xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/procfs/mod.rs (revision 91e9d4ab55ef960f57a1b6287bc523ca4341f67a)
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 };
11*91e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
12004e86ffSlogin 
13004e86ffSlogin use crate::{
1434e6d6c8Syuyi2439     arch::mm::LockedFrameAllocator,
15004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
16004e86ffSlogin         core::{generate_inode_id, ROOT_INODE},
17004e86ffSlogin         FileType,
18004e86ffSlogin     },
19b087521eSChiichen     kerror, kinfo,
20b087521eSChiichen     libs::{
21b087521eSChiichen         once::Once,
22b087521eSChiichen         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
23b087521eSChiichen     },
244fda81ceSLoGin     mm::allocator::page_frame::FrameAllocator,
251496ba7bSLoGin     process::{Pid, ProcessManager},
2678bf93f0SYJwu2023     time::TimeSpec,
27004e86ffSlogin };
28004e86ffSlogin 
29004e86ffSlogin use super::vfs::{
3078bf93f0SYJwu2023     file::{FileMode, FilePrivateData},
316b4e7a29SLoGin     syscall::ModeType,
3240609970SGnoCiYeH     FileSystem, FsInfo, IndexNode, InodeId, Metadata,
33004e86ffSlogin };
34004e86ffSlogin 
35004e86ffSlogin /// @brief 进程文件类型
36004e86ffSlogin /// @usage 用于定义进程文件夹下的各类文件类型
37004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
38004e86ffSlogin #[repr(u8)]
39004e86ffSlogin pub enum ProcFileType {
40004e86ffSlogin     ///展示进程状态信息
41004e86ffSlogin     ProcStatus = 0,
4234e6d6c8Syuyi2439     /// meminfo
4334e6d6c8Syuyi2439     ProcMeminfo = 1,
44004e86ffSlogin     //todo: 其他文件类型
45004e86ffSlogin     ///默认文件类型
46004e86ffSlogin     Default,
47004e86ffSlogin }
48004e86ffSlogin 
49004e86ffSlogin impl From<u8> for ProcFileType {
50004e86ffSlogin     fn from(value: u8) -> Self {
51004e86ffSlogin         match value {
52004e86ffSlogin             0 => ProcFileType::ProcStatus,
5334e6d6c8Syuyi2439             1 => ProcFileType::ProcMeminfo,
54004e86ffSlogin             _ => ProcFileType::Default,
55004e86ffSlogin         }
56004e86ffSlogin     }
57004e86ffSlogin }
58004e86ffSlogin /// @brief 节点私有信息结构体
59004e86ffSlogin /// @usage 用于传入各类文件所需的信息
60004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
61004e86ffSlogin pub struct InodeInfo {
62004e86ffSlogin     ///进程的pid
631496ba7bSLoGin     pid: Pid,
64004e86ffSlogin     ///文件类型
65004e86ffSlogin     ftype: ProcFileType,
66004e86ffSlogin     //其他需要传入的信息在此定义
67004e86ffSlogin }
68004e86ffSlogin 
69004e86ffSlogin /// @brief procfs的inode名称的最大长度
70004e86ffSlogin const PROCFS_MAX_NAMELEN: usize = 64;
71004e86ffSlogin 
72004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体
73004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
74004e86ffSlogin pub struct LockedProcFSInode(SpinLock<ProcFSInode>);
75004e86ffSlogin 
76004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统结构体
77004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
78004e86ffSlogin pub struct ProcFS {
79004e86ffSlogin     /// procfs的root inode
80004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedProcFSInode>,
81004e86ffSlogin }
82004e86ffSlogin 
83004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone)]
84004e86ffSlogin pub struct ProcfsFilePrivateData {
85004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
86004e86ffSlogin }
87004e86ffSlogin 
88004e86ffSlogin impl ProcfsFilePrivateData {
89004e86ffSlogin     pub fn new() -> Self {
90004e86ffSlogin         return ProcfsFilePrivateData { data: Vec::new() };
91004e86ffSlogin     }
92004e86ffSlogin }
93004e86ffSlogin 
94004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体(不包含锁)
95004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
96004e86ffSlogin pub struct ProcFSInode {
97004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
98004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedProcFSInode>,
99004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
100004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedProcFSInode>,
101004e86ffSlogin     /// 子Inode的B树
102004e86ffSlogin     children: BTreeMap<String, Arc<LockedProcFSInode>>,
103004e86ffSlogin     /// 当前inode的数据部分
104004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
105004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
106004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
107004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
108004e86ffSlogin     fs: Weak<ProcFS>,
109004e86ffSlogin     /// 储存私有信息
110004e86ffSlogin     fdata: InodeInfo,
111004e86ffSlogin }
112004e86ffSlogin 
113004e86ffSlogin /// 对ProcFSInode实现获取各类文件信息的函数
114004e86ffSlogin impl ProcFSInode {
