xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/procfs/mod.rs (revision 9e481b3bfe303e0b104694da9750ae978dfeecae)
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 };
1191e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
12004e86ffSlogin 
13004e86ffSlogin use crate::{
1434e6d6c8Syuyi2439     arch::mm::LockedFrameAllocator,
1502343d0bSLoGin     driver::base::device::device_number::DeviceNumber,
16004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
17004e86ffSlogin         core::{generate_inode_id, ROOT_INODE},
18004e86ffSlogin         FileType,
19004e86ffSlogin     },
20b087521eSChiichen     kerror, kinfo,
21b087521eSChiichen     libs::{
22b087521eSChiichen         once::Once,
23b087521eSChiichen         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
24b087521eSChiichen     },
254fda81ceSLoGin     mm::allocator::page_frame::FrameAllocator,
261496ba7bSLoGin     process::{Pid, ProcessManager},
2778bf93f0SYJwu2023     time::TimeSpec,
28004e86ffSlogin };
29004e86ffSlogin 
30004e86ffSlogin use super::vfs::{
3178bf93f0SYJwu2023     file::{FileMode, FilePrivateData},
326b4e7a29SLoGin     syscall::ModeType,
3340609970SGnoCiYeH     FileSystem, FsInfo, IndexNode, InodeId, Metadata,
34004e86ffSlogin };
35004e86ffSlogin 
368d72b68dSJomo pub mod kmsg;
378d72b68dSJomo pub mod log;
388d72b68dSJomo mod syscall;
398d72b68dSJomo 
40004e86ffSlogin /// @brief 进程文件类型
41004e86ffSlogin /// @usage 用于定义进程文件夹下的各类文件类型
42004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
43004e86ffSlogin #[repr(u8)]
44004e86ffSlogin pub enum ProcFileType {
45004e86ffSlogin     ///展示进程状态信息
46004e86ffSlogin     ProcStatus = 0,
4734e6d6c8Syuyi2439     /// meminfo
4834e6d6c8Syuyi2439     ProcMeminfo = 1,
498d72b68dSJomo     /// kmsg
508d72b68dSJomo     ProcKmsg = 2,
51004e86ffSlogin     //todo: 其他文件类型
52004e86ffSlogin     ///默认文件类型
53004e86ffSlogin     Default,
54004e86ffSlogin }
55004e86ffSlogin 
56004e86ffSlogin impl From<u8> for ProcFileType {
57004e86ffSlogin     fn from(value: u8) -> Self {
58004e86ffSlogin         match value {
59004e86ffSlogin             0 => ProcFileType::ProcStatus,
6034e6d6c8Syuyi2439             1 => ProcFileType::ProcMeminfo,
618d72b68dSJomo             2 => ProcFileType::ProcKmsg,
62004e86ffSlogin             _ => ProcFileType::Default,
63004e86ffSlogin         }
64004e86ffSlogin     }
65004e86ffSlogin }
66004e86ffSlogin /// @brief 节点私有信息结构体
67004e86ffSlogin /// @usage 用于传入各类文件所需的信息
68004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
69004e86ffSlogin pub struct InodeInfo {
70004e86ffSlogin     ///进程的pid
711496ba7bSLoGin     pid: Pid,
72004e86ffSlogin     ///文件类型
73004e86ffSlogin     ftype: ProcFileType,
74004e86ffSlogin     //其他需要传入的信息在此定义
75004e86ffSlogin }
76004e86ffSlogin 
77004e86ffSlogin /// @brief procfs的inode名称的最大长度
78004e86ffSlogin const PROCFS_MAX_NAMELEN: usize = 64;
79004e86ffSlogin 
80004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体
81004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
82004e86ffSlogin pub struct LockedProcFSInode(SpinLock<ProcFSInode>);
83004e86ffSlogin 
84004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统结构体
85004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
86004e86ffSlogin pub struct ProcFS {
87004e86ffSlogin     /// procfs的root inode
88004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedProcFSInode>,
89004e86ffSlogin }
90004e86ffSlogin 
91004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone)]
92004e86ffSlogin pub struct ProcfsFilePrivateData {
93004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
94004e86ffSlogin }
95004e86ffSlogin 
96004e86ffSlogin impl ProcfsFilePrivateData {
97004e86ffSlogin     pub fn new() -> Self {
98004e86ffSlogin         return ProcfsFilePrivateData { data: Vec::new() };
99004e86ffSlogin     }
100004e86ffSlogin }
101004e86ffSlogin 
102004e86ffSlogin /// @brief procfs文件系统的Inode结构体(不包含锁)
103004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
104004e86ffSlogin pub struct ProcFSInode {
105004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
106004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedProcFSInode>,
107004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
108004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedProcFSInode>,
109004e86ffSlogin     /// 子Inode的B树
110004e86ffSlogin     children: BTreeMap<String, Arc<LockedProcFSInode>>,
111004e86ffSlogin     /// 当前inode的数据部分
112004e86ffSlogin     data: Vec<u8>,
113004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
114004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
115004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
116004e86ffSlogin     fs: Weak<ProcFS>,
117004e86ffSlogin     /// 储存私有信息
118004e86ffSlogin     fdata: InodeInfo,
119004e86ffSlogin }
