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docs/src/SUMMARY.md

@@ -1,27 +1,32 @@
 # 简明 zCore 教程
 
 [简明 zCore 教程](README.md)
-[zCore 整体结构和设计模式](zcore-intro.md)
-[Fuchsia OS 和 Zircon 微内核](fuchsia.md)
+[🚧 zCore 整体结构和设计模式](zcore-intro.md)
+[🚧 Fuchsia OS 和 Zircon 微内核](fuchsia.md)
 
 - [内核对象](ch01-00-object.md)
-    - [初识内核对象](ch01-01-kernel-object.md)
-    - [对象管理器：Process 对象](ch01-02-process-object.md)
-    - [对象传送器：Channel 对象](ch01-03-channel-object.md)
+    - [✅ 初识内核对象](ch01-01-kernel-object.md)
+    - [🚧 对象管理器：Process 对象](ch01-02-process-object.md)
+    - [🚧 对象传送器：Channel 对象](ch01-03-channel-object.md)
 
 - [任务管理](ch02-00-task.md)
-    - [Zircon 任务管理体系](ch02-01-zircon-task.md)
-    - [硬件抽象层与异步运行时](ch02-02-hal-async.md)
-    - [线程管理：Thread 对象](ch02-03-thread-object.md)
-    - [进程管理：Process 与 Job 对象](ch02-04-process-job-object.md)
+    - [🚧 Zircon 任务管理体系](ch02-01-zircon-task.md)
+    - [🚧 进程管理：Process 与 Job 对象](ch02-02-process-job-object.md)
+    - [🚧 线程管理：Thread 对象](ch02-03-thread-object.md)
 
 - [内存管理](ch03-00-memory.md)
-    - [Zircon 内存管理模型](ch03-01-zircon-memory.md)
-    - [物理内存：VMO 对象](ch03-02-vmo.md)
-    - [虚拟内存：VMAR 对象](ch03-03-vmar.md)
+    - [🚧 Zircon 内存管理模型](ch03-01-zircon-memory.md)
+    - [🚧 物理内存：VMO 对象](ch03-02-vmo.md)
+    - [🚧 物理内存：按页分配的 VMO](ch03-03-vmo-paged.md)
+    - [🚧 虚拟内存：VMAR 对象](ch03-04-vmar.md)
 
 - [用户程序](ch04-00-userspace.md)
-    - [Zircon 用户程序](ch04-01-user-program.md)
-    - [加载 ELF 文件](ch04-02-load-elf.md)
-    - [上下文切换](ch04-03-context-switch.md)
-    - [系统调用](ch04-04-syscall.md)
+    - [🚧 Zircon 用户程序](ch04-01-user-program.md)
+    - [🚧 上下文切换](ch04-02-context-switch.md)
+    - [🚧 系统调用](ch04-03-syscall.md)
+
+- [信号和等待](ch05-00-signal-and-waiting.md)
+    - [🚧 等待内核对象的信号](ch05-01-wait-signal.md)
+    - [🚧 同时等待多个信号：Port 对象](ch05-02-port-object.md)
+    - [🚧 实现更多：EventPair, Timer 对象](ch05-03-more-signal-objects.md)
+    - [🚧 用户态同步互斥：Futex 对象](ch05-04-futex-object.md)

docs/src/ch01-00-object.md

@@ -4,4 +4,4 @@ Zircon 是一个基于内核对象的系统。系统的功能被划分到若干
 
 作为一切的开始，本章首先构造了一个内核对象框架，作为后面实现的基础。
 然后我们实现第一个内核对象 —— `Process`，它是所有对象的容器，也是将来我们操作对象的入口点。
-最后会实现一个稍微复杂但是极其重要的对象 `Channel`，它是进程间通信（*IPC*）的基础设施，也是传送对象的唯一管道。
+最后会实现一个稍微复杂但是极其重要的对象 `Channel`，它是进程间通信（IPC）的基础设施，也是传送对象的唯一管道。

docs/src/ch01-02-process-object.md

@@ -5,8 +5,20 @@
 [句柄]: https://github.com/zhangpf/fuchsia-docs-zh-CN/blob/master/zircon/docs/handles.md
 [权限]: https://github.com/zhangpf/fuchsia-docs-zh-CN/blob/master/zircon/docs/rights.md
 
+> 介绍并实现 Handle，Rights
+
 ## 实现第一个内核对象
 
+> 使用上一节的方法，实现一个空的 Process 对象
+
 ## 存储内核对象句柄
 
+> 添加成员变量 handles: BTreeMap<HandleValue, Handle>
+>
+> 实现 create，add_handle，remove_handle 函数
+
 ## 根据句柄查找内核对象
+
+> 实现 get_object_with_rights 等其它相关函数
+>
+> 实现 handle 单元测试

docs/src/ch01-03-channel-object.md

@@ -2,4 +2,10 @@
 
 ## 创建一对内核对象
 
+> 实现 Channel::create
+>
+> 讲一下互相持有对方 Weak 指针的目的，这里有不可避免的 unsafe
+
 ## 实现数据传输
+
+> 实现 read, write 函数，read_write 单元测试

