6c8Syuyi2439     /// 打开 meminfo 文件
21334e6d6c8Syuyi2439     fn open_meminfo(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
21434e6d6c8Syuyi2439         // 获取内存信息
21534e6d6c8Syuyi2439         let usage = LockedFrameAllocator.get_usage();
21634e6d6c8Syuyi2439 
21734e6d6c8Syuyi2439         // 传入数据
21834e6d6c8Syuyi2439         let data: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
21934e6d6c8Syuyi2439 
22034e6d6c8Syuyi2439         data.append(
22134e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemTotal:\t{} kB\n", usage.total().bytes() >> 10)
22234e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
22334e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
22434e6d6c8Syuyi2439         );
22534e6d6c8Syuyi2439 
22634e6d6c8Syuyi2439         data.append(
22734e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemFree:\t{} kB\n", usage.free().bytes() >> 10)
22834e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
22934e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
23034e6d6c8Syuyi2439         );
23134e6d6c8Syuyi2439 
23234e6d6c8Syuyi2439         // 去除多余的\0
23334e6d6c8Syuyi2439         self.trim_string(data);
23434e6d6c8Syuyi2439 
23534e6d6c8Syuyi2439         return Ok((data.len() * size_of::<u8>()) as i64);
23634e6d6c8Syuyi2439     }
23734e6d6c8Syuyi2439 
23834e6d6c8Syuyi2439     /// proc文件系统读取函数
23934e6d6c8Syuyi2439     fn proc_read(
240004e86ffSlogin         &self,
241004e86ffSlogin         offset: usize,
242004e86ffSlogin         len: usize,
243004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
244004e86ffSlogin         _pdata: &mut ProcfsFilePrivateData,
245676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
246004e86ffSlogin         let start = _pdata.data.len().min(offset);
247004e86ffSlogin         let end = _pdata.data.len().min(offset + len);
248004e86ffSlogin 
249004e86ffSlogin         // buffer空间不足
250004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
251676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
252004e86ffSlogin         }
253004e86ffSlogin 
254004e86ffSlogin         // 拷贝数据
255004e86ffSlogin         let src = &_pdata.data[start..end];
256004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
257004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
258004e86ffSlogin     }
259004e86ffSlogin }
260004e86ffSlogin 
261004e86ffSlogin impl FileSystem for ProcFS {
262004e86ffSlogin     fn root_inode(&self) -> Arc<dyn super::vfs::IndexNode> {
263004e86ffSlogin         return self.root_inode.clone();
264004e86ffSlogin     }
265004e86ffSlogin 
266004e86ffSlogin     fn info(&self) -> FsInfo {
267004e86ffSlogin         return FsInfo {
268004e86ffSlogin             blk_dev_id: 0,
269004e86ffSlogin             max_name_len: PROCFS_MAX_NAMELEN,
270004e86ffSlogin         };
271004e86ffSlogin     }
272004e86ffSlogin 
273004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
274004e86ffSlogin         self
275004e86ffSlogin     }
276004e86ffSlogin }
277004e86ffSlogin 
278004e86ffSlogin impl ProcFS {
279004e86ffSlogin     pub fn new() -> Arc<Self> {
280004e86ffSlogin         // 初始化root inode
281004e86ffSlogin         let root: Arc<LockedProcFSInode> =
282004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
283004e86ffSlogin                 parent: Weak::default(),
284004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
285004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
286004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
287004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
288004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
289004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
290004e86ffSlogin                     size: 0,
291004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
292004e86ffSlogin                     blocks: 0,
293004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
294004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
295004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
296004e86ffSlogin                     file_type: FileType::Dir,
29734e6d6c8Syuyi2439                     mode: ModeType::from_bits_truncate(0o555),
298004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
299004e86ffSlogin                     uid: 0,
300004e86ffSlogin                     gid: 0,
301004e86ffSlogin                     raw_dev: 0,
302004e86ffSlogin                 },
303004e86ffSlogin                 fs: Weak::default(),
304004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
3051496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
306004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
307004e86ffSlogin                 },