120004e86ffSlogin 
121004e86ffSlogin /// 对ProcFSInode实现获取各类文件信息的函数
122004e86ffSlogin impl ProcFSInode {
123004e86ffSlogin     /// @brief 去除Vec中所有的\0,并在结尾添加\0
124004e86ffSlogin     #[inline]
125004e86ffSlogin     fn trim_string(&self, data: &mut Vec<u8>) {
1261a72a751SLoGin         data.retain(|x| *x != 0);
1271a72a751SLoGin 
128004e86ffSlogin         data.push(0);
129004e86ffSlogin     }
130004e86ffSlogin     // todo:其他数据获取函数实现
131004e86ffSlogin 
132004e86ffSlogin     /// @brief 打开status文件
133004e86ffSlogin     ///
134676b8ef6SMork     fn open_status(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
135004e86ffSlogin         // 获取该pid对应的pcb结构体
1361496ba7bSLoGin         let pid = self.fdata.pid;
1371496ba7bSLoGin         let pcb = ProcessManager::find(pid);
138004e86ffSlogin         let pcb = if pcb.is_none() {
139004e86ffSlogin             kerror!(
1401496ba7bSLoGin                 "ProcFS: Cannot find pcb for pid {:?} when opening its 'status' file.",
141004e86ffSlogin                 pid
142004e86ffSlogin             );
143676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ESRCH);
144004e86ffSlogin         } else {
145004e86ffSlogin             pcb.unwrap()
146004e86ffSlogin         };
147004e86ffSlogin         // 传入数据
148004e86ffSlogin         let pdata: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
149004e86ffSlogin 
150004e86ffSlogin         pdata.append(
1511496ba7bSLoGin             &mut format!("Name:\t{}", pcb.basic().name())
152004e86ffSlogin                 .as_bytes()
153004e86ffSlogin                 .to_owned(),
154004e86ffSlogin         );
155004e86ffSlogin 
1561496ba7bSLoGin         let sched_info_guard = pcb.sched_info();
1570d6cf65aSLoGin         let state = sched_info_guard.inner_lock_read_irqsave().state();
1581496ba7bSLoGin         let cpu_id = sched_info_guard
1591496ba7bSLoGin             .on_cpu()
160e2841179SLoGin             .map(|cpu| cpu.data() as i32)
1611496ba7bSLoGin             .unwrap_or(-1);
1621496ba7bSLoGin 
1631496ba7bSLoGin         let priority = sched_info_guard.priority();
1641496ba7bSLoGin         let vrtime = sched_info_guard.virtual_runtime();
1651496ba7bSLoGin 
1661496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nState:\t{:?}", state).as_bytes().to_owned());
1671496ba7bSLoGin         pdata.append(
1681496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPid:\t{}", pcb.pid().into())
1691496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1701496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1711496ba7bSLoGin         );
1721496ba7bSLoGin         pdata.append(
1731496ba7bSLoGin             &mut format!("\nPpid:\t{}", pcb.basic().ppid().into())
1741496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1751496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1761496ba7bSLoGin         );
1771496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\ncpu_id:\t{}", cpu_id).as_bytes().to_owned());
1781496ba7bSLoGin         pdata.append(
1791496ba7bSLoGin             &mut format!("\npriority:\t{}", priority.data())
1801496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1811496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1821496ba7bSLoGin         );
1831496ba7bSLoGin         pdata.append(
1841496ba7bSLoGin             &mut format!("\npreempt:\t{}", pcb.preempt_count())
1851496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
1861496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
1871496ba7bSLoGin         );
1881496ba7bSLoGin         pdata.append(&mut format!("\nvrtime:\t{}", vrtime).as_bytes().to_owned());
1891496ba7bSLoGin 
1907b32f508SLoGin         if let Some(user_vm) = pcb.basic().user_vm() {
1917b32f508SLoGin             let address_space_guard = user_vm.read();
19240fe15e0SLoGin             // todo: 当前进程运行过程中占用内存的峰值
19340fe15e0SLoGin             let hiwater_vm: u64 = 0;
19440fe15e0SLoGin             // 进程代码段的大小
19540fe15e0SLoGin             let text = (address_space_guard.end_code - address_space_guard.start_code) / 1024;
196004e86ffSlogin             // 进程数据段的大小
19740fe15e0SLoGin             let data = (address_space_guard.end_data - address_space_guard.start_data) / 1024;
19840fe15e0SLoGin             drop(address_space_guard);
199004e86ffSlogin             pdata.append(
200004e86ffSlogin                 &mut format!("\nVmPeak:\t{} kB", hiwater_vm)
201004e86ffSlogin                     .as_bytes()
202004e86ffSlogin                     .to_owned(),
203004e86ffSlogin             );
204004e86ffSlogin             pdata.append(&mut format!("\nVmData:\t{} kB", data).as_bytes().to_owned());
2051496ba7bSLoGin             pdata.append(&mut format!("\nVmExe:\t{} kB", text).as_bytes().to_owned());
2067b32f508SLoGin         }
2077b32f508SLoGin 
2081496ba7bSLoGin         pdata.append(
