feat(mountstats): 新增proc挂载导出接口实现

.gitignore

@@ -29,3 +29,6 @@ config/rootfs.generated.toml
 *.cpio.xz
 *.cpio*
 .direnv/
+
+*.md
+.cursor

docs/kernel/filesystem/index.rst

@@ -12,6 +12,7 @@ todo: 由于文件系统模块重构，文档暂时不可用，预计在2023年4
    overview
    fuse
    vfs/index
+   proc/index
    sysfs
    kernfs
    unionfs/index

docs/kernel/filesystem/proc/index.rst

@@ -0,0 +1,17 @@
+====================================
+ProcFS
+====================================
+
+ProcFS 用于向用户态导出内核中的进程、挂载、命名空间等运行时信息。
+
+当前目录主要介绍 DragonOS 中与挂载导出相关的 proc 接口实现，包括：
+
+- `/proc/mounts`
+- `/proc/[pid]/mounts`
+- `/proc/[pid]/mountinfo`
+- `/proc/[pid]/mountstats`
+
+.. toctree::
+   :maxdepth: 1
+
+   mounts

docs/kernel/filesystem/proc/mounts.md

@@ -0,0 +1,220 @@
+# Proc 挂载导出接口
+
+## 1. 概述
+
+DragonOS 通过 procfs 向用户态导出挂载命名空间视图，主要入口如下：
+
+| 路径 | 类型 | 视角 |
+|------|------|------|
+| `/proc/mounts` | 符号链接 → `self/mounts` | 当前读取进程 |
+| `/proc/self/mounts` | 普通文件 | 当前读取进程 |
+| `/proc/[pid]/mounts` | 普通文件 | 目标 `pid` |
+| `/proc/[pid]/mountinfo` | 普通文件 | 目标 `pid` |
+| `/proc/[pid]/mountstats` | 普通文件 | 目标 `pid` |
+
+其中：
+
+- **`mounts`**：传统格式，字段少，兼容 `mount(8)`、shell 脚本等。
+- **`mountinfo`**：现代格式，含 mount id、父子关系、传播标签、superblock 选项等。
+- **`mountstats`**：每个 mount 一行描述前缀，并可追加文件系统自定义统计（`proc_show_mount_stats`）。
+
+传播类型（`shared` / `master` / `propagate_from` / `unbindable`）**仅出现在 `mountinfo` 的 optional 字段**，不会写入 `/proc/*/mounts` 的普通 option 列。
+
+## 2. 各接口的功能作用
+
+### 2.1 `/proc/mounts` 与 `/proc/self/mounts`
+
+`/proc/mounts` 在实现上是 **指向 `self/mounts` 的符号链接**（`readlink` 结果为 `self/mounts`），解析后等价于读取 `/proc/self/mounts`，即 **当前读取进程** 在其 mount namespace 与 `fs root` 下的挂载列表。
+
+每一行通常包含：
+
+- 设备名（或文件系统名）
+- 挂载点
+- 文件系统类型
+- 挂载选项（`rw` 及 `nosuid,nodev,...` 等 per-mount 选项；不含传播标签）
+- 两个兼容字段 `0 0`
+
+### 2.2 `/proc/[pid]/mounts`
+
+格式与 `/proc/self/mounts` 相同，但 **open 时绑定目标线程组 leader** 的 `mnt_ns` 与 `fs_struct.root()`，导出的是目标进程视角下的可见挂载。
+
+### 2.3 `/proc/[pid]/mountinfo`
+
+在 `mounts` 基础上增加：
+
+- mount id、parent mount id
+- 主设备号（`major:minor`）
+- mount root（`proc_show_mountinfo_root`）
+- per-mount options 与 superblock 选项（以 `-` 分隔的两段 optional 字段）
+- propagation tagged fields（`MountPropagation::proc_mountinfo_tags()`）
+- 文件系统类型名
+
+### 2.4 `/proc/[pid]/mountstats`
+
+每个可见 mount 至少一行：
+
+```text
+device <dev> mounted on <mountpoint> with fstype <type>
+```
+
+若底层文件系统通过 `proc_show_mount_stats` 返回额外内容，则追加在同一行末尾。权限为 **0400**（仅 owner 可读），与 `mounts` / `mountinfo` 的 0444 不同。
+
+## 3. 内核源码布局
+
+挂载导出逻辑集中在 **`kernel/src/filesystem/procfs/mount/`**，不再使用历史上的 `mount_view.rs` 单文件或 `procfs/mounts.rs`、`pid/mountinfo.rs` 等分散实现。
+
+```
+kernel/src/filesystem/procfs/mount/
+├── mod.rs                 # 模块入口；导出 render API
+├── collect.rs             # ProcMountEntry、collect_visible_mounts()
+├── fields.rs              # MountProcFields：open 前预计算各导出字段
+├── escape.rs              # proc 字段转义（空格、制表符、反斜杠等）