308004e86ffSlogin             })));
309004e86ffSlogin 
310004e86ffSlogin         let result: Arc<ProcFS> = Arc::new(ProcFS { root_inode: root });
311004e86ffSlogin 
312004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
313004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = result.root_inode.0.lock();
314004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
315004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
316004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
317004e86ffSlogin         // 释放锁
318004e86ffSlogin         drop(root_guard);
319004e86ffSlogin 
32034e6d6c8Syuyi2439         // 创建meminfo文件
32134e6d6c8Syuyi2439         let inode = result.root_inode();
32234e6d6c8Syuyi2439         let binding = inode.create(
32334e6d6c8Syuyi2439             "meminfo",
32434e6d6c8Syuyi2439             FileType::File,
32534e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
32634e6d6c8Syuyi2439         );
32734e6d6c8Syuyi2439         if let Ok(meminfo) = binding {
32834e6d6c8Syuyi2439             let meminfo_file = meminfo
32934e6d6c8Syuyi2439                 .as_any_ref()
33034e6d6c8Syuyi2439                 .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
33134e6d6c8Syuyi2439                 .unwrap();
33234e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.pid = Pid::new(0);
33334e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcMeminfo;
33434e6d6c8Syuyi2439         } else {
33534e6d6c8Syuyi2439             panic!("create meminfo error");
33634e6d6c8Syuyi2439         }
33734e6d6c8Syuyi2439 
338004e86ffSlogin         return result;
339004e86ffSlogin     }
340004e86ffSlogin 
341004e86ffSlogin     /// @brief 进程注册函数
342004e86ffSlogin     /// @usage 在进程中调用并创建进程对应文件
3431496ba7bSLoGin     pub fn register_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
344004e86ffSlogin         // 获取当前inode
34534e6d6c8Syuyi2439         let inode: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
346004e86ffSlogin         // 创建对应进程文件夹
34734e6d6c8Syuyi2439         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = inode.create(
3486b4e7a29SLoGin             &pid.to_string(),
3496b4e7a29SLoGin             FileType::Dir,
35034e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o555),
3516b4e7a29SLoGin         )?;
352004e86ffSlogin         // 创建相关文件
353004e86ffSlogin         // status文件
35434e6d6c8Syuyi2439         let binding: Arc<dyn IndexNode> = pid_dir.create(
3556b4e7a29SLoGin             "status",
3566b4e7a29SLoGin             FileType::File,
35734e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
3586b4e7a29SLoGin         )?;
35934e6d6c8Syuyi2439         let status_file: &LockedProcFSInode = binding
360004e86ffSlogin             .as_any_ref()
361004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
362004e86ffSlogin             .unwrap();
36334e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.pid = pid;
36434e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcStatus;
365004e86ffSlogin 
366004e86ffSlogin         //todo: 创建其他文件
367004e86ffSlogin 
368004e86ffSlogin         return Ok(());
369004e86ffSlogin     }
370004e86ffSlogin 
371004e86ffSlogin     /// @brief 解除进程注册
372004e86ffSlogin     ///
3731496ba7bSLoGin     pub fn unregister_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
374004e86ffSlogin         // 获取当前inode
375004e86ffSlogin         let proc: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
376004e86ffSlogin         // 获取进程文件夹
3771496ba7bSLoGin         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = proc.find(&pid.to_string())?;
378004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹下文件
379004e86ffSlogin         pid_dir.unlink("status")?;
380004e86ffSlogin 
381004e86ffSlogin         // 查看进程文件是否还存在
382004e86ffSlogin         // let pf= pid_dir.find("status").expect("Cannot find status");
383004e86ffSlogin 
384004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹
3851496ba7bSLoGin         proc.unlink(&pid.to_string())?;
386004e86ffSlogin 
387004e86ffSlogin         return Ok(());
388004e86ffSlogin     }
389004e86ffSlogin }
390004e86ffSlogin 
391004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedProcFSInode {
392676b8ef6SMork     fn open(&self, data: &mut FilePrivateData, _mode: &FileMode) -> Result<(), SystemError> {
393004e86ffSlogin         // 加锁
394004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
395004e86ffSlogin 
396004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
397004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = inode.metadata.file_type {
398004e86ffSlogin             return Ok(());
399004e86ffSlogin         }
400004e86ffSlogin         let mut private_data = ProcfsFilePrivateData::new();