docs/src/ch02-00-task.md

@@ -1 +1,14 @@
 # 任务管理
+
+本章我们来实现第一类内核对象：任务管理（Tasks）。
+
+任务对象主要包括：线程 `Thread`，进程 `Process`，作业 `Job`。以及一些辅助性的对象，例如负责暂停任务执行的 `SuspendToken` 和负责处理异常的 `Exception`。
+
+为了能够真实表现线程对象的行为，我们使用 Rust async 运行时 [`async_std`] 中的**用户态协程**来模拟**内核线程**。
+这样就可以在用户态的单元测试中检验实现的正确性。
+考虑到未来这个 OS 会跑在裸机环境中，将会有不同的内核线程的实现，我们创建一个特殊的**硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）**，来屏蔽底层平台的差异，对上提供一个统一的接口。
+这个 HAL 的接口未来会根据需要进行扩充。
+
+本章中我们只会实现运行一个程序所必需的最小功能子集，剩下的部分则留到跑起用户程序之后再按需实现。
+
+[`async_std`]: https://docs.rs/async-std/1.6.2/async_std/index.html

docs/src/ch02-02-hal-async.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 硬件抽象层与异步运行时

docs/src/ch02-02-process-job-object.md

@@ -0,0 +1,11 @@
+# 进程管理：Process 与 Job 对象
+
+## Process 与 Job
+
+> 介绍 Process 与 Job 的整体设计
+>
+> 实现 Process 和 Job 对象的基本框架，支持树状结构
+
+## Job Policy 策略
+ 
+> 实现 JobPolicy

docs/src/ch02-03-thread-object.md

@@ -1 +1,23 @@
 # 线程管理：Thread 对象
+
+## 线程状态
+
+> 状态转移：创建 -> 运行 -> 暂停 -> 退出，最好有个状态机的图
+>
+> 实现 ThreadState，最好能加一个单元测试来验证转移过程
+
+## 线程寄存器上下文
+
+> 定义 ThreadState，实现 read_state，write_state
+
+## Async 运行时和 HAL 硬件抽象层
+
+> 简单介绍 async-std 的异步机制
+>
+> 介绍 HAL 的实现方法：弱链接
+>
+> 实现 hal_thread_spawn
+
+## 线程启动
+
+> 将 HAL 接入 Thread::start，编写单元测试验证能启动多线程

docs/src/ch02-04-process-job-object.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 进程管理：Process 与 Job 对象

docs/src/ch03-02-vmo.md

@@ -1 +1,25 @@
 # 物理内存：VMO 对象
+
+## VMO 简介
+
+> 根据文档梳理 VMO 的主要特性
+
+## 实现 VMO 对象框架
+
+> 实现 VmObject 结构，其中定义 VmObjectTrait 接口，并提供三个具体实现 Paged, Physical, Slice
+
+## HAL：用文件模拟物理内存
+
+> 初步介绍 mmap，引出用文件模拟物理内存的思想
+>
+> 创建文件并用 mmap 线性映射到进程地址空间
+>
+> 实现 pmem_read, pmem_write
+
+## 实现物理内存 VMO
+
+> 用 HAL 实现 VmObjectPhysical 的方法，并做单元测试
+
+## 实现切片 VMO
+
+> 实现 VmObjectSlice，并做单元测试

docs/src/ch03-03-vmar.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 虚拟内存：VMAR 对象

docs/src/ch03-03-vmo-paged.md

@@ -0,0 +1,24 @@
+# 物理内存：按页分配的 VMO
+
+## 简介
+
+> 说明一下：Zircon 的官方实现中为了高效支持写时复制，使用了复杂精巧的树状数据结构，但它同时也引入了复杂性和各种 Bug。
+> 我们在这里只实现一个简单版本，完整实现留给读者自行探索。
+>
+> 介绍 commit 操作的意义和作用
+
+## HAL：物理内存管理
+
+> 在 HAL 中实现 PhysFrame 和最简单的分配器
+
+## 辅助结构：BlockRange 迭代器
+
+> 实现 BlockRange
+
+## 实现按页分配的 VMO
+
+> 实现 for_each_page, commit, read, write 函数
+
+## VMO 复制
+
+> 实现 create_child 函数

docs/src/ch03-04-vmar.md

@@ -0,0 +1,17 @@
+# 虚拟内存：VMAR 对象
+
+## VMAR 简介
+
+## 实现 VMAR 对象框架
+
+> 定义 VmAddressRange，VmMapping
+>
+> 实现 create_child, map, unmap, destroy 函数，并做单元测试验证地址空间分配
+
+## HAL：用 mmap 模拟页表
+
+> 实现页表接口 map, unmap, protect
+
+## 实现内存映射
+
+> 用 HAL 实现上面 VMAR 留空的部分，并做单元测试验证内存映射

