软中断&定时器重构 (#223)

* 软中断&定时器重构

Co-authored-by: houmkh<houjiaying@DragonOS.org>

* 修改timer的clock()

* 删除debug信息

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Co-authored-by: houmkh <1119644616@qq.com>

kernel/src/time/sleep.rs

@@ -0,0 +1,139 @@
+use core::{arch::x86_64::_rdtsc, hint::spin_loop, ptr::null_mut};
+
+use alloc::{boxed::Box, sync::Arc};
+
+use crate::{
+    arch::{
+        asm::current::current_pcb,
+        interrupt::{cli, sti},
+        sched::sched,
+    },
+    include::bindings::bindings::{timespec, useconds_t, Cpu_tsc_freq},
+    syscall::SystemError,
+};
+
+use super::{
+    timer::{next_n_us_timer_jiffies, Timer, WakeUpHelper},
+    TimeSpec,
+};
+
+/// @brief 休眠指定时间（单位：纳秒）
+///
+/// @param sleep_time 指定休眠的时间
+///
+/// @return Ok(TimeSpec) 剩余休眠时间
+///
+/// @return Err(SystemError) 错误码
+pub fn nano_sleep(sleep_time: TimeSpec) -> Result<TimeSpec, SystemError> {
+    if sleep_time.tv_nsec < 0 || sleep_time.tv_nsec >= 1000000000 {
+        return Err(SystemError::EINVAL);
+    }
+    // 对于小于500us的时间，使用spin/rdtsc来进行定时
+
+    if sleep_time.tv_nsec < 500000 {
+        let expired_tsc: u64 =
+            unsafe { _rdtsc() + (sleep_time.tv_nsec as u64 * Cpu_tsc_freq) / 1000000000 };
+        while unsafe { _rdtsc() } < expired_tsc {
+            spin_loop()
+        }
+        return Ok(TimeSpec {
+            tv_sec: 0,
+            tv_nsec: 0,
+        });
+    }
+    // 创建定时器
+    let handler: Box<WakeUpHelper> = WakeUpHelper::new(current_pcb());
+    let timer: Arc<Timer> = Timer::new(
+        handler,
+        next_n_us_timer_jiffies((sleep_time.tv_nsec / 1000) as u64),
+    );
+
+    cli();
+    timer.activate();
+    unsafe {
+        current_pcb().mark_sleep_interruptible();
+    }
+    sti();
+
+    sched();
+
+    // TODO: 增加信号唤醒的功能后，返回正确的剩余时间
+
+    return Ok(TimeSpec {
+        tv_sec: 0,
+        tv_nsec: 0,
+    });
+}
+
+/// @brief 休眠指定时间（单位：微秒）
+///
+///  @param usec 微秒
+///
+/// @return Ok(TimeSpec) 剩余休眠时间
+///
+/// @return Err(SystemError) 错误码
+pub fn us_sleep(sleep_time: TimeSpec) -> Result<TimeSpec, SystemError> {
+    match nano_sleep(sleep_time) {
+        Ok(value) => return Ok(value),
+        Err(err) => return Err(err),
+    };
+}
+
+//===== 以下为提供给C的接口 =====
+
+/// @brief 休眠指定时间（单位：纳秒）（提供给C的接口）
+///
+/// @param sleep_time 指定休眠的时间
+///
+/// @param rm_time 剩余休眠时间（传出参数）
+///
+/// @return Ok(i32) 0
+///
+/// @return Err(SystemError) 错误码
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_nanosleep(sleep_time: *const timespec, rm_time: *mut timespec) -> i32 {
+    if sleep_time == null_mut() {
+        return SystemError::EINVAL.to_posix_errno();
+    }
+    let slt_spec = TimeSpec {
+        tv_sec: unsafe { *sleep_time }.tv_sec,
+        tv_nsec: unsafe { *sleep_time }.tv_nsec,
+    };
+
+    match nano_sleep(slt_spec) {
+        Ok(value) => {
+            if rm_time != null_mut() {
+                unsafe { *rm_time }.tv_sec = value.tv_sec;
+                unsafe { *rm_time }.tv_nsec = value.tv_nsec;
+            }
+
+            return 0;
+        }
+        Err(err) => {
+            return err.to_posix_errno();
+        }
+    }
+}
+
+/// @brief 休眠指定时间（单位：微秒）（提供给C的接口）
+///
+///  @param usec 微秒
+///
+/// @return Ok(i32) 0
+///
+/// @return Err(SystemError) 错误码
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_usleep(usec: useconds_t) -> i32 {
+    let sleep_time = TimeSpec {
+        tv_sec: (usec / 1000000) as i64,
+        tv_nsec: ((usec % 1000000) * 1000) as i64,
+    };
+    match us_sleep(sleep_time) {
+        Ok(_) => {
+            return 0;
+        }
+        Err(err) => {
+            return err.to_posix_errno();
+        }
+    };
+}