2091496ba7bSLoGin             &mut format!("\nflags: {:?}\n", pcb.flags().clone())
2101496ba7bSLoGin                 .as_bytes()
2111496ba7bSLoGin                 .to_owned(),
2121496ba7bSLoGin         );
213004e86ffSlogin 
214004e86ffSlogin         // 去除多余的\0
215004e86ffSlogin         self.trim_string(pdata);
216004e86ffSlogin 
217004e86ffSlogin         return Ok((pdata.len() * size_of::<u8>()) as i64);
218004e86ffSlogin     }
219004e86ffSlogin 
22034e6d6c8Syuyi2439     /// 打开 meminfo 文件
22134e6d6c8Syuyi2439     fn open_meminfo(&self, pdata: &mut ProcfsFilePrivateData) -> Result<i64, SystemError> {
22234e6d6c8Syuyi2439         // 获取内存信息
2234fda81ceSLoGin         let usage = unsafe { LockedFrameAllocator.usage() };
22434e6d6c8Syuyi2439 
22534e6d6c8Syuyi2439         // 传入数据
22634e6d6c8Syuyi2439         let data: &mut Vec<u8> = &mut pdata.data;
22734e6d6c8Syuyi2439 
22834e6d6c8Syuyi2439         data.append(
22934e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemTotal:\t{} kB\n", usage.total().bytes() >> 10)
23034e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
23134e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
23234e6d6c8Syuyi2439         );
23334e6d6c8Syuyi2439 
23434e6d6c8Syuyi2439         data.append(
23534e6d6c8Syuyi2439             &mut format!("MemFree:\t{} kB\n", usage.free().bytes() >> 10)
23634e6d6c8Syuyi2439                 .as_bytes()
23734e6d6c8Syuyi2439                 .to_owned(),
23834e6d6c8Syuyi2439         );
23934e6d6c8Syuyi2439 
24034e6d6c8Syuyi2439         // 去除多余的\0
24134e6d6c8Syuyi2439         self.trim_string(data);
24234e6d6c8Syuyi2439 
24334e6d6c8Syuyi2439         return Ok((data.len() * size_of::<u8>()) as i64);
24434e6d6c8Syuyi2439     }
24534e6d6c8Syuyi2439 
24634e6d6c8Syuyi2439     /// proc文件系统读取函数
24734e6d6c8Syuyi2439     fn proc_read(
248004e86ffSlogin         &self,
249004e86ffSlogin         offset: usize,
250004e86ffSlogin         len: usize,
251004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
252004e86ffSlogin         _pdata: &mut ProcfsFilePrivateData,
253676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
254004e86ffSlogin         let start = _pdata.data.len().min(offset);
255004e86ffSlogin         let end = _pdata.data.len().min(offset + len);
256004e86ffSlogin 
257004e86ffSlogin         // buffer空间不足
258004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
259676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
260004e86ffSlogin         }
261004e86ffSlogin 
262004e86ffSlogin         // 拷贝数据
263004e86ffSlogin         let src = &_pdata.data[start..end];
264004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
265004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
266004e86ffSlogin     }
267004e86ffSlogin }
268004e86ffSlogin 
269004e86ffSlogin impl FileSystem for ProcFS {
270004e86ffSlogin     fn root_inode(&self) -> Arc<dyn super::vfs::IndexNode> {
271004e86ffSlogin         return self.root_inode.clone();
272004e86ffSlogin     }
273004e86ffSlogin 
274004e86ffSlogin     fn info(&self) -> FsInfo {
275004e86ffSlogin         return FsInfo {
276004e86ffSlogin             blk_dev_id: 0,
277004e86ffSlogin             max_name_len: PROCFS_MAX_NAMELEN,
278004e86ffSlogin         };
279004e86ffSlogin     }
280004e86ffSlogin 
281004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
282004e86ffSlogin         self
283004e86ffSlogin     }
284004e86ffSlogin }
285004e86ffSlogin 
286004e86ffSlogin impl ProcFS {
287004e86ffSlogin     pub fn new() -> Arc<Self> {
288004e86ffSlogin         // 初始化root inode
289004e86ffSlogin         let root: Arc<LockedProcFSInode> =
290004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
291004e86ffSlogin                 parent: Weak::default(),
292004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
293004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
294004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
295004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
296004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
297004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
298004e86ffSlogin                     size: 0,
299004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
300004e86ffSlogin                     blocks: 0,
301004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
302004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
303004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
304004e86ffSlogin                     file_type: FileType::Dir,
30534e6d6c8Syuyi2439                     mode: ModeType::from_bits_truncate(0o555),
306004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
307004e86ffSlogin                     uid: 0,
308004e86ffSlogin                     gid: 0,