401004e86ffSlogin         // 根据文件类型获取相应数据
402004e86ffSlogin         let file_size = match inode.fdata.ftype {
403004e86ffSlogin             ProcFileType::ProcStatus => inode.open_status(&mut private_data)?,
40434e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => inode.open_meminfo(&mut private_data)?,
405004e86ffSlogin             _ => {
406004e86ffSlogin                 todo!()
407004e86ffSlogin             }
408004e86ffSlogin         };
409004e86ffSlogin         *data = FilePrivateData::Procfs(private_data);
410004e86ffSlogin         // 更新metadata里面的文件大小数值
411004e86ffSlogin         inode.metadata.size = file_size;
412004e86ffSlogin 
413004e86ffSlogin         return Ok(());
414004e86ffSlogin     }
415004e86ffSlogin 
416676b8ef6SMork     fn close(&self, data: &mut FilePrivateData) -> Result<(), SystemError> {
417004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
418004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
419004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = guard.metadata.file_type {
420004e86ffSlogin             return Ok(());
421004e86ffSlogin         }
422004e86ffSlogin         // 获取数据信息
423004e86ffSlogin         let private_data = match data {
424004e86ffSlogin             FilePrivateData::Procfs(p) => p,
425004e86ffSlogin             _ => {
426004e86ffSlogin                 panic!("ProcFS: FilePrivateData mismatch!");
427004e86ffSlogin             }
428004e86ffSlogin         };
429004e86ffSlogin         // 释放资源
430004e86ffSlogin         drop(private_data);
431004e86ffSlogin         return Ok(());
432004e86ffSlogin     }
433004e86ffSlogin 
434004e86ffSlogin     fn read_at(
435004e86ffSlogin         &self,
436004e86ffSlogin         offset: usize,
437004e86ffSlogin         len: usize,
438004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
439004e86ffSlogin         data: &mut FilePrivateData,
440676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
441004e86ffSlogin         if buf.len() < len {
442676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
443004e86ffSlogin         }
444004e86ffSlogin         // 加锁
445004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
446004e86ffSlogin 
447004e86ffSlogin         // 检查当前inode是否为一个文件夹,如果是的话,就返回错误
448004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::Dir {
449676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
450004e86ffSlogin         }
451004e86ffSlogin 
452004e86ffSlogin         // 获取数据信息
453004e86ffSlogin         let private_data = match data {
454004e86ffSlogin             FilePrivateData::Procfs(p) => p,
455004e86ffSlogin             _ => {
456004e86ffSlogin                 panic!("ProcFS: FilePrivateData mismatch!");
457004e86ffSlogin             }
458004e86ffSlogin         };
459004e86ffSlogin 
460004e86ffSlogin         // 根据文件类型读取相应数据
461004e86ffSlogin         match inode.fdata.ftype {
46234e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcStatus => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
46334e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
464004e86ffSlogin             ProcFileType::Default => (),
465004e86ffSlogin         };
466004e86ffSlogin 
467004e86ffSlogin         // 默认读取
468004e86ffSlogin         let start = inode.data.len().min(offset);
469004e86ffSlogin         let end = inode.data.len().min(offset + len);
470004e86ffSlogin 
471004e86ffSlogin         // buffer空间不足
472004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
473676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
474004e86ffSlogin         }
475004e86ffSlogin 
476004e86ffSlogin         // 拷贝数据
477004e86ffSlogin         let src = &inode.data[start..end];
478004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
479004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
480004e86ffSlogin     }
481004e86ffSlogin 
482004e86ffSlogin     fn write_at(
483004e86ffSlogin         &self,
484004e86ffSlogin         _offset: usize,
485004e86ffSlogin         _len: usize,
486004e86ffSlogin         _buf: &[u8],
487004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
488676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
48979a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
490004e86ffSlogin     }
491004e86ffSlogin 
492676b8ef6SMork     fn poll(&self) -> Result<PollStatus, SystemError> {
493004e86ffSlogin         // 加锁
494004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
495004e86ffSlogin 
496004e86ffSlogin         // 检查当前inode是否为一个文件夹,如果是的话,就返回错误
497004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::Dir {
498676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
499004e86ffSlogin         }