115004e86ffSlogin     /// @brief 去除Vec中所有的\0,并在结尾添加\0
116004e86ffSlogin     #[inline]
117004e86ffSlogin     fn trim_string(&self, data: &mut Vec<u8>) {
1181a72a751SLoGin         data.retain(|x| *x != 0);
1191a72a751SLoGin 
120004e86ffSlogin         data.push(0);
121004e86ffSlogin     }
122004e86ffSlogin     // todo:其他数据获取函数实现
123004e86ffSlogin 
124004e86ffSlogin     /// @brief 打开status文件
125004e86ffSlogin     ///
126676b8ef6SMork     fn open_status(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
127004e86ffSlogin         // 获取该pid对应的pcb结构体
1281496ba7bSLoGin         let pid = self.fdata.pid;
1291496ba7bSLoGin         let pcb = ProcessManager::find(pid);
130004e86ffSlogin         let pcb = if pcb.is_none() {
131004e86ffSlogin             kerror!(
1321496ba7bSLoGin                 "ProcFS: Cannot find pcb for pid {:?} when opening its 'status' file.",
133004e86ffSlogin                 pid
134004e86ffSlogin             );
135676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ESRCH);
136004e86ffSlogin         } else {
137004e86ffSlogin             pcb.unwrap()
138004e86ffSlogin         };
139004e86ffSlogin         // 传入数据
140004e86ffSlogin         let pdata: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
141004e86ffSlogin 
142004e86ffSlogin         pdata.append(
1431496ba7bSLoGin             &mut format!("Name:\t{}", pcb.basic().name())
144004e86ffSlogin                 .as_bytes()
145004e86ffSlogin                 .to_owned(),
146004e86ffSlogin         );
147004e86ffSlogin 
1481496ba7bSLoGin         let sched_info_guard = pcb.sched_info();
1491496ba7bSLoGin         let state = sched_info_guard.state();
1501496ba7bSLoGin         let cpu_id = sched_info_guard
1511496ba7bSLoGin             .on_cpu()
1521496ba7bSLoGin             .map(|cpu| cpu as i32)
1531496ba7bSLoGin             .unwrap_or(-1);
1541496ba7bSLoGin 
1551496ba7bSLoGin         let priority = sched_info_guard.priority();
1561496ba7bSLoGin         let vrtime = sched_info_guard.virtual_runtime();
1571496ba7bSLoGin 
1581496ba7bSLoGin         drop(sched_info_guard);
1591496ba7bSLoGin 
1601496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nState:\t{:?}", state).as_bytes().to_owned());
1611496ba7bSLoGin         pdata.append(
1621496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPid:\t{}", pcb.pid().into())
1631496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1641496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1651496ba7bSLoGin         );
1661496ba7bSLoGin         pdata.append(
1671496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPpid:\t{}", pcb.basic().ppid().into())
1681496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1691496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1701496ba7bSLoGin         );
1711496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\ncpu_id:\t{}", cpu_id).as_bytes().to_owned());
1721496ba7bSLoGin         pdata.append(
1731496ba7bSLoGin             &mut format!("\npriority:\t{}", priority.data())
1741496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1751496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1761496ba7bSLoGin         );
1771496ba7bSLoGin         pdata.append(
1781496ba7bSLoGin             &mut format!("\npreempt:\t{}", pcb.preempt_count())
1791496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1801496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1811496ba7bSLoGin         );
1821496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nvrtime:\t{}", vrtime).as_bytes().to_owned());
1831496ba7bSLoGin 
1847b32f508SLoGin         if let Some(user_vm) = pcb.basic().user_vm() {
1857b32f508SLoGin             let address_space_guard = user_vm.read();
18640fe15e0SLoGin             // todo: 当前进程运行过程中占用内存的峰值
18740fe15e0SLoGin             let hiwater_vm: u64 = 0;
18840fe15e0SLoGin             // 进程代码段的大小
18940fe15e0SLoGin             let text = (address_space_guard.end_code - address_space_guard.start_code) / 1024;
190004e86ffSlogin             // 进程数据段的大小
19140fe15e0SLoGin             let data = (address_space_guard.end_data - address_space_guard.start_data) / 1024;
19240fe15e0SLoGin             drop(address_space_guard);
193004e86ffSlogin             pdata.append(
194004e86ffSlogin                 &mut format!("\nVmPeak:\t{} kB", hiwater_vm)
195004e86ffSlogin                     .as_bytes()
196004e86ffSlogin                     .to_owned(),
197004e86ffSlogin             );
198004e86ffSlogin             pdata.append(&mut format!("\nVmData:\t{} kB", data).as_bytes().to_owned());
1991496ba7bSLoGin             pdata.append(&mut format!("\nVmExe:\t{} kB", text).as_bytes().to_owned());