30902343d0bSLoGin                     raw_dev: DeviceNumber::default(),
310004e86ffSlogin                 },
311004e86ffSlogin                 fs: Weak::default(),
312004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
3131496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
314004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
315004e86ffSlogin                 },
316004e86ffSlogin             })));
317004e86ffSlogin 
318004e86ffSlogin         let result: Arc<ProcFS> = Arc::new(ProcFS { root_inode: root });
319004e86ffSlogin 
320004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
321004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = result.root_inode.0.lock();
322004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
323004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
324004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
325004e86ffSlogin         // 释放锁
326004e86ffSlogin         drop(root_guard);
327004e86ffSlogin 
32834e6d6c8Syuyi2439         // 创建meminfo文件
32934e6d6c8Syuyi2439         let inode = result.root_inode();
33034e6d6c8Syuyi2439         let binding = inode.create(
33134e6d6c8Syuyi2439             "meminfo",
33234e6d6c8Syuyi2439             FileType::File,
33334e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
33434e6d6c8Syuyi2439         );
33534e6d6c8Syuyi2439         if let Ok(meminfo) = binding {
33634e6d6c8Syuyi2439             let meminfo_file = meminfo
33734e6d6c8Syuyi2439                 .as_any_ref()
33834e6d6c8Syuyi2439                 .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
33934e6d6c8Syuyi2439                 .unwrap();
34034e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.pid = Pid::new(0);
34134e6d6c8Syuyi2439             meminfo_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcMeminfo;
34234e6d6c8Syuyi2439         } else {
34334e6d6c8Syuyi2439             panic!("create meminfo error");
34434e6d6c8Syuyi2439         }
34534e6d6c8Syuyi2439 
3468d72b68dSJomo         // 创建kmsg文件
3478d72b68dSJomo         let binding = inode.create("kmsg", FileType::File, ModeType::from_bits_truncate(0o444));
3488d72b68dSJomo         if let Ok(kmsg) = binding {
3498d72b68dSJomo             let kmsg_file = kmsg
3508d72b68dSJomo                 .as_any_ref()
3518d72b68dSJomo                 .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
3528d72b68dSJomo                 .unwrap();
3538d72b68dSJomo             kmsg_file.0.lock().fdata.pid = Pid::new(1);
3548d72b68dSJomo             kmsg_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcKmsg;
3558d72b68dSJomo         } else {
3568d72b68dSJomo             panic!("create ksmg error");
3578d72b68dSJomo         }
3588d72b68dSJomo 
359004e86ffSlogin         return result;
360004e86ffSlogin     }
361004e86ffSlogin 
362004e86ffSlogin     /// @brief 进程注册函数
363004e86ffSlogin     /// @usage 在进程中调用并创建进程对应文件
3641496ba7bSLoGin     pub fn register_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
365004e86ffSlogin         // 获取当前inode
36634e6d6c8Syuyi2439         let inode: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
367004e86ffSlogin         // 创建对应进程文件夹
36834e6d6c8Syuyi2439         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = inode.create(
3696b4e7a29SLoGin             &pid.to_string(),
3706b4e7a29SLoGin             FileType::Dir,
37134e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o555),
3726b4e7a29SLoGin         )?;
373004e86ffSlogin         // 创建相关文件
374004e86ffSlogin         // status文件
37534e6d6c8Syuyi2439         let binding: Arc<dyn IndexNode> = pid_dir.create(
3766b4e7a29SLoGin             "status",
3776b4e7a29SLoGin             FileType::File,
37834e6d6c8Syuyi2439             ModeType::from_bits_truncate(0o444),
3796b4e7a29SLoGin         )?;
38034e6d6c8Syuyi2439         let status_file: &LockedProcFSInode = binding
381004e86ffSlogin             .as_any_ref()
382004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
383004e86ffSlogin             .unwrap();
38434e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.pid = pid;
38534e6d6c8Syuyi2439         status_file.0.lock().fdata.ftype = ProcFileType::ProcStatus;
386004e86ffSlogin 
387004e86ffSlogin         //todo: 创建其他文件
388004e86ffSlogin 
389004e86ffSlogin         return Ok(());
390004e86ffSlogin     }
391004e86ffSlogin 
392004e86ffSlogin     /// @brief 解除进程注册
393004e86ffSlogin     ///
3941496ba7bSLoGin     pub fn unregister_pid(&self, pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
395004e86ffSlogin         // 获取当前inode
396004e86ffSlogin         let proc: Arc<dyn IndexNode> = self.root_inode();
397004e86ffSlogin         // 获取进程文件夹
3981496ba7bSLoGin         let pid_dir: Arc<dyn IndexNode> = proc.find(&pid.to_string())?;
399004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹下文件
