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DragonOS/user/libs/libc/src/unistd.c
LoGin 40fe15e095 新的内存管理模块 (#303)
  实现了具有优秀架构设计的新的内存管理模块,对内核空间和用户空间的内存映射、分配、释放、管理等操作进行了封装,使得内核开发者可以更加方便地进行内存管理。

  内存管理模块主要由以下类型的组件组成:

- **硬件抽象层(MemoryManagementArch)** - 提供对具体处理器架构的抽象,使得内存管理模块可以在不同的处理器架构上运行
- **页面映射器(PageMapper)**- 提供对虚拟地址和物理地址的映射,以及页表的创建、填写、销毁、权限管理等操作。分为两种类型:内核页表映射器(KernelMapper)和用户页表映射器(位于具体的用户地址空间结构中)
- **页面刷新器(PageFlusher)** - 提供对页表的刷新操作(整表刷新、单页刷新、跨核心刷新)
- **页帧分配器(FrameAllocator)** - 提供对页帧的分配、释放、管理等操作。具体来说,包括BumpAllocator、BuddyAllocator
- **小对象分配器** - 提供对小内存对象的分配、释放、管理等操作。指的是内核里面的SlabAllocator (SlabAllocator的实现目前还没有完成)
- **MMIO空间管理器** - 提供对MMIO地址空间的分配、管理操作。(目前这个模块待进一步重构)
- **用户地址空间管理机制** - 提供对用户地址空间的管理。
    - VMA机制 - 提供对用户地址空间的管理,包括VMA的创建、销毁、权限管理等操作
    - 用户映射管理 - 与VMA机制共同作用,管理用户地址空间的映射
- **系统调用层** - 提供对用户空间的内存管理系统调用,包括mmap、munmap、mprotect、mremap等
- **C接口兼容层** - 提供对原有的C代码的接口,是的C代码能够正常运行。


除上面的新增内容以外,其它的更改内容:
- 新增二进制加载器,以及elf的解析器
- 解决由于local_irq_save、local_irq_restore函数的汇编不规范导致影响栈行为的bug。
- 解决local_irq_save未关中断的错误。
- 修复sys_gettimeofday对timezone参数的处理的bug

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Co-authored-by: kong <kongweichao@dragonos.org>
2023-07-22 16:27:02 +08:00

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C
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#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <libsystem/syscall.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
/**
* @brief 关闭文件接口
*
* @param fd 文件描述符
* @return int
*/
int close(int fd)
{
return syscall_invoke(SYS_CLOSE, fd, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 从文件读取数据的接口
*
* @param fd 文件描述符
* @param buf 缓冲区
* @param count 待读取数据的字节数
* @return ssize_t 成功读取的字节数
*/
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)
{
return (ssize_t)syscall_invoke(SYS_READ, fd, (uint64_t)buf, count, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 向文件写入数据的接口
*
* @param fd 文件描述符
* @param buf 缓冲区
* @param count 待写入数据的字节数
* @return ssize_t 成功写入的字节数
*/
ssize_t write(int fd, void const *buf, size_t count)
{
return (ssize_t)syscall_invoke(SYS_WRITE, fd, (uint64_t)buf, count, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 调整文件的访问位置
*
* @param fd 文件描述符号
* @param offset 偏移量
* @param whence 调整模式
* @return uint64_t 调整结束后的文件访问位置
*/
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)
{
return (off_t)syscall_invoke(SYS_LSEEK, fd, offset, whence, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief fork当前进程
*
* @return pid_t
*/
pid_t fork(void)
{
return (pid_t)syscall_invoke(SYS_FORK, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 调用匿名管道
*
* @return int 如果失败返回负数
*/
int pipe(int fd[2])
{
return (int)syscall_invoke(SYS_PIPE, fd, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief fork当前进程但是与父进程共享VM、flags、fd
*
* @return pid_t
*/
pid_t vfork(void)
{
return (pid_t)syscall_invoke(SYS_VFORK, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 将堆内存调整为end_brk
*
* @param end_brk 新的堆区域的结束地址
* end_brk=-1 ===> 返回堆区域的起始地址
* end_brk=-2 ===> 返回堆区域的结束地址
* @return uint64_t 错误码
*
*/
uint64_t brk(uint64_t end_brk)
{
uint64_t x = (uint64_t)syscall_invoke(SYS_BRK, (uint64_t)end_brk, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
if (x < end_brk)
{
errno = -ENOMEM;
return -1;
}
return 0;
}
/**
* @brief 将堆内存空间加上offset注意该系统调用只应在普通进程中调用而不能是内核线程
*
* @param increment offset偏移量
* @return uint64_t the previous program break
*/
void *sbrk(int64_t increment)
{
void *retval = (void *)syscall_invoke(SYS_SBRK, (uint64_t)increment, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
if (retval == (void *)-ENOMEM)
return (void *)(-1);
else
{
errno = 0;
return (void *)retval;
}
}
/**
* @brief 切换当前工作目录
*
* @param dest_path 目标目录
* @return int64_t 成功0,失败:负值(错误码)
*/
int64_t chdir(char *dest_path)
{
if (dest_path == NULL)
{
errno = -EFAULT;
return -1;
}
else
{
return syscall_invoke(SYS_CHDIR, (uint64_t)dest_path, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
}
/**
* @brief 执行新的程序
*
* @param path 文件路径
* @param argv 参数列表
* @return int
*/
int execv(const char *path, char *const argv[])
{
if (path == NULL)
{
errno = -ENOENT;
return -1;
}
int retval = syscall_invoke(SYS_EXECVE, (uint64_t)path, (uint64_t)argv, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
if (retval != 0)
return -1;
else
return 0;
}
/**
* @brief 删除文件夹
*
* @param path 绝对路径
* @return int 错误码
*/
int rmdir(const char *path)
{
return syscall_invoke(SYS_UNLINK_AT, 0, (uint64_t)path, AT_REMOVEDIR, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 删除文件
*
* @param path 绝对路径
* @return int
*/
int rm(const char *path)
{
return syscall_invoke(SYS_UNLINK_AT, 0, (uint64_t)path, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
/**
* @brief 交换n字节
* @param src 源地址
* @param dest 目的地址
* @param nbytes 交换字节数
*/
void swab(void *restrict src, void *restrict dest, ssize_t nbytes)
{
unsigned char buf[32];
char *_src = src;
char *_dest = dest;
uint32_t transfer;
for (; nbytes > 0; nbytes -= transfer)
{
transfer = (nbytes > 32) ? 32 : nbytes;
memcpy(buf, _src, transfer);
memcpy(_src, _dest, transfer);
memcpy(_dest, buf, transfer);
_src += transfer;
_dest += transfer;
}
}
/**
* @brief 获取当前进程的pid进程标识符
*
* @return pid_t 当前进程的pid
*/
pid_t getpid(void)
{
return syscall_invoke(SYS_GETPID, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
int dup(int fd)
{
return syscall_invoke(SYS_DUP, fd, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}
int dup2(int ofd, int nfd)
{
return syscall_invoke(SYS_DUP2, ofd, nfd, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}