2007b32f508SLoGin         }
2017b32f508SLoGin 
2021496ba7bSLoGin         pdata.append(
2031496ba7bSLoGin             &mut format!("\nflags: {:?}\n", pcb.flags().clone())
2041496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
2051496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
2061496ba7bSLoGin         );
207004e86ffSlogin 
208004e86ffSlogin         // 去除多余的\0
209004e86ffSlogin         self.trim_string(pdata);
210004e86ffSlogin 
211004e86ffSlogin         return Ok((pdata.len() * size_of::<u8>()) as i64);
212004e86ffSlogin     }
213004e86ffSlogin 
21434e6d6c8Syuyi2439     /// 打开 meminfo 文件
21534e6d6c8Syuyi2439     fn open_meminfo(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
21634e6d6c8Syuyi2439         // 获取内存信息
2174fda81ceSLoGin         let usage = unsafe { LockedFrameAllocator.usage() };
21834e6d6c8Syuyi2439 
21934e6d6c8Syuyi2439         // 传入数据
22034e6d6c8Syuyi2439         let data: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
22134e6d6c8Syuyi2439 
22234e6d6c8Syuyi2439         data.append(
22334e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemTotal:\t{} kB\n", usage.total().bytes() >> 10)
22434e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
22534e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
22634e6d6c8Syuyi2439         );
22734e6d6c8Syuyi2439 
22834e6d6c8Syuyi2439         data.append(
22934e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemFree:\t{} kB\n", usage.free().bytes() >> 10)
23034e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
23134e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
23234e6d6c8Syuyi2439         );
23334e6d6c8Syuyi2439 
23434e6d6c8Syuyi2439         // 去除多余的\0
23534e6d6c8Syuyi2439         self.trim_string(data);
23634e6d6c8Syuyi2439 
23734e6d6c8Syuyi2439         return Ok((data.len() * size_of::<u8>()) as i64);
23834e6d6c8Syuyi2439     }
23934e6d6c8Syuyi2439 
24034e6d6c8Syuyi2439     /// proc文件系统读取函数
24134e6d6c8Syuyi2439     fn proc_read(
242004e86ffSlogin         &self,
243004e86ffSlogin         offset: usize,
244004e86ffSlogin         len: usize,
245004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
246004e86ffSlogin         _pdata: &mut ProcfsFilePrivateData,
247676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
248004e86ffSlogin         let start = _pdata.data.len().min(offset);
249004e86ffSlogin         let end = _pdata.data.len().min(offset + len);
250004e86ffSlogin 
251004e86ffSlogin         // buffer空间不足
252004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
253676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
254004e86ffSlogin         }
255004e86ffSlogin 
256004e86ffSlogin         // 拷贝数据
257004e86ffSlogin         let src = &_pdata.data[start..end];
258004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
259004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
260004e86ffSlogin     }
261004e86ffSlogin }
262004e86ffSlogin 
263004e86ffSlogin impl FileSystem for ProcFS {
264004e86ffSlogin     fn root_inode(&self) -> Arc<dyn super::vfs::IndexNode> {
265004e86ffSlogin         return self.root_inode.clone();
266004e86ffSlogin     }
267004e86ffSlogin 
268004e86ffSlogin     fn info(&self) -> FsInfo {
269004e86ffSlogin         return FsInfo {
270004e86ffSlogin             blk_dev_id: 0,
271004e86ffSlogin             max_name_len: PROCFS_MAX_NAMELEN,
272004e86ffSlogin         };
273004e86ffSlogin     }
274004e86ffSlogin 
275004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
276004e86ffSlogin         self
277004e86ffSlogin     }
278004e86ffSlogin }
279004e86ffSlogin 
280004e86ffSlogin impl ProcFS {
281004e86ffSlogin     pub fn new() -> Arc<Self> {
282004e86ffSlogin         // 初始化root inode
283004e86ffSlogin         let root: Arc<LockedProcFSInode> =
284004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
285004e86ffSlogin                 parent: Weak::default(),
286004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
287004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
288004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
289004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
290004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
291004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
292004e86ffSlogin                     size: 0,
293004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
294004e86ffSlogin                     blocks: 0,
295004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
296004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
297004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