+├── render.rs              # ProcMountRenderKind；open 渲染 + read 读缓存
+├── format/
+│   ├── mounts_line.rs     # /proc/*/mounts 行格式
+│   ├── mountinfo_line.rs  # /proc/*/mountinfo 行格式
+│   └── mountstats_line.rs # /proc/*/mountstats 行格式
+└── inode/
+    ├── mounts_symlink.rs  # /proc/mounts → self/mounts（MountsSymOps）
+    └── pid_mount.rs       # /proc/[pid]/{mounts,mountinfo,mountstats}（MountProcFileOps）
+```
+
+**注册位置：**
+
+- `kernel/src/filesystem/procfs/root.rs`：根目录项 `("mounts", MountsSymOps::new_inode)`
+- `kernel/src/filesystem/procfs/pid/mod.rs`：`PidDirOps::STATIC_ENTRIES` 中为 `mountinfo` / `mounts` / `mountstats` 各注册一个 `MountProcFileOps`（通过 `ProcMountRenderKind` 区分格式）
+
+**相关但不在 `procfs/mount/` 内的依赖：**
+
+- `kernel/src/filesystem/vfs/mount/mod.rs`：`MountFlags::proc_rw_token()`、`proc_per_mount_options()`、`proc_super_block_options()`、`options_string()`
+- `kernel/src/filesystem/vfs/mod.rs`：文件系统 trait 钩子 `proc_show_devname`、`proc_show_mount_options`、`proc_show_mountinfo_root`、`proc_show_mount_stats`
+- `kernel/src/process/namespace/propagation.rs`：`MountPropagation::proc_mountinfo_tags()`
+
+用户态测例：`user/apps/tests/dunitest/suites/normal/proc_mount_exports.cc`（whitelist：`normal/proc_mount_exports`）。
+
+## 4. DragonOS 实现原理
+
+### 4.1 统一渲染流水线
+
+三种 proc 文件共用一条流水线（`render.rs`）：
+
+1. **`open()`**（`MountProcFileOps::open` 或经 symlink 打开 `/proc/self/mounts`）
+   - 解析目标：`ProcPidTarget` → 线程组 leader `ProcessControlBlock`
+2. **`collect_visible_mounts()`**（`collect.rs`）
+   - 遍历目标 `mnt_ns.mount_list()`，按 mount id 排序
+   - 用目标 `fs_struct.root()` 做 **可见性裁剪**（`visible_mountpoint`）
+3. **`MountProcFields::from_entry()`**（`fields.rs`）
+   - 为每个 `ProcMountEntry` 快照 devname、fstype、各类 options、mountinfo root/tags 等
+4. **按 `ProcMountRenderKind` 调用 `format::*_line::render`**
+5. 将完整文本写入 `FilePrivateData::Procfs.data`
+6. **`read_at()`** 仅通过 `read_cached_mount_file()` → `proc_read()` 从缓存拷贝
+
+因此当前模型是：**open 时生成整文件快照，同一次打开期间 read 不再重新遍历挂载树**。
+
+### 4.2 目标进程视角
+
+- `/proc/mounts` → `self/mounts` → 当前进程的 pid 目录下的 `mounts`
+- `/proc/[pid]/mounts|mountinfo|mountstats` 在 open 时固定绑定该 `pid` 对应线程组的 namespace 与 root
+
+导出内容反映的是 **目标进程的 `mnt_ns` + `fs root`**，不是读取者自己的挂载表（除非读取的就是自己的 `/proc/self/...`）。
+
+### 4.3 可见性裁剪
+
+`collect.rs` 中 `visible_mountpoint(mount_path, root_path)`：
+
+- 目标 root 为 `/` 时，挂载点路径原样导出
+- 目标处于 chroot 等受限 root 时，只保留该 root 子树内的 mount，并将显示路径归一化到以 `/` 为根的视图
+
+### 4.4 选项与传播字段的拆分
+
+| 字段来源 | 用于 | 说明 |
+|----------|------|------|
+| `MountFlags::proc_rw_token()` | mounts / mountinfo per-mount | `ro` 或 `rw` |
+| `MountFlags::proc_per_mount_options()` | mountinfo per-mount | `nosuid,nodev,...`，不含 `rw` |
+| `MountFlags::proc_super_block_options()` + sb 只读状态 | mountinfo superblock 段 | `sync,mand,...` |
+| `FileSystem::proc_show_mount_options()` | mounts 行、mountinfo superblock 段 | 文件系统私有选项 |