400004e86ffSlogin         pid_dir.unlink("status")?;
401004e86ffSlogin 
402004e86ffSlogin         // 查看进程文件是否还存在
403004e86ffSlogin         // let pf= pid_dir.find("status").expect("Cannot find status");
404004e86ffSlogin 
405004e86ffSlogin         // 删除进程文件夹
4061496ba7bSLoGin         proc.unlink(&pid.to_string())?;
407004e86ffSlogin 
408004e86ffSlogin         return Ok(());
409004e86ffSlogin     }
410004e86ffSlogin }
411004e86ffSlogin 
412004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedProcFSInode {
413676b8ef6SMork     fn open(&self, data: &mut FilePrivateData, _mode: &FileMode) -> Result<(), SystemError> {
414004e86ffSlogin         // 加锁
415004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
416004e86ffSlogin 
417004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
418004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = inode.metadata.file_type {
419004e86ffSlogin             return Ok(());
420004e86ffSlogin         }
421004e86ffSlogin         let mut private_data = ProcfsFilePrivateData::new();
422004e86ffSlogin         // 根据文件类型获取相应数据
423004e86ffSlogin         let file_size = match inode.fdata.ftype {
424004e86ffSlogin             ProcFileType::ProcStatus => inode.open_status(&mut private_data)?,
42534e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => inode.open_meminfo(&mut private_data)?,
426004e86ffSlogin             _ => {
427004e86ffSlogin                 todo!()
428004e86ffSlogin             }
429004e86ffSlogin         };
430004e86ffSlogin         *data = FilePrivateData::Procfs(private_data);
431004e86ffSlogin         // 更新metadata里面的文件大小数值
432004e86ffSlogin         inode.metadata.size = file_size;
433004e86ffSlogin 
434004e86ffSlogin         return Ok(());
435004e86ffSlogin     }
436004e86ffSlogin 
437676b8ef6SMork     fn close(&self, data: &mut FilePrivateData) -> Result<(), SystemError> {
438004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
439004e86ffSlogin         // 如果inode类型为文件夹,则直接返回成功
440004e86ffSlogin         if let FileType::Dir = guard.metadata.file_type {
441004e86ffSlogin             return Ok(());
442004e86ffSlogin         }
4431a72a751SLoGin         // 释放data
4441a72a751SLoGin         *data = FilePrivateData::Procfs(ProcfsFilePrivateData::new());
4451a72a751SLoGin 
446004e86ffSlogin         return Ok(());
447004e86ffSlogin     }
448004e86ffSlogin 
449004e86ffSlogin     fn read_at(
450004e86ffSlogin         &self,
451004e86ffSlogin         offset: usize,
452004e86ffSlogin         len: usize,
453004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
454004e86ffSlogin         data: &mut FilePrivateData,
455676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
456004e86ffSlogin         if buf.len() < len {
457676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
458004e86ffSlogin         }
459004e86ffSlogin         // 加锁
460004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
461004e86ffSlogin 
462004e86ffSlogin         // 检查当前inode是否为一个文件夹,如果是的话,就返回错误
463004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::Dir {
464676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
465004e86ffSlogin         }
466004e86ffSlogin 
467004e86ffSlogin         // 获取数据信息
468004e86ffSlogin         let private_data = match data {
469004e86ffSlogin             FilePrivateData::Procfs(p) => p,
470004e86ffSlogin             _ => {
471004e86ffSlogin                 panic!("ProcFS: FilePrivateData mismatch!");
472004e86ffSlogin             }
473004e86ffSlogin         };
474004e86ffSlogin 
475004e86ffSlogin         // 根据文件类型读取相应数据
476004e86ffSlogin         match inode.fdata.ftype {
47734e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcStatus => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
47834e6d6c8Syuyi2439             ProcFileType::ProcMeminfo => return inode.proc_read(offset, len, buf, private_data),
4798d72b68dSJomo             ProcFileType::ProcKmsg => (),
480004e86ffSlogin             ProcFileType::Default => (),
481004e86ffSlogin         };
482004e86ffSlogin 
483004e86ffSlogin         // 默认读取
484004e86ffSlogin         let start = inode.data.len().min(offset);
485004e86ffSlogin         let end = inode.data.len().min(offset + len);
486004e86ffSlogin 
487004e86ffSlogin         // buffer空间不足
488004e86ffSlogin         if buf.len() < (end - start) {
489676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOBUFS);
490004e86ffSlogin         }
491004e86ffSlogin 
492004e86ffSlogin         // 拷贝数据
493004e86ffSlogin         let src = &inode.data[start..end];
494004e86ffSlogin         buf[0..src.len()].copy_from_slice(src);
495004e86ffSlogin         return Ok(src.len());
496004e86ffSlogin     }
497004e86ffSlogin 
498004e86ffSlogin     fn write_at(
499004e86ffSlogin         &self,