298004e86ffSlogin                     file_type: FileType::Dir,
29934e6d6c8Syuyi2439                     mode: ModeType::from_bits_truncate(0o555),
300004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
301004e86ffSlogin                     uid: 0,
302004e86ffSlogin                     gid: 0,
303004e86ffSlogin                     raw_dev: 0,
304004e86ffSlogin                 },
305004e86ffSlogin                 fs: Weak::default(),
306004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
3071496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
308004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
309004e86ffSlogin                 },
310004e86ffSlogin             })));
311004e86ffSlogin 
312004e86ffSlogin         let result: Arc<ProcFS> = Arc::new(ProcFS { root_inode: root });
313004e86ffSlogin 
314004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
315004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = result.root_inode.0.lock();
316004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
317004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
318004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
319004e86ffSlogin         // 释放锁
320004e86ffSlogin         drop(root_guard);
321004e86ffSlogin 
32234e6d6c8Syuyi2439         // 创建meminfo文件
32334e6d6c8Syuyi2439         let inode = result.root_inode();
32434e6d6c8Syuyi2439         let binding = inode.create(
32534e6d6c8Syuyi2439             "meminfo",
32634e6d6c8Syuyi2439             FileType::File,
32734e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
32834e6d6c8Syuyi2439         );
32934e6d6c8Syuyi2439         if let Ok(meminfo) = binding {
33034e6d6c8Syuyi2439             let meminfo_file = meminfo
33134e6d6c8Syuyi2439                 .as_any_ref()
33234e6d6c8Syuyi2439                 .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
33334e6d6c8Syuyi2439                 .unwrap();
33434e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.pid = Pid::new(0);
33534e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcMeminfo;
33634e6d6c8Syuyi2439         } else {
33734e6d6c8Syuyi2439             panic!("create meminfo error");
33834e6d6c8Syuyi2439         }
33934e6d6c8Syuyi2439 
340004e86ffSlogin         return result;
341004e86ffSlogin     }
342004e86ffSlogin 
343004e86ffSlogin     /// @brief 进程注册函数
344004e86ffSlogin     /// @usage 在进程中调用并创建进程对应文件
3451496ba7bSLoGin     pub fn register_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
346004e86ffSlogin         // 获取当前inode
34734e6d6c8Syuyi2439         let inode: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
348004e86ffSlogin         // 创建对应进程文件夹
34934e6d6c8Syuyi2439         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = inode.create(
3506b4e7a29SLoGin             &pid.to_string(),
3516b4e7a29SLoGin             FileType::Dir,
35234e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o555),
3536b4e7a29SLoGin         )?;
354004e86ffSlogin         // 创建相关文件
355004e86ffSlogin         // status文件
35634e6d6c8Syuyi2439         let binding: Arc<dyn IndexNode> = pid_dir.create(
3576b4e7a29SLoGin             "status",
3586b4e7a29SLoGin             FileType::File,
35934e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
3606b4e7a29SLoGin         )?;
36134e6d6c8Syuyi2439         let status_file: &LockedProcFSInode = binding
362004e86ffSlogin             .as_any_ref()
363004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
364004e86ffSlogin             .unwrap();
36534e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.pid = pid;
36634e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcStatus;
367004e86ffSlogin 
368004e86ffSlogin         //todo: 创建其他文件
369004e86ffSlogin 
370004e86ffSlogin         return Ok(());
371004e86ffSlogin     }
372004e86ffSlogin 
373004e86ffSlogin     /// @brief 解除进程注册
374004e86ffSlogin     ///
3751496ba7bSLoGin     pub fn unregister_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
376004e86ffSlogin         // 获取当前inode
377004e86ffSlogin         let proc: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
378004e86ffSlogin         // 获取进程文件夹
3791496ba7bSLoGin         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = proc.find(&pid.to_string())?;
380004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹下文件
381004e86ffSlogin         pid_dir.unlink("status")?;
382004e86ffSlogin 
383004e86ffSlogin         // 查看进程文件是否还存在
384004e86ffSlogin         // let pf= pid_dir.find("status").expect("Cannot find status");
385004e86ffSlogin 
386004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹
3871496ba7bSLoGin         proc.unlink(&pid.to_string())?;