+| `MountPropagation::proc_mountinfo_tags()` | 仅 mountinfo 尾部 | `shared:N` 等，**不进入 mounts** |
+
+`mounts_line` 使用预合并的 `mounts_options`；`mountinfo_line` 将 per-mount 与 superblock 选项用 `-` 分隔，再追加 propagation tags。
+
+### 4.5 三种格式的职责划分
+
+- **`format/mounts_line.rs`**：设备、挂载点、类型、选项、`0 0`
+- **`format/mountinfo_line.rs`**：id、parent、major:minor、root、挂载点、选项段、`-`、fstype、super 选项、tags
+- **`format/mountstats_line.rs`**：通用 `device ... mounted on ...` 前缀 + 可选 fs stats
+
+文件系统差异通过 VFS trait 钩子注入，procfs 只负责通用行结构与转义。
+
+## 5. 当前接口的语义特点
+
+### 5.1 `mounts`
+
+兼容性强、字段少；**不包含** propagation 标签。与 Linux 一样，应通过 `/proc/mounts` symlink 访问当前进程视图。
+
+### 5.2 `mountinfo`
+
+恢复挂载拓扑与传播属性的首选接口；per-mount 与 superblock 选项、传播标签分列展示。
+
+### 5.3 `mountstats`
+
+- 不是 mount 变更通知接口
+- 同一次 `open()` 内内容为快照；重新 `open()` 可看到更新后的挂载集合与统计
+- 行格式允许 `device` 或 `no device` 前缀（由 devname 是否为空决定，测例见 `proc_mount_exports.cc`）
+
+## 6. 与 Linux 的实现差异
+
+### 6.1 总体差异概览
+
+| 维度 | Linux | DragonOS 当前实现 |
+|------|-------|-------------------|
+| 打开方式 | `seq_file` + 迭代器 | `open()` 时一次性渲染并缓存 |
+| 读取方式 | 读时按需生成 | 从 `FilePrivateData` 缓存读取 |
+| `/proc/mounts` | symlink → `self/mounts` | 已实现（`MountsSymOps`） |
+| 视角绑定 | 目标 task 的 `mnt_ns + fs root` | 同左（`collect_visible_mounts`） |
+| `mounts` / `mountinfo` poll | 支持 mount namespace 事件 | 未实现 |
+| 遍历基础 | namespace list + cursor | `mnt_ns.mount_list()` 排序后迭代 |
+| 代码组织 | `fs/proc_namespace.c` 等 | `procfs/mount/{collect,fields,format,render,inode}` |
+
+### 6.2 Linux 的 `seq_file` 语义
+
+Linux 使用 `mounts_open_common()` + `seq_file` 在读取过程中迭代 mount 列表。DragonOS 选择在 open 时拼完整字符串并缓存，实现更简单，同一次 fd 内结果稳定，但与 Linux 的迭代模型不完全等价。
+
+### 6.3 `mounts` / `mountinfo` 的 `poll`
+
+Linux 可通过 mount namespace 事件对 `mounts` / `mountinfo` 做 `poll`/`epoll`。DragonOS 尚未实现 namespace 事件序号与等待队列，不能作为挂载变更通知源。
+
+### 6.4 `mountstats` 的动态性与 `poll`
+
+Linux 无专门的 `mountstats` poll 语义；DragonOS 同样不为 `mountstats` 发明额外 poll。统计与拓扑变化通过重新打开文件观察。
+
+### 6.5 可见性裁剪语义
+
+Linux 使用 `seq_path_root` 等基于路径对象的 root 裁剪。DragonOS 当前基于 **绝对路径字符串** 与目标 `fs root` 比较，大方向一致，细节上与 Linux 路径对象语义仍有差距。
+
+### 6.6 遍历与权威数据源
+
+Linux 以 namespace 级 mount 链表为权威数据源。DragonOS 从 `MntNamespace::mount_list()` 取表并排序，而非从单棵 mount 树 DFS；后续若要对齐 Linux 迭代顺序与事件模型，需要在 `MntNamespace` 侧继续演进。
+
+## 7. 当前适用场景与建议
+
+已支持：
+
+- 通过 `/proc/mounts`（symlink）或 `/proc/self/mounts` 读取当前进程挂载表
+- 调试时读取 `/proc/[pid]/mounts`、`mountinfo`、`mountstats`
+- 容器/命名空间工具解析 `mountinfo` 中的 propagation 字段
+
+需注意：
+
+- 依赖 **mount namespace `poll` 通知** 的用户态工具尚未兼容
+- 强依赖 Linux `seq_file` 逐行迭代语义的程序可能观察到行为差异
+- 修改导出逻辑时，应同时更新 `procfs/mount/` 与 `proc_mount_exports` 测例
+
+## 8. 小结
+
+DragonOS 将 proc 挂载导出收拢到 **`kernel/src/filesystem/procfs/mount/`**：
+
+- **inode 层**：`/proc/mounts` symlink + `/proc/[pid]/*` 统一 `MountProcFileOps`
+- **数据层**：`collect` → `fields` 快照 → `format` 三种行渲染
+- **选项语义**：传播标签仅在 `mountinfo`；`MountFlags` 与 VFS 钩子分工导出
+
+对外功能定位已接近 Linux；底层仍为 **open 快照 + 字符串裁剪**，在 `poll`、迭代模型与路径语义上继续演进。