500004e86ffSlogin         _offset: usize,
501004e86ffSlogin         _len: usize,
502004e86ffSlogin         _buf: &[u8],
503004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
504676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
50579a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
506004e86ffSlogin     }
507004e86ffSlogin 
508004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
509004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
510004e86ffSlogin     }
511004e86ffSlogin 
512004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
513004e86ffSlogin         self
514004e86ffSlogin     }
515004e86ffSlogin 
516676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
517004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
518004e86ffSlogin         let metadata = inode.metadata.clone();
519004e86ffSlogin 
520004e86ffSlogin         return Ok(metadata);
521004e86ffSlogin     }
522004e86ffSlogin 
523676b8ef6SMork     fn set_metadata(&self, metadata: &Metadata) -> Result<(), SystemError> {
524004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
525004e86ffSlogin         inode.metadata.atime = metadata.atime;
526004e86ffSlogin         inode.metadata.mtime = metadata.mtime;
527004e86ffSlogin         inode.metadata.ctime = metadata.ctime;
528004e86ffSlogin         inode.metadata.mode = metadata.mode;
529004e86ffSlogin         inode.metadata.uid = metadata.uid;
530004e86ffSlogin         inode.metadata.gid = metadata.gid;
531004e86ffSlogin 
532004e86ffSlogin         return Ok(());
533004e86ffSlogin     }
534004e86ffSlogin 
535676b8ef6SMork     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
536004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
537004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::File {
538004e86ffSlogin             inode.data.resize(len, 0);
539004e86ffSlogin             return Ok(());
540004e86ffSlogin         } else {
541676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
542004e86ffSlogin         }
543004e86ffSlogin     }
544004e86ffSlogin 
545004e86ffSlogin     fn create_with_data(
546004e86ffSlogin         &self,
547004e86ffSlogin         name: &str,
548004e86ffSlogin         file_type: FileType,
5496b4e7a29SLoGin         mode: ModeType,
550004e86ffSlogin         data: usize,
551676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
552004e86ffSlogin         // 获取当前inode
553004e86ffSlogin         let mut inode = self.0.lock();
554004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,则返回
555004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
556676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
557004e86ffSlogin         }
558004e86ffSlogin         // 如果有重名的,则返回
559004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
560676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
561004e86ffSlogin         }
562004e86ffSlogin 
563004e86ffSlogin         // 创建inode
564004e86ffSlogin         let result: Arc<LockedProcFSInode> =
565004e86ffSlogin             Arc::new(LockedProcFSInode(SpinLock::new(ProcFSInode {
566004e86ffSlogin                 parent: inode.self_ref.clone(),
567004e86ffSlogin                 self_ref: Weak::default(),
568004e86ffSlogin                 children: BTreeMap::new(),
569004e86ffSlogin                 data: Vec::new(),
570004e86ffSlogin                 metadata: Metadata {
571004e86ffSlogin                     dev_id: 0,
572004e86ffSlogin                     inode_id: generate_inode_id(),
573004e86ffSlogin                     size: 0,
574004e86ffSlogin                     blk_size: 0,
575004e86ffSlogin                     blocks: 0,
576004e86ffSlogin                     atime: TimeSpec::default(),
577004e86ffSlogin                     mtime: TimeSpec::default(),
578004e86ffSlogin                     ctime: TimeSpec::default(),
579004e86ffSlogin                     file_type: file_type,
580004e86ffSlogin                     mode: mode,
581004e86ffSlogin                     nlinks: 1,
582004e86ffSlogin                     uid: 0,
583004e86ffSlogin                     gid: 0,
58402343d0bSLoGin                     raw_dev: DeviceNumber::from(data as u32),
585004e86ffSlogin                 },
586004e86ffSlogin                 fs: inode.fs.clone(),
587004e86ffSlogin                 fdata: InodeInfo {
5881496ba7bSLoGin                     pid: Pid::new(0),
589004e86ffSlogin                     ftype: ProcFileType::Default,
590004e86ffSlogin                 },
591004e86ffSlogin             })));
592004e86ffSlogin 
593004e86ffSlogin         // 初始化inode的自引用的weak指针
594004e86ffSlogin         result.0.lock().self_ref = Arc::downgrade(&result);
595004e86ffSlogin 
596004e86ffSlogin         // 将子inode插入父inode的B树中
597004e86ffSlogin         inode.children.insert(String::from(name), result.clone());
