第七章：进程间通信与信号

本章实现了进程间通信机制，包括管道和信号处理。

功能概述

• 信号 (Signal) 机制处理异步事件
• 用户自定义信号处理函数的注册与调用
• 信号屏蔽字管理，控制信号的接收
• 在系统调用返回前检查并处理待处理信号
• 管道 (Pipe) 实现进程间单向数据传递
• 文件、管道和标准输入输出都通过统一的文件描述符类型管理

用户程序加载

用户程序存储在 easy-fs 磁盘镜像中，内核启动时挂载文件系统，通过文件名从文件系统加载。

新增或更新的系统调用

信号处理

信号允许异步通知进程发生了某个事件。每个进程维护待处理信号集合和信号处理函数表。

本章内核在系统调用返回前检查并处理待处理信号。

match task.signal.handle_signals(ctx) {
    // 收到终止信号，进程应该结束执行
    SignalResult::ProcessKilled(exit_code) => unsafe {
        (*processor).make_current_exited(exit_code as _)
    },
    _ => // ...

管道

管道是一对文件描述符，一端写入、另一端读取，用于父子进程间通信：

fn pipe(&self, pipe_fd: usize) -> isize {
    let (read_end, write_end) = make_pipe();
    // ...
    // pipe_fd[0] = 读端 fd, pipe_fd[1] = 写端 fd
    current.fd_table.push(Some(Mutex::new(Fd::PipeRead(read_end))));
    current.fd_table.push(Some(Mutex::new(Fd::PipeWrite(write_end))));
    0
}

管道由 tg-easy-fs 中的 make_pipe() 创建，内部使用环形缓冲区实现数据传递。

关键依赖：tg-signal 与 tg-signal-impl

信号机制由多个 crate 协作实现，依赖关系如下：

graph TD
    tg-ch7 --> tg-signal-impl
    tg-ch7 --> tg-signal
    tg-ch7 --> tg-syscall
    tg-signal-impl --> tg-signal
    tg-signal --> tg-signal-defs
    tg-syscall --> tg-signal-defs
    tg-signal-defs --> numeric-enum-macro

• tg-signal-defs：信号基础定义（SignalNo、SignalAction），依赖 numeric-enum-macro 生成枚举
• tg-signal：定义 Signal trait 和 SignalResult，重导出 tg-signal-defs 的类型
• tg-signal-impl：提供 Signal trait 的参考实现 SignalImpl

  pub struct SignalImpl {
      received: SignalSet,                    // 已收到的信号（位图）
      mask: SignalSet,                        // 信号屏蔽字
      handling: Option<HandlingSignal>,       // 正在处理的信号状态
      actions: [Option<SignalAction>; MAX_SIG + 1],  // 信号处理函数表
  }
  

• tg-syscall：系统调用定义，依赖 tg-signal-defs 获取信号类型

进程通过 Box<dyn Signal> 持有信号处理器，支持 fork 时继承信号配置。

Dependencies

Features

License

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