388004e86ffSlogin 
389004e86ffSlogin         return Ok(());
390004e86ffSlogin     }
391004e86ffSlogin }
392004e86ffSlogin 
393004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedProcFSInode {
394676b8ef6SMork     fn open(&self, data: &mut FilePrivateData, _mode: &FileMode) -> Result<(), SystemError> {
395004e86ffSlogin         // 加锁
396004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
397004e86ffSlogin 
398004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
399004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = inode.metadata.file_type {
400004e86ffSlogin             return Ok(());
401004e86ffSlogin         }
402004e86ffSlogin         let mut private_data = ProcfsFilePrivateData::new();
403004e86ffSlogin         // 根据文件类型获取相应数据
404004e86ffSlogin         let file_size = match inode.fdata.ftype {
405004e86ffSlogin             ProcFileType::ProcStatus => inode.open_status(&mut private_data)?,
40634e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => inode.open_meminfo(&mut private_data)?,
407004e86ffSlogin             _ => {
408004e86ffSlogin                 todo!()
409004e86ffSlogin             }
410004e86ffSlogin         };
411004e86ffSlogin         *data = FilePrivateData::Procfs(private_data);
412004e86ffSlogin         // 更新metadata里面的文件大小数值
413004e86ffSlogin         inode.metadata.size = file_size;
414004e86ffSlogin 
415004e86ffSlogin         return Ok(());
416004e86ffSlogin     }
417004e86ffSlogin 
418676b8ef6SMork     fn close(&self, data: &mut FilePrivateData) -> Result<(), SystemError> {
419004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
420004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
421004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = guard.metadata.file_type {
422004e86ffSlogin             return Ok(());
423004e86ffSlogin         }
4241a72a751SLoGin         // 释放data
4251a72a751SLoGin         *data = FilePrivateData::Procfs(ProcfsFilePrivateData::new());
4261a72a751SLoGin 
427004e86ffSlogin         return Ok(());
428004e86ffSlogin     }
429004e86ffSlogin 
430004e86ffSlogin     fn read_at(
431004e86ffSlogin         &self,
432004e86ffSlogin         offset: usize,
433004e86ffSlogin         len: usize,
434004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
435004e86ffSlogin         data: &mut FilePrivateData,
436676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
437004e86ffSlogin         if buf.len() < len {
438676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
439004e86ffSlogin         }
440004e86ffSlogin         // 加锁
441004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
442004e86ffSlogin 
443004e86ffSlogin         // 检查当前inode是否为一个文件夹,如果是的话,就返回错误
444004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::Dir {
445676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
446004e86ffSlogin         }
447004e86ffSlogin 
448004e86ffSlogin         // 获取数据信息
449004e86ffSlogin         let private_data = match data {
450004e86ffSlogin             FilePrivateData::Procfs(p) => p,
451004e86ffSlogin             _ => {
452004e86ffSlogin                 panic!("ProcFS: FilePrivateData mismatch!");
453004e86ffSlogin             }
454004e86ffSlogin         };
455004e86ffSlogin 
456004e86ffSlogin         // 根据文件类型读取相应数据
457004e86ffSlogin         match inode.fdata.ftype {
45834e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcStatus => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
45934e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
460004e86ffSlogin             ProcFileType::Default => (),
461004e86ffSlogin         };
462004e86ffSlogin 
463004e86ffSlogin         // 默认读取
464004e86ffSlogin         let start = inode.data.len().min(offset);
465004e86ffSlogin         let end = inode.data.len().min(offset + len);
466004e86ffSlogin 
467004e86ffSlogin         // buffer空间不足
468004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
469676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
470004e86ffSlogin         }
471004e86ffSlogin 
472004e86ffSlogin         // 拷贝数据
473004e86ffSlogin         let src = &inode.data[start..end];
474004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
475004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
476004e86ffSlogin     }
477004e86ffSlogin 
478004e86ffSlogin     fn write_at(
479004e86ffSlogin         &self,
480004e86ffSlogin         _offset: usize,
481004e86ffSlogin         _len: usize,
482004e86ffSlogin         _buf: &[u8],
483004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
484676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