598004e86ffSlogin 
599004e86ffSlogin         return Ok(result);
600004e86ffSlogin     }
601004e86ffSlogin 
602676b8ef6SMork     fn link(&self, name: &str, other: &Arc<dyn IndexNode>) -> Result<(), SystemError> {
603004e86ffSlogin         let other: &LockedProcFSInode = other
604004e86ffSlogin             .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
605676b8ef6SMork             .ok_or(SystemError::EPERM)?;
606004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
607004e86ffSlogin         let mut other_locked: SpinLockGuard<ProcFSInode> = other.0.lock();
608004e86ffSlogin 
609004e86ffSlogin         // 如果当前inode不是文件夹,那么报错
610004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
611676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
612004e86ffSlogin         }
613004e86ffSlogin 
614004e86ffSlogin         // 如果另一个inode是文件夹,那么也报错
615004e86ffSlogin         if other_locked.metadata.file_type == FileType::Dir {
616676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
617004e86ffSlogin         }
618004e86ffSlogin 
619004e86ffSlogin         // 如果当前文件夹下已经有同名文件,也报错。
620004e86ffSlogin         if inode.children.contains_key(name) {
621676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EEXIST);
622004e86ffSlogin         }
623004e86ffSlogin 
624004e86ffSlogin         inode
625004e86ffSlogin             .children
626004e86ffSlogin             .insert(String::from(name), other_locked.self_ref.upgrade().unwrap());
627004e86ffSlogin 
628004e86ffSlogin         // 增加硬链接计数
629004e86ffSlogin         other_locked.metadata.nlinks += 1;
630004e86ffSlogin         return Ok(());
631004e86ffSlogin     }
632004e86ffSlogin 
633676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
634004e86ffSlogin         let mut inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
635004e86ffSlogin         // 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
636004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
637676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
638004e86ffSlogin         }
639*9e481b3bSTTaq 
640004e86ffSlogin         // 不允许删除当前文件夹,也不允许删除上一个目录
641004e86ffSlogin         if name == "." || name == ".." {
642676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTEMPTY);
643004e86ffSlogin         }
644004e86ffSlogin 
645004e86ffSlogin         // 获得要删除的文件的inode
646676b8ef6SMork         let to_delete = inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?;
647*9e481b3bSTTaq 
648004e86ffSlogin         // 减少硬链接计数
649004e86ffSlogin         to_delete.0.lock().metadata.nlinks -= 1;
650*9e481b3bSTTaq 
651004e86ffSlogin         // 在当前目录中删除这个子目录项
652004e86ffSlogin         inode.children.remove(name);
653*9e481b3bSTTaq 
654004e86ffSlogin         return Ok(());
655004e86ffSlogin     }
656004e86ffSlogin 
657*9e481b3bSTTaq     fn move_to(
658004e86ffSlogin         &self,
659004e86ffSlogin         _old_name: &str,
660004e86ffSlogin         _target: &Arc<dyn IndexNode>,
661004e86ffSlogin         _new_name: &str,
662676b8ef6SMork     ) -> Result<(), SystemError> {
66379a452ceShoumkh         return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
664004e86ffSlogin     }
665004e86ffSlogin 
666676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
667004e86ffSlogin         let inode = self.0.lock();
668004e86ffSlogin 
669004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
670676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
671004e86ffSlogin         }
672004e86ffSlogin 
673004e86ffSlogin         match name {
674004e86ffSlogin             "" | "." => {
675676b8ef6SMork                 return Ok(inode.self_ref.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
676004e86ffSlogin             }
677004e86ffSlogin 
678004e86ffSlogin             ".." => {
679676b8ef6SMork                 return Ok(inode.parent.upgrade().ok_or(SystemError::ENOENT)?);
680004e86ffSlogin             }
681004e86ffSlogin             name => {
682004e86ffSlogin                 // 在子目录项中查找
683676b8ef6SMork                 return Ok(inode.children.get(name).ok_or(SystemError::ENOENT)?.clone());
684004e86ffSlogin             }
685004e86ffSlogin         }
686004e86ffSlogin     }
687004e86ffSlogin 
688676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
689004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<ProcFSInode> = self.0.lock();
690004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
691676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
692004e86ffSlogin         }
693004e86ffSlogin 
6946b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
695004e86ffSlogin             0 => {
696004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
697004e86ffSlogin             }
698004e86ffSlogin             1 => {
699004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