500004e86ffSlogin 
501cde5492fSlogin         return Ok(PollStatus::READ);
502004e86ffSlogin     }
503004e86ffSlogin 
504004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
505004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
506004e86ffSlogin     }
507004e86ffSlogin 
508004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
509004e86ffSlogin         self
510004e86ffSlogin     }
511004e86ffSlogin 
512676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
513004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
514004e86ffSlogin         let metadata = inode.metadata.clone();
515004e86ffSlogin 
516004e86ffSlogin         return Ok(metadata);
517004e86ffSlogin     }
518004e86ffSlogin 
519676b8ef6SMork     fn set_metadata(&self, metadata: &Metadata) -> Result<(), SystemError> {
520004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
521004e86ffSlogin         inode.metadata.atime = metadata.atime;
522004e86ffSlogin         inode.metadata.mtime = metadata.mtime;
523004e86ffSlogin         inode.metadata.ctime = metadata.ctime;
524004e86ffSlogin         inode.metadata.mode = metadata.mode;
525004e86ffSlogin         inode.metadata.uid = metadata.uid;
526004e86ffSlogin         inode.metadata.gid = metadata.gid;
527004e86ffSlogin 
528004e86ffSlogin         return Ok(());
529004e86ffSlogin     }
530004e86ffSlogin 
531676b8ef6SMork     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
532004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
533004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::File {
534004e86ffSlogin             inode.data.resize(len, 0);
535004e86ffSlogin             return Ok(());
536004e86ffSlogin         } else {
537676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
538004e86ffSlogin         }
539004e86ffSlogin     }
540004e86ffSlogin 
541004e86ffSlogin     fn create_with_data(
542004e86ffSlogin         &self,
543004e86ffSlogin         name: &str,
544004e86ffSlogin         file_type: FileType,
5456b4e7a29SLoGin         mode: ModeType,
546004e86ffSlogin         data: usize,
547676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
548004e86ffSlogin         // 获取当前inode
549004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
550004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,则返回
551004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
552676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
553004e86ffSlogin         }
554004e86ffSlogin         // 如果有重名的,则返回
555004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
556676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
557004e86ffSlogin         }
558004e86ffSlogin 
559004e86ffSlogin         // 创建inode
560004e86ffSlogin         let result: Arc<LockedProcFSInode> =
561004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
562004e86ffSlogin                 parent: inode.self_ref.clone(),
563004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
564004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
565004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
566004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
567004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
568004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
569004e86ffSlogin                     size: 0,
570004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
571004e86ffSlogin                     blocks: 0,
572004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
573004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
574004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
575004e86ffSlogin                     file_type: file_type,
576004e86ffSlogin                     mode: mode,
577004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
578004e86ffSlogin                     uid: 0,
579004e86ffSlogin                     gid: 0,
580004e86ffSlogin                     raw_dev: data,
581004e86ffSlogin                 },
582004e86ffSlogin                 fs: inode.fs.clone(),
583004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
5841496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
585004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
586004e86ffSlogin                 },
587004e86ffSlogin             })));
588004e86ffSlogin 
589004e86ffSlogin         // 初始化inode的自引用的weak指针
590004e86ffSlogin         result.0.lock().self_ref = Arc::downgrade(&result);
591004e86ffSlogin 
592004e86ffSlogin         // 将子inode插入父inode的B树中
593004e86ffSlogin         inode.children.insert(String::from(name), result.clone());
594004e86ffSlogin 
595004e86ffSlogin         return Ok(result);
596004e86ffSlogin     }
597004e86ffSlogin 