48579a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
486004e86ffSlogin     }
487004e86ffSlogin 
488004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
489004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
490004e86ffSlogin     }
491004e86ffSlogin 
492004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
493004e86ffSlogin         self
494004e86ffSlogin     }
495004e86ffSlogin 
496676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
497004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
498004e86ffSlogin         let metadata = inode.metadata.clone();
499004e86ffSlogin 
500004e86ffSlogin         return Ok(metadata);
501004e86ffSlogin     }
502004e86ffSlogin 
503676b8ef6SMork     fn set_metadata(&self, metadata: &Metadata) -> Result<(), SystemError> {
504004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
505004e86ffSlogin         inode.metadata.atime = metadata.atime;
506004e86ffSlogin         inode.metadata.mtime = metadata.mtime;
507004e86ffSlogin         inode.metadata.ctime = metadata.ctime;
508004e86ffSlogin         inode.metadata.mode = metadata.mode;
509004e86ffSlogin         inode.metadata.uid = metadata.uid;
510004e86ffSlogin         inode.metadata.gid = metadata.gid;
511004e86ffSlogin 
512004e86ffSlogin         return Ok(());
513004e86ffSlogin     }
514004e86ffSlogin 
515676b8ef6SMork     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
516004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
517004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::File {
518004e86ffSlogin             inode.data.resize(len, 0);
519004e86ffSlogin             return Ok(());
520004e86ffSlogin         } else {
521676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
522004e86ffSlogin         }
523004e86ffSlogin     }
524004e86ffSlogin 
525004e86ffSlogin     fn create_with_data(
526004e86ffSlogin         &self,
527004e86ffSlogin         name: &str,
528004e86ffSlogin         file_type: FileType,
5296b4e7a29SLoGin         mode: ModeType,
530004e86ffSlogin         data: usize,
531676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
532004e86ffSlogin         // 获取当前inode
533004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
534004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,则返回
535004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
536676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
537004e86ffSlogin         }
538004e86ffSlogin         // 如果有重名的,则返回
539004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
540676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
541004e86ffSlogin         }
542004e86ffSlogin 
543004e86ffSlogin         // 创建inode
544004e86ffSlogin         let result: Arc<LockedProcFSInode> =
545004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
546004e86ffSlogin                 parent: inode.self_ref.clone(),
547004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
548004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
549004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
550004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
551004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
552004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
553004e86ffSlogin                     size: 0,
554004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
555004e86ffSlogin                     blocks: 0,
556004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
557004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
558004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
559004e86ffSlogin                     file_type: file_type,
560004e86ffSlogin                     mode: mode,
561004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
562004e86ffSlogin                     uid: 0,
563004e86ffSlogin                     gid: 0,
564004e86ffSlogin                     raw_dev: data,
565004e86ffSlogin                 },
566004e86ffSlogin                 fs: inode.fs.clone(),
567004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
5681496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
569004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
570004e86ffSlogin                 },
571004e86ffSlogin             })));
572004e86ffSlogin 
573004e86ffSlogin         // 初始化inode的自引用的weak指针
574004e86ffSlogin         result.0.lock().self_ref = Arc::downgrade(&result);
575004e86ffSlogin 
576004e86ffSlogin         // 将子inode插入父inode的B树中
577004e86ffSlogin         inode.children.insert(String::from(name), result.clone());
578004e86ffSlogin 
579004e86ffSlogin         return Ok(result);
580004e86ffSlogin     }
581004e86ffSlogin 
