Struct Sel4Task

pub struct Sel4Task {

    pub pid: usize,
    pub ppid: usize,
    pub pgid: usize,
    pub tid: usize,
    pub capset: Arc<Mutex<CapMemSet>>,
    pub tcb: Tcb,
    pub cnode: CNode,
    pub vspace: VSpace,
    pub mem: Arc<Mutex<TaskMemInfo>>,
    pub shm: Arc<Mutex<Vec<Arc<MapedSharedMemory>>>>,
    pub exit: Mutex<Option<u32>>,
    pub futex_table: Arc<Mutex<Vec<(usize, usize, Waker, Arc<Mutex<Result<usize, Errno>>>)>>>,
    pub signal: Mutex<TaskSignal>,
    pub clear_child_tid: Mutex<usize>,
    pub file: TaskFileInfo,
    pub info: Mutex<TaskInfo>,
    pub thread_counter: Mutex<Option<Arc<()>>>,
    pub pcb: Arc<ProcessControlBlock>,
    pub waker: Mutex<Option<(PollWakeEvent, Waker)>>,
}

Sel4Task 结构体

Fields

pid: usize

进程 ID

ppid: usize

父进程 ID

pgid: usize

进程组 ID

tid: usize

任务 ID (线程 ID)

capset: Arc<Mutex<CapMemSet>>

资源内存分配器

tcb: Tcb

进程控制块（Capability)

cnode: CNode

能力空间入口 (CSpace Root)

vspace: VSpace

地址空间 (Capability)

mem: Arc<Mutex<TaskMemInfo>>

任务内存映射信息

shm: Arc<Mutex<Vec<Arc<MapedSharedMemory>>>>

共享内存信息

exit: Mutex<Option<u32>>

退出状态码

futex_table: Arc<Mutex<Vec<(usize, usize, Waker, Arc<Mutex<Result<usize, Errno>>>)>>>

Futex 表

signal: Mutex<TaskSignal>

信号信息

clear_child_tid: Mutex<usize>

The clear thread tid field

See https://manpages.debian.org/unstable/manpages-dev/set_tid_address.2.en.html#clear_child_tid

When the thread exits, the kernel clears the word at this address if it is not NULL.

file: TaskFileInfo

任务相关文件信息。

info: Mutex<TaskInfo>

任务初始信息，任务的初始信息记录在这里，方便进行初始化

thread_counter: Mutex<Option<Arc<()>>>

资源计数器，用于跟踪线程数量

pcb: Arc<ProcessControlBlock>

进程控制块

waker: Mutex<Option<(PollWakeEvent, Waker)>>

异步 await 时存储的结构

Implementations

impl Sel4Task

pub fn fd_open( &self, dirfd: isize, path: *const u8, flags: OpenFlags, ) -> VfsResult<File>

根据 dir_fd 打开一个文件

参数

• fd 打开文件所在的文件夹
• path 需要打开的文件的路径
• flags 打开文件使用的标志

pub fn fd_resolve(&self, dirfd: isize, path: *const u8) -> VfsResult<PathBuf>

根据 dir_fd 解析一个文件的真实路径

参数

• fd 文件所在的文件夹
• path 文件路径

impl Sel4Task

pub fn init_stack(&self) -> usize

初始化用户栈，传递参数(args)，环境变量(env)和辅助向量(auxv)

需要传递的栈，环境变量和辅助向量需要提前填充到 Sel4Task::info 下

pub fn init_tcb(&self) -> Result<(), Error>

初始化 sel4::cap::Tcb 信息

初始化 tcb 信息，设置调度优先级，目前设定为固定值 TODO: 更改调度优先级的设置，更加灵活自由

impl Sel4Task

pub fn brk(&self, value: usize) -> usize

进行 brk 操作

• value 是需要调整的堆地址

说明

如果 value 的值为 0，则返回当前的堆地址，否则就将堆扩展到指定的地址

pub fn read_ins(&self, vaddr: usize) -> Option<u32>

在当前任务 Sel4Task 的地址空间 Sel4Task::vspace 下读取特定地址的指令

• vaddr 是需要读取指令的虚拟地址

说明：

• 如果地址空间不存在或者地址未映射，返回 [Option::None]