docs/src/ch04-01-user-program.md

@@ -1 +1,37 @@
 # Zircon 用户程序
+
+## 用户态启动流程
+
+> kernel -> userboot -> bootsvc -> component_manager -> sh / device_manager
+>
+> ZBI 与 bootfs：ZBI 中包含初始文件系统 bootfs，内核将 ZBI 完整传递给 userboot，由它负责解析并对其它进程提供文件服务
+
+## 用户程序的组成
+
+> 内核不直接参与用户程序的加载工作（第一个进程除外）
+>
+> 用户程序强制使用 PIC 和 PIE（位置无关代码）
+>
+> 内存地址空间组成：Program, Stack, vDSO, Dylibs
+>
+> 通过 Channel 传递启动信息和句柄
+
+## 加载 ELF 文件
+
+> 简单介绍 ELF 文件的组成结构
+>
+> 实现 VmarExt::load_from_elf 函数
+
+## 系统调用的跳板：vDSO
+
+> 介绍 vDSO 的作用
+>
+> 如何修改 vDSO 源码（libzircon）将 syscall 改为函数调用
+>
+> 加载 vDSO 时修改 vDSO 代码段，填入跳转地址
+
+## 第一个用户程序：userboot
+
+> 实现 zircon-loader 中的 run_userboot 函数
+> 
+> 能够进入用户态并在第一个系统调用时跳转回来

docs/src/ch04-02-context-switch.md

@@ -0,0 +1,29 @@
+# 上下文切换
+
+> 本节介绍 trapframe-rs 中 [fncall.rs] 的魔法实现
+
+[fncall.rs]: https://github.com/rcore-os/trapframe-rs/blob/master/src/arch/x86_64/fncall.rs
+
+## 保存和恢复通用寄存器
+
+> 定义 UserContext 结构体
+>
+> 保存 callee-saved 寄存器到栈上，恢复 UserContext 寄存器，进入用户态，反之亦然
+
+## 找回内核上下文：线程局部存储 与 FS 寄存器
+
+> 在用户程序跳转回内核代码的那一刻，如何在不破坏用户寄存器的情况下切换回内核栈？
+>
+> 进入用户态前，将内核栈指针保存在内核 glibc 的 TLS 区域中。为此我们需要查看 glibc 源码，找到一个空闲位置。
+>
+> Linux 和 macOS 下如何分别通过系统调用设置 fsbase / gsbase
+
+## 测试
+
+> 编写单元测试验证上述过程
+
+## macOS 的麻烦：动态二进制修改
+
+> 由于 macOS 用户程序无法修改 fs 寄存器，当运行相关指令时会访问非法内存地址触发段错误。
+> 
+> 我们需要实现段错误信号处理函数，并在其中动态修改用户程序指令，将 fs 改为 gs。

docs/src/ch04-02-load-elf.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 加载 ELF 文件

docs/src/ch04-03-context-switch.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 上下文切换

docs/src/ch04-03-syscall.md

@@ -0,0 +1,13 @@
+# 系统调用
+
+## 获取系统调用参数
+
+> 从寄存器中获取参数
+
+## 系统调用上下文与处理函数
+
+> 定义 Syscall 结构体，实现 syscall 函数
+
+## 实现第一个系统调用
+
+> 实现 sys_channel_read 和 sys_debuglog_write

docs/src/ch04-04-syscall.md

@@ -1 +0,0 @@
-# 系统调用

docs/src/ch05-00-signal-and-waiting.md

@@ -0,0 +1 @@
+# 信号和等待

docs/src/ch05-01-wait-signal.md

@@ -0,0 +1,17 @@
+# 等待内核对象的信号
+
+## 信号与等待机制简介
+
+## 在内核对象中加入信号
+
+> 定义 Signal 结构体
+>
+> 在 KObjectBase 中加入 signal 和 callbacks 变量，实现 signal 系列函数，并做单元测试
+
+## 实现信号等待 Future
+
+> 实现 wait_signal 函数，并做单元测试
+
+## 利用 select 组合子实现多对象等待
+
+> 实现 wait_signal_many 函数，并做单元测试

docs/src/ch05-02-port-object.md

@@ -0,0 +1,13 @@
+# 同时等待多个信号：Port 对象
+
+## Port 对象简介
+
+> 同时提及一下 Linux 的 epoll 机制作为对比
+
+## 实现 Port 对象框架
+
+> 定义 Port 和 PortPacket 结构体
+
+## 实现事件推送和等待
+
+> 实现 KernelObject::send_signal_to_port 和 Port::wait 函数，并做单元测试

docs/src/ch05-03-more-signal-objects.md

@@ -0,0 +1,11 @@
+# 实现更多：EventPair, Timer 对象
+
+## Event 对象
+
+## EventPair 对象
+
+## HAL：定时器
+
+> 实现 timer_now, timer_set，在此基础上实现 SleepFuture
+
+## Timer 对象

docs/src/ch05-04-futex-object.md

@@ -0,0 +1,15 @@
+# 用户态同步互斥：Futex 对象
+
+## Futex 机制简介
+
+> Futex 是现代 OS 中用户态同步互斥的唯一底层设施
+>
+> 为什么快：利用共享内存中的原子变量，避免进入内核
+
+## 实现基础元语：wait 和 wake
+
+> 实现 wait 和 wake 函数，并做单元测试
+
+## 实现高级操作
+
+> 实现 Zircon 中定义的复杂 API