598676b8ef6SMork     fn link(&self, name: &str, other: &Arc<dyn IndexNode>) -> Result<(), SystemError> {
599004e86ffSlogin         let other: &LockedProcFSInode = other
600004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
601676b8ef6SMork             .ok_or(SystemError::EPERM)?;
602004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
603004e86ffSlogin         let mut other_locked: SpinLockGuard<ProcFSInode> = other.0.lock();
604004e86ffSlogin 
605004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,那么报错
606004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
607676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
608004e86ffSlogin         }
609004e86ffSlogin 
610004e86ffSlogin         // 如果另一个inode是文件夹,那么也报错
611004e86ffSlogin         if other_locked.metadata.file_type == FileType::Dir {
612676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
613004e86ffSlogin         }
614004e86ffSlogin 
615004e86ffSlogin         // 如果当前文件夹下已经有同名文件,也报错。
616004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
617676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
618004e86ffSlogin         }
619004e86ffSlogin 
620004e86ffSlogin         inode
621004e86ffSlogin             .children
622004e86ffSlogin             .insert(String::from(name), other_locked.self_ref.upgrade().unwrap());
623004e86ffSlogin 
624004e86ffSlogin         // 增加硬链接计数
625004e86ffSlogin         other_locked.metadata.nlinks += 1;
626004e86ffSlogin         return Ok(());
627004e86ffSlogin     }
628004e86ffSlogin 
629676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
630004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
631004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是目录,那么也没有子目录/文件的概念了,因此要求当前inode的类型是目录
632004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
633676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
634004e86ffSlogin         }
635004e86ffSlogin         // 不允许删除当前文件夹,也不允许删除上一个目录
636004e86ffSlogin         if name == "." || name == ".." {
637676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTEMPTY);
638004e86ffSlogin         }
639004e86ffSlogin 
640004e86ffSlogin         // 获得要删除的文件的inode
641676b8ef6SMork         let to_delete = inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?;
642004e86ffSlogin         // 减少硬链接计数
643004e86ffSlogin         to_delete.0.lock().metadata.nlinks -= 1;
644004e86ffSlogin         // 在当前目录中删除这个子目录项
645004e86ffSlogin         inode.children.remove(name);
646004e86ffSlogin         return Ok(());
647004e86ffSlogin     }
648004e86ffSlogin 
649004e86ffSlogin     fn move_(
650004e86ffSlogin         &self,
651004e86ffSlogin         _old_name: &str,
652004e86ffSlogin         _target: &Arc<dyn IndexNode>,
653004e86ffSlogin         _new_name: &str,
654676b8ef6SMork     ) -> Result<(), SystemError> {
65579a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
656004e86ffSlogin     }
657004e86ffSlogin 
658676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
659004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
660004e86ffSlogin 
661004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
662676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
663004e86ffSlogin         }
664004e86ffSlogin 
665004e86ffSlogin         match name {
666004e86ffSlogin             "" | "." => {
667676b8ef6SMork                 return Ok(inode.self_ref.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
668004e86ffSlogin             }
669004e86ffSlogin 
670004e86ffSlogin             ".." => {
671676b8ef6SMork                 return Ok(inode.parent.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
672004e86ffSlogin             }
673004e86ffSlogin             name => {
674004e86ffSlogin                 // 在子目录项中查找
675676b8ef6SMork                 return Ok(inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?.clone());
676004e86ffSlogin             }
677004e86ffSlogin         }
678004e86ffSlogin     }
679004e86ffSlogin 
680676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
681004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
682004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
683676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
684004e86ffSlogin         }
685004e86ffSlogin 
6866b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
687004e86ffSlogin             0 => {
688004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
689004e86ffSlogin             }
690004e86ffSlogin             1 => {
691004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
692004e86ffSlogin             }
693004e86ffSlogin             ino => {
694004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
695004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