582676b8ef6SMork     fn link(&self, name: &str, other: &Arc<dyn IndexNode>) -> Result<(), SystemError> {
583004e86ffSlogin         let other: &LockedProcFSInode = other
584004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
585676b8ef6SMork             .ok_or(SystemError::EPERM)?;
586004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
587004e86ffSlogin         let mut other_locked: SpinLockGuard<ProcFSInode> = other.0.lock();
588004e86ffSlogin 
589004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,那么报错
590004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
591676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
592004e86ffSlogin         }
593004e86ffSlogin 
594004e86ffSlogin         // 如果另一个inode是文件夹,那么也报错
595004e86ffSlogin         if other_locked.metadata.file_type == FileType::Dir {
596676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
597004e86ffSlogin         }
598004e86ffSlogin 
599004e86ffSlogin         // 如果当前文件夹下已经有同名文件,也报错。
600004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
601676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
602004e86ffSlogin         }
603004e86ffSlogin 
604004e86ffSlogin         inode
605004e86ffSlogin             .children
606004e86ffSlogin             .insert(String::from(name), other_locked.self_ref.upgrade().unwrap());
607004e86ffSlogin 
608004e86ffSlogin         // 增加硬链接计数
609004e86ffSlogin         other_locked.metadata.nlinks += 1;
610004e86ffSlogin         return Ok(());
611004e86ffSlogin     }
612004e86ffSlogin 
613676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
614004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
615004e86ffSlogin         // 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
616004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
617676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
618004e86ffSlogin         }
619004e86ffSlogin         // 不允许删除当前文件夹,也不允许删除上一个目录
620004e86ffSlogin         if name == "." || name == ".." {
621676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTEMPTY);
622004e86ffSlogin         }
623004e86ffSlogin 
624004e86ffSlogin         // 获得要删除的文件的inode
625676b8ef6SMork         let to_delete = inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?;
626004e86ffSlogin         // 减少硬链接计数
627004e86ffSlogin         to_delete.0.lock().metadata.nlinks -= 1;
628004e86ffSlogin         // 在当前目录中删除这个子目录项
629004e86ffSlogin         inode.children.remove(name);
630004e86ffSlogin         return Ok(());
631004e86ffSlogin     }
632004e86ffSlogin 
633004e86ffSlogin     fn move_(
634004e86ffSlogin         &self,
635004e86ffSlogin         _old_name: &str,
636004e86ffSlogin         _target: &Arc<dyn IndexNode>,
637004e86ffSlogin         _new_name: &str,
638676b8ef6SMork     ) -> Result<(), SystemError> {
63979a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
640004e86ffSlogin     }
641004e86ffSlogin 
642676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
643004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
644004e86ffSlogin 
645004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
646676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
647004e86ffSlogin         }
648004e86ffSlogin 
649004e86ffSlogin         match name {
650004e86ffSlogin             "" | "." => {
651676b8ef6SMork                 return Ok(inode.self_ref.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
652004e86ffSlogin             }
653004e86ffSlogin 
654004e86ffSlogin             ".." => {
655676b8ef6SMork                 return Ok(inode.parent.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
656004e86ffSlogin             }
657004e86ffSlogin             name => {
658004e86ffSlogin                 // 在子目录项中查找
659676b8ef6SMork                 return Ok(inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?.clone());
660004e86ffSlogin             }
661004e86ffSlogin         }
662004e86ffSlogin     }
663004e86ffSlogin 
664676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
665004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
666004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
667676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
668004e86ffSlogin         }
669004e86ffSlogin 
6706b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
671004e86ffSlogin             0 => {
672004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
673004e86ffSlogin             }
674004e86ffSlogin             1 => {
675004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
676004e86ffSlogin             }
677004e86ffSlogin             ino => {