pub fn read_bytes(&self, vaddr: usize, len: usize) -> Option<Vec<u8>>

在当前任务 Sel4Task 的地址空间 Sel4Task::vspace 下读取特定地址的数据

• vaddr 是需要读取数据的虚拟地址
• len 是需要读取的数据长度

说明：

• 如果地址空间不存在或者地址未映射，返回 [Option::None]

pub fn read_cstr(&self, vaddr: usize) -> Option<Vec<u8>>

在当前任务 Sel4Task 的地址空间 Sel4Task::vspace 下读取 C 语言的字符串信息，直到遇到 \0

• vaddr 是需要读取数据的虚拟地址

说明：

• 如果地址空间不存在或者地址未映射，返回 [Option::None]

pub fn read_vec(&self, vaddr: usize) -> Option<Vec<usize>>

在当前任务 Sel4Task 的地址空间 Sel4Task::vspace 下读取 C 语言的字符串信息，直到遇到 \0

• vaddr 是需要读取数据的虚拟地址

说明：

• 如果地址空间不存在或者地址未映射，返回 [Option::None]

pub fn write_bytes(&self, vaddr: usize, data: &[u8]) -> Option<()>

在当前任务 Sel4Task 的地址空间 Sel4Task::vspace 下写入数据到特定地址

• vaddr 是需要写入数据的虚拟地址
• data 是需要写入的数据

说明：

• 如果地址空间不存在或者地址未映射，返回 [Option::None] TODO: 在写入之前检测所有的地址是否可以写入

pub fn check_addr(&self, vaddr: usize, size: usize)

检测地址是否在栈上，如果在栈上且没有映射内存，那么直接映射内存

参数

• vaddr 需要检测内存的开始
• size 需要检测内存的大小

pub fn clear_maped(&self)

清理映射的内存

如果有已经映射的内存, 清理

impl Sel4Task

pub fn check_signal(&self, ctx: &mut UserContext)

检查当前任务是否有信号待处理

• ctx UserContext 当前任务的上下文

说明

当前任务的上下文在检测到信号待处理的时候会进程存储

pub fn add_signal(&self, signal: SignalNum, from: usize)

添加信号

参数

• signal 为当前 Sel4Task 添加的信号
• from 从哪个线程发送的

说明

添加信号可能会打断某些行为

pub fn pop_signal(&self) -> Option<SignalNum>

弹出一个待处理的信号

pub fn has_unmasked_signal(&self) -> bool

检查当前任务是否有未屏蔽的信号待处理

pub fn write_ucontext(&self, ctx: &UserContext, mask: SigSet) -> usize

将 UserContext 写入栈

pub fn read_ucontext(&self, ctx: &mut UserContext)

从当前栈中读取 sig

impl Sel4Task

pub fn new() -> Result<Self, Error>

创建一个新的任务

pub fn create_thread(&self) -> Result<Self, Error>

创建一个新的线程

pub fn find_free_area(&self, start: usize, size: usize) -> usize

在当前任务的地址空间中找到最大可用的虚拟地址

• start 从哪块内存开始
• size 需要查找的内存块大小

pub fn map_page(&self, vaddr: usize, page: PhysPage)

映射一个物理页到虚拟地址空间

• vaddr 需要映射的虚拟地址，需要对齐到 4k 页
• page 需要映射的物理页，是一个 Capability

pub fn unmap_page(&mut self, vaddr: usize)

取消映射一个地址的物理页

• vaddr 需要取消映射的虚拟地址，需要对齐到 4k 页

pub fn map_blank_page(&self, vaddr: usize) -> PhysPage

映射一个空白页到虚拟地址空间

参数

• vaddr 需要映射的虚拟地址，计算时会向下 4K 对齐

pub fn map_region(&self, start: usize, end: usize)

映射一个区域的内存

• start 是起始地址
• end 是结束地址

说明: 地址需要对齐到 0x1000

pub fn load_elf(&self, file: &File<'_>)

加载一个 elf 文件到当前任务的地址空间

• elf_data 是 elf 文件的数据

pub fn exit_with(&self, code: u32)

退出当前任务

参数

• code 退出使用的 code

Trait Implementations

impl Drop for Sel4Task

fn drop(&mut self)

Executes the destructor for this type.