696004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = inode
697004e86ffSlogin                     .children
698004e86ffSlogin                     .keys()
6996b4e7a29SLoGin                     .filter(|k| {
7006b4e7a29SLoGin                         inode
7016b4e7a29SLoGin                             .children
7026b4e7a29SLoGin                             .get(*k)
7036b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
7046b4e7a29SLoGin                             .0
7056b4e7a29SLoGin                             .lock()
7066b4e7a29SLoGin                             .metadata
7076b4e7a29SLoGin                             .inode_id
7086b4e7a29SLoGin                             .into()
7096b4e7a29SLoGin                             == ino
7106b4e7a29SLoGin                     })
711004e86ffSlogin                     .cloned()
712004e86ffSlogin                     .collect();
713004e86ffSlogin 
714004e86ffSlogin                 match key.len() {
715676b8ef6SMork                         0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
716004e86ffSlogin                         1=>{return Ok(key.remove(0));}
7176b4e7a29SLoGin                         _ => panic!("Procfs get_entry_name: key.len()={key_len}>1, current inode_id={inode_id:?}, to find={to_find:?}", key_len=key.len(), inode_id = inode.metadata.inode_id, to_find=ino)
718004e86ffSlogin                     }
719004e86ffSlogin             }
720004e86ffSlogin         }
721004e86ffSlogin     }
722004e86ffSlogin 
723676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
724004e86ffSlogin         let info = self.metadata()?;
725004e86ffSlogin         if info.file_type != FileType::Dir {
726676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
727004e86ffSlogin         }
728004e86ffSlogin 
729004e86ffSlogin         let mut keys: Vec<String> = Vec::new();
730004e86ffSlogin         keys.push(String::from("."));
731004e86ffSlogin         keys.push(String::from(".."));
732004e86ffSlogin         keys.append(&mut self.0.lock().children.keys().cloned().collect());
733004e86ffSlogin 
734004e86ffSlogin         return Ok(keys);
735004e86ffSlogin     }
736004e86ffSlogin }
737004e86ffSlogin 
738004e86ffSlogin /// @brief 向procfs注册进程
7391496ba7bSLoGin pub fn procfs_register_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
740004e86ffSlogin     let procfs_inode = ROOT_INODE().find("proc")?;
741004e86ffSlogin 
742004e86ffSlogin     let procfs_inode = procfs_inode
743004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
744004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
745004e86ffSlogin     let fs = procfs_inode.fs();
746004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
747004e86ffSlogin 
748004e86ffSlogin     // 调用注册函数
749004e86ffSlogin     procfs.register_pid(pid)?;
750004e86ffSlogin 
751004e86ffSlogin     return Ok(());
752004e86ffSlogin }
753004e86ffSlogin 
754004e86ffSlogin /// @brief 在ProcFS中,解除进程的注册
7551496ba7bSLoGin pub fn procfs_unregister_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
756004e86ffSlogin     // 获取procfs实例
757004e86ffSlogin     let procfs_inode: Arc<dyn IndexNode> = ROOT_INODE().find("proc")?;
758004e86ffSlogin 
759004e86ffSlogin     let procfs_inode: &LockedProcFSInode = procfs_inode
760004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
761004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
762004e86ffSlogin     let fs: Arc<dyn FileSystem> = procfs_inode.fs();
763004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
764004e86ffSlogin 
765004e86ffSlogin     // 调用解除注册函数
766004e86ffSlogin     return procfs.unregister_pid(pid);
767004e86ffSlogin }
768b087521eSChiichen 
769b087521eSChiichen pub fn procfs_init() -> Result<(), SystemError> {
770b087521eSChiichen     static INIT: Once = Once::new();
771b087521eSChiichen     let mut result = None;
772b087521eSChiichen     INIT.call_once(|| {
773b087521eSChiichen         kinfo!("Initializing ProcFS...");
77434e6d6c8Syuyi2439         // 创建 procfs 实例
775b087521eSChiichen         let procfs: Arc<ProcFS> = ProcFS::new();
776b087521eSChiichen 
77734e6d6c8Syuyi2439         // procfs 挂载
778b087521eSChiichen         let _t = ROOT_INODE()
779b087521eSChiichen             .find("proc")
780b087521eSChiichen             .expect("Cannot find /proc")
781b087521eSChiichen             .mount(procfs)
782b087521eSChiichen             .expect("Failed to mount proc");
783b087521eSChiichen         kinfo!("ProcFS mounted.");
784b087521eSChiichen         result = Some(Ok(()));
785b087521eSChiichen     });
786b087521eSChiichen 
787b087521eSChiichen     return result.unwrap();
788b087521eSChiichen }
789