700004e86ffSlogin             }
701004e86ffSlogin             ino => {
702004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
703004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
704004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = inode
705004e86ffSlogin                     .children
706004e86ffSlogin                     .keys()
7076b4e7a29SLoGin                     .filter(|k| {
7086b4e7a29SLoGin                         inode
7096b4e7a29SLoGin                             .children
7106b4e7a29SLoGin                             .get(*k)
7116b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
7126b4e7a29SLoGin                             .0
7136b4e7a29SLoGin                             .lock()
7146b4e7a29SLoGin                             .metadata
7156b4e7a29SLoGin                             .inode_id
7166b4e7a29SLoGin                             .into()
7176b4e7a29SLoGin                             == ino
7186b4e7a29SLoGin                     })
719004e86ffSlogin                     .cloned()
720004e86ffSlogin                     .collect();
721004e86ffSlogin 
722004e86ffSlogin                 match key.len() {
723676b8ef6SMork                         0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
724004e86ffSlogin                         1=>{return Ok(key.remove(0));}
7256b4e7a29SLoGin                         _ => 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)
726004e86ffSlogin                     }
727004e86ffSlogin             }
728004e86ffSlogin         }
729004e86ffSlogin     }
730004e86ffSlogin 
731676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
732004e86ffSlogin         let info = self.metadata()?;
733004e86ffSlogin         if info.file_type != FileType::Dir {
734676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
735004e86ffSlogin         }
736004e86ffSlogin 
737004e86ffSlogin         let mut keys: Vec<String> = Vec::new();
738004e86ffSlogin         keys.push(String::from("."));
739004e86ffSlogin         keys.push(String::from(".."));
740004e86ffSlogin         keys.append(&mut self.0.lock().children.keys().cloned().collect());
741004e86ffSlogin 
742004e86ffSlogin         return Ok(keys);
743004e86ffSlogin     }
744004e86ffSlogin }
745004e86ffSlogin 
746004e86ffSlogin /// @brief 向procfs注册进程
7471496ba7bSLoGin pub fn procfs_register_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
748004e86ffSlogin     let procfs_inode = ROOT_INODE().find("proc")?;
749004e86ffSlogin 
750004e86ffSlogin     let procfs_inode = procfs_inode
751004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
752004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
753004e86ffSlogin     let fs = procfs_inode.fs();
754004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
755004e86ffSlogin 
756004e86ffSlogin     // 调用注册函数
757004e86ffSlogin     procfs.register_pid(pid)?;
758004e86ffSlogin 
759004e86ffSlogin     return Ok(());
760004e86ffSlogin }
761004e86ffSlogin 
762004e86ffSlogin /// @brief 在ProcFS中,解除进程的注册
7631496ba7bSLoGin pub fn procfs_unregister_pid(pid: Pid) -> Result<(), SystemError> {
764004e86ffSlogin     // 获取procfs实例
765004e86ffSlogin     let procfs_inode: Arc<dyn IndexNode> = ROOT_INODE().find("proc")?;
766004e86ffSlogin 
767004e86ffSlogin     let procfs_inode: &LockedProcFSInode = procfs_inode
768004e86ffSlogin         .downcast_ref::<LockedProcFSInode>()
769004e86ffSlogin         .expect("Failed to find procfs' root inode");
770004e86ffSlogin     let fs: Arc<dyn FileSystem> = procfs_inode.fs();
771004e86ffSlogin     let procfs: &ProcFS = fs.as_any_ref().downcast_ref::<ProcFS>().unwrap();
772004e86ffSlogin 
773004e86ffSlogin     // 调用解除注册函数
774004e86ffSlogin     return procfs.unregister_pid(pid);
775004e86ffSlogin }
776b087521eSChiichen 
777b087521eSChiichen pub fn procfs_init() -> Result<(), SystemError> {
778b087521eSChiichen     static INIT: Once = Once::new();
779b087521eSChiichen     let mut result = None;
780b087521eSChiichen     INIT.call_once(|| {
781b087521eSChiichen         kinfo!("Initializing ProcFS...");
78234e6d6c8Syuyi2439         // 创建 procfs 实例
783b087521eSChiichen         let procfs: Arc<ProcFS> = ProcFS::new();
784b087521eSChiichen 
78534e6d6c8Syuyi2439         // procfs 挂载
786b087521eSChiichen         let _t = ROOT_INODE()
787b087521eSChiichen             .find("proc")
788b087521eSChiichen             .expect("Cannot find /proc")
789b087521eSChiichen             .mount(procfs)
790b087521eSChiichen             .expect("Failed to mount proc");
791b087521eSChiichen         kinfo!("ProcFS mounted.");
792b087521eSChiichen         result = Some(Ok(()));
793b087521eSChiichen     });
794b087521eSChiichen 
795b087521eSChiichen     return result.unwrap();
796b087521eSChiichen }
797