引言¶
本章导读¶
我们将开发一个用户 终端 (Terminal) 或 命令行 (Command Line Application, 俗称 Shell ) ， 形成用户与操作系统进行交互的命令行界面 (Command Line Interface)。
为此，我们要对任务建立新的抽象： 进程 ，并实现若干基于 进程 的强大系统调用。
注解
任务和进程的关系与区别
第三章提到的 任务 是这里提到的 进程 的初级阶段，与任务相比，进程能在运行中创建 子进程 、 用新的 程序 内容覆盖已有的 程序 内容、可管理更多物理或虚拟 资源 。
实践体验¶
获取本章代码：
$ git clone https://github.com/LearningOS/rCore-Tutorial-Code-2023A.git
$ cd rCore-Tutorial-Code-2023A
$ git checkout ch5
$ git clone https://github.com/LearningOS/rCore-Tutorial-Test-2023A.git user
请仿照ch4的做法将代码在本地更新并push到自己的实验仓库中。
注意：user仓库有对ch5的测例更新，请重新clone或者使用git pull等获取。
在 qemu 模拟器上运行本章代码：
$ cd os
$ make run
待内核初始化完毕之后，将在屏幕上打印可用的应用列表并进入shell程序：
[rustsbi] RustSBI version 0.2.0-alpha.4
.______ __ __ _______.___________. _______..______ __
| _ \ | | | | / | | / || _ \ | |
| |_) | | | | | | (----`---| |----`| (----`| |_) || |
| / | | | | \ \ | | \ \ | _ < | |
| |\ \----.| `--' |.----) | | | .----) | | |_) || |
| _| `._____| \______/ |_______/ |__| |_______/ |______/ |__|
[rustsbi] Implementation: RustSBI-QEMU Version 0.0.1
[rustsbi-dtb] Hart count: cluster0 with 1 cores
[rustsbi] misa: RV64ACDFIMSU
[rustsbi] mideleg: ssoft, stimer, sext (0x222)
[rustsbi] medeleg: ima, ia, bkpt, la, sa, uecall, ipage, lpage, spage (0xb1ab)
[rustsbi] pmp0: 0x80000000 ..= 0x800fffff (rwx)
[rustsbi] pmp1: 0x80000000 ..= 0x807fffff (rwx)
[rustsbi] pmp2: 0x0 ..= 0xffffffffffffff (---)
[rustsbi] enter supervisor 0x80200000
[kernel] Hello, world!
/**** APPS ****
ch2b_bad_address
ch2b_bad_instructions
ch2b_bad_register
ch2b_hello_world
ch2b_power_3
ch2b_power_5
ch2b_power_7
ch3b_sleep
ch3b_sleep1
ch3b_yield0
ch3b_yield1
ch3b_yield2
ch5b_exit
ch5b_forktest
ch5b_forktest2
ch5b_forktest_simple
ch5b_forktree
ch5b_initproc
ch5b_user_shell
**************/
Rust user shell
>>
可以通过输入ch5b开头的应用来测试ch5实现的fork等功能:
>> ch5b_forktest_simple
sys_wait without child process test passed!
parent start, pid = 2!
ready waiting on parent process!
hello child process!
child process pid = 3, exit code = 100
Shell: Process 2 exited with code 0
本章代码树¶
1├── os
2 ├── build.rs(修改：基于应用名的应用构建器)
3 ├── ...
4 └── src
5 ├── ...
6 ├── loader.rs(修改：基于应用名的应用加载器)
7 ├── main.rs(修改)
8 ├── mm(修改：为了支持本章的系统调用对此模块做若干增强)
9 │ ├── address.rs
10 │ ├── frame_allocator.rs
11 │ ├── heap_allocator.rs
12 │ ├── memory_set.rs
13 │ ├── mod.rs
14 │ └── page_table.rs
15 ├── syscall
16 │ ├── fs.rs(修改：新增 sys_read)
17 │ ├── mod.rs(修改：新的系统调用的分发处理)
18 │ └── process.rs（修改：新增 sys_getpid/fork/exec/waitpid）
19 ├── task
20 │ ├── context.rs
21 │ ├── manager.rs(新增：任务管理器，为上一章任务管理器功能的一部分)
22 │ ├── mod.rs(修改：调整原来的接口实现以支持进程)
23 │ ├── pid.rs(新增：进程标识符和内核栈的 Rust 抽象)
24 │ ├── processor.rs(新增：处理器管理结构 ``Processor`` ，为上一章任务管理器功能的一部分)
25 │ ├── switch.rs
26 │ ├── switch.S
27 │ └── task.rs(修改：支持进程机制的任务控制块)
28 └── trap
29 ├── context.rs
30 ├── mod.rs(修改：对于系统调用的实现进行修改以支持进程系统调用)
31 └── trap.S
32
33cloc os
34-------------------------------------------------------------------------------
35Language files blank comment code
36-------------------------------------------------------------------------------
37Rust 29 180 138 2049
38Assembly 4 20 26 229
39make 1 11 4 36
40TOML 1 2 1 13
41-------------------------------------------------------------------------------
42SUM: 35 213 169 2327
43-------------------------------------------------------------------------------