678004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
679004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
680004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = inode
681004e86ffSlogin                     .children
682004e86ffSlogin                     .keys()
6836b4e7a29SLoGin                     .filter(|k| {
6846b4e7a29SLoGin                         inode
6856b4e7a29SLoGin                             .children
6866b4e7a29SLoGin                             .get(*k)
6876b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
6886b4e7a29SLoGin                             .0
6896b4e7a29SLoGin                             .lock()
6906b4e7a29SLoGin                             .metadata
6916b4e7a29SLoGin                             .inode_id
6926b4e7a29SLoGin                             .into()
6936b4e7a29SLoGin                             == ino
6946b4e7a29SLoGin                     })
695004e86ffSlogin                     .cloned()
696004e86ffSlogin                     .collect();
697004e86ffSlogin 
698004e86ffSlogin                 match key.len() {
699676b8ef6SMork                         0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
700004e86ffSlogin                         1=>{return Ok(key.remove(0));}
7016b4e7a29SLoGin                         _ => 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)
702004e86ffSlogin                     }
703004e86ffSlogin             }
704004e86ffSlogin         }
705004e86ffSlogin     }
706004e86ffSlogin 
707676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
708004e86ffSlogin         let info = self.metadata()?;
709004e86ffSlogin         if info.file_type != FileType::Dir {
710676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
711004e86ffSlogin         }
712004e86ffSlogin 
713004e86ffSlogin         let mut keys: Vec<String> = Vec::new();
714004e86ffSlogin         keys.push(String::from("."));
715004e86ffSlogin         keys.push(String::from(".."));
716004e86ffSlogin         keys.append(&mut self.0.lock().children.keys().cloned().collect());
717004e86ffSlogin 
718004e86ffSlogin         return Ok(keys);
719004e86ffSlogin     }
720004e86ffSlogin }
721004e86ffSlogin 
722004e86ffSlogin /// @brief 向procfs注册进程
7231496ba7bSLoGin pub fn procfs_register_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
724004e86ffSlogin     let procfs_inode = ROOT_INODE().find("proc")?;
725004e86ffSlogin 
726004e86ffSlogin     let procfs_inode = procfs_inode
727004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
728004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
729004e86ffSlogin     let fs = procfs_inode.fs();
730004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
731004e86ffSlogin 
732004e86ffSlogin     // 调用注册函数
733004e86ffSlogin     procfs.register_pid(pid)?;
734004e86ffSlogin 
735004e86ffSlogin     return Ok(());
736004e86ffSlogin }
737004e86ffSlogin 
738004e86ffSlogin /// @brief 在ProcFS中,解除进程的注册
7391496ba7bSLoGin pub fn procfs_unregister_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
740004e86ffSlogin     // 获取procfs实例
741004e86ffSlogin     let procfs_inode: Arc<dyn IndexNode> = ROOT_INODE().find("proc")?;
742004e86ffSlogin 
743004e86ffSlogin     let procfs_inode: &LockedProcFSInode = procfs_inode
744004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
745004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
746004e86ffSlogin     let fs: Arc<dyn FileSystem> = procfs_inode.fs();
747004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
748004e86ffSlogin 
749004e86ffSlogin     // 调用解除注册函数
750004e86ffSlogin     return procfs.unregister_pid(pid);
751004e86ffSlogin }
752b087521eSChiichen 
753b087521eSChiichen pub fn procfs_init() -> Result<(), SystemError> {
754b087521eSChiichen     static INIT: Once = Once::new();
755b087521eSChiichen     let mut result = None;
756b087521eSChiichen     INIT.call_once(|| {
757b087521eSChiichen         kinfo!("Initializing ProcFS...");
75834e6d6c8Syuyi2439         // 创建 procfs 实例
759b087521eSChiichen         let procfs: Arc<ProcFS> = ProcFS::new();
760b087521eSChiichen 
76134e6d6c8Syuyi2439         // procfs 挂载
762b087521eSChiichen         let _t = ROOT_INODE()
763b087521eSChiichen             .find("proc")
764b087521eSChiichen             .expect("Cannot find /proc")
765b087521eSChiichen             .mount(procfs)
766b087521eSChiichen             .expect("Failed to mount proc");
767b087521eSChiichen         kinfo!("ProcFS mounted.");
768b087521eSChiichen         result = Some(Ok(()));
769b087521eSChiichen     });
770b087521eSChiichen 
771b087521eSChiichen     return result.unwrap();
772b087521eSChiichen }
773