kernel/src/filesystem/procfs/mod.rs

@@ -20,7 +20,7 @@ pub mod kmsg;
 mod kmsg_file;
 mod loadavg;
 mod meminfo;
-mod mounts;
+mod mount;
 mod net;
 mod pid;
 pub mod root;

kernel/src/filesystem/procfs/mount/collect.rs

@@ -0,0 +1,81 @@
+use alloc::{string::String, string::ToString, sync::Arc, vec::Vec};
+
+use system_error::SystemError;
+
+use crate::{filesystem::vfs::MountFS, process::ProcessControlBlock};
+
+#[derive(Debug)]
+pub(crate) struct ProcMountEntry {
+    pub mount: Arc<MountFS>,
+    pub mountpoint_display: String,
+    pub parent_mount_id: usize,
+}
+
+pub(crate) fn collect_visible_mounts(
+    target: &Arc<ProcessControlBlock>,
+) -> Result<(Vec<ProcMountEntry>, String), SystemError> {
+    let nsproxy = target.nsproxy();
+    let mount_list = nsproxy.mnt_ns.mount_list();
+    let root_path = target
+        .fs_struct()
+        .root()
+        .absolute_path()
+        .unwrap_or_else(|_| "/".to_string());
+
+    let mut mounts = mount_list
+        .clone_inner()
+        .into_iter()
+        .map(|(path, mfs)| (path.as_str().to_string(), mfs))
+        .collect::<Vec<_>>();
+
+    mounts.sort_by_key(|(_, mfs)| {
+        let mount_id: usize = mfs.mount_id().into();
+        mount_id
+    });
+
+    let mut entries = Vec::new();
+    for (mount_path, mount) in mounts {
+        let Some(mountpoint_display) = visible_mountpoint(&mount_path, &root_path) else {
+            continue;
+        };
+
+        let parent_mount_id: usize = mount
+            .self_mountpoint()
+            .map(|mountpoint_inode| mountpoint_inode.mount_fs().mount_id().into())
+            .unwrap_or_else(|| mount.mount_id().into());
+
+        entries.push(ProcMountEntry {
+            mount,
+            mountpoint_display,
+            parent_mount_id,
+        });
+    }
+
+    Ok((entries, root_path))
+}
+
+fn visible_mountpoint(mountpoint: &str, root_path: &str) -> Option<String> {
+    if root_path == "/" {
+        return Some(mountpoint.to_string());
+    }
+
+    let root_prefix_with_slash = if root_path.ends_with('/') {
+        root_path.to_string()
+    } else {
+        format!("{root_path}/")
+    };
+
+    if mountpoint == root_path {
+        return Some("/".to_string());
+    }
+
+    if let Some(stripped) = mountpoint.strip_prefix(&root_prefix_with_slash) {
+        return Some(if stripped.is_empty() {
+            "/".to_string()
+        } else {
+            format!("/{stripped}")
+        });
+    }
+
+    None
+}

kernel/src/filesystem/procfs/mount/escape.rs

@@ -0,0 +1,24 @@
+use alloc::string::String;
+
+pub(crate) fn escape_mount_token(input: &str, escape_hash: bool) -> String {
+    escape_proc_field(input, escape_hash)
+}
+
+pub(crate) fn escape_path_token(input: &str) -> String {
+    escape_proc_field(input, false)
+}
+
+fn escape_proc_field(input: &str, escape_hash: bool) -> String {
+    let mut escaped = String::with_capacity(input.len());
+    for ch in input.chars() {
+        match ch {
+            ' ' => escaped.push_str("\\040"),
+            '\t' => escaped.push_str("\\011"),
+            '\n' => escaped.push_str("\\012"),
+            '\\' => escaped.push_str("\\134"),
+            '#' if escape_hash => escaped.push_str("\\043"),
+            _ => escaped.push(ch),
+        }
+    }
+    escaped
+}