fix(starry): FIOCLEX ioctl + /proc status ctxt_switches + quiet non-tty ioctl probes (TUI)

[Lfan-ke]

让全屏 TUI(glances / htop / textual / casca)在 StarryOS 串口控制台上显示正确、操作响应正确、持续不崩的三处 Linux 兼容修。用 pyte(参考 VT102 模拟器)离线渲染 starry 串口流定位与验证。

1. FIOCLEX / FIONCLEX ioctl(syscall/fs/ctl.rs)

ioctl(fd, FIOCLEX)(0x5451)/FIONCLEX(0x5450)是 fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC) 的 ioctl 拼写,libc/musl 与 CPython 对新开 fd 设 close-on-exec 时使用。Linux 对任意 fd 通用实现;starry 之前下发到 per-file ioctl(只认 tty/device),对普通 fd 报 Unsupported ioctl command: 21585。修:在 sys_ioctl 内联(同 FIONBIO),路由到 fd 表 cloexec。

2. /proc//status 补 ctxt_switches(pseudofs/proc.rs)

psutil Process.num_ctx_switches() 在 /proc/<pid>/status 缺 voluntary_ctxt_switches: / nonvoluntary_ctxt_switches: 时抛未捕获的 NotImplementedError("the kernel is probably older than 2.6.23")(不是 psutil 会吞的 NoSuchProcess/AccessDenied),导致 glances 的扩展进程视图崩溃,异常 traceback 打在 curses 屏上(表现为"第一帧后涂抹")。经 pyte 渲染串口流定位。我们暂未逐任务统计上下文切换次数,故 stub 0(字段存在即满足 psutil,与最小 procfs 实现一致;日后可接调度器真实计数)。

3. ioctl NotATty 探测降噪(syscall/fs/ctl.rs)

NotATty 是 isatty/termios/console 探测(TCGETS/KDGKBTYPE/TIOCGPGRP…)在非 tty fd 上的合法负答,不是未实现命令。libc/ncurses/CPython 对每个 fd 都会探;原 warn! 每次打到串口,会污染在同一串口绘制的全屏 TUI(htop/glances)。降为 debug!。

验证

含本修的内核四架构 starry(qemu-10 单核)上:

• glances:pyte 渲染出完整 CPU/MEM/LOAD/SWAP/进程表面板,连续刷新无 traceback、无涂抹。
• htop:CPU meter 条/Mem/Tasks/进程表/F 键栏正确;F2 Setup、F5 Tree、F6 SortBy 操作响应正确,操作后无异常。
• textual / casca:App.run_test() Pilot / handle_input 驱动的 widget+CSS+reactive/状态+控制 各 9/9 四架构通过。

关联 #764 的 glances / textual / casca / htop(TUI 类)。

[mai-team-app]

审查总结

本 PR 包含三处针对 StarryOS TUI 兼容性的 Linux 语义修复，变更范围小且聚焦（2 文件，+28/-12）：

1. FIOCLEX/FIONCLEX ioctl 支持

在 sys_ioctl 中内联处理 FIOCLEX(0x5451)/FIONCLEX(0x5450)，路由到 FD_TABLE 的 cloexec 字段，与现有 fcntl(F_SETFD) 路径一致。实现正确：常量值匹配 Linux 内核定义，写锁获取/释放时机合理（get_file_like 返回 Arc 后已释放读锁）。这是 libc/musl、CPython 对每个新 fd 的标准操作，Linux 对任意 fd 通用实现——PR 补齐了这个缺失的通用 ioctl 路径。

2. /proc/pid/status 补 ctxt_switches

在 render_task_status_fields 中添加 voluntary_ctxt_switches: 0 和 nonvoluntary_ctxt_switches: 0，避免 psutil num_ctx_switches() 抛出未捕获的 NotImplementedError 导致 glances 崩溃。Stub 值与最小 procfs 实现一致，字段存在即可满足 psutil 解析要求。后续可接调度器真实计数。

3. NotATty 探测降噪

将非 tty fd 上的 ioctl 探测从 warn! 降为 debug!。NotATty 是 isatty/termios/console 探测的合法负答，不是未实现命令。原 warn! 会污染串口控制台输出，破坏全屏 TUI 绘制。移除了旧的硬编码 ioctl 命令列表（TIOCGWINSZ | TCGETS | BLKGETSIZE64 | ...），改为对所有 NotATty 统一降噪——更合理，因为所有 NotATty 都是合法负答而非错误。

CI 状态

所有 CI 检查通过：

• Check formatting: ✅
• Run sync-lint: ✅
• Test starry (x86_64/aarch64/loongarch64/riscv64) QEMU: ✅
• Test arceos (x86_64/aarch64/loongarch64/riscv64) QEMU: ✅
• Test with std: ✅
• Run clippy: ✅（run_container 变体被跳过是互斥矩阵的预期行为）
• 板级测试（orangepi-5-plus、roc-rk3568-pc、phytiumpi）: ✅

本地验证

• cargo fmt --check -p starry-kernel: ✅ 通过
• cargo clippy -p starry-kernel -- -D warnings: ✅ 无警告

重复/重叠分析

• 搜索 base 分支上的相关代码：FIOCLEX 未在 base 上实现，/proc status 缺 ctxt_switches 字段——PR 补齐。
• PR #1167（feat(starry-kernel): improve GDB usability）也修改了 proc.rs，但关注的是 GDB ptrace 相关的 /proc 增强，与本 PR 的 ctxt_switches stub 无冲突，互补。
• 无其他重复或冲突的 open PR。

结论

三处修复均正确、简洁、有明确的 Linux 兼容性理由，变更与现有代码模式一致。无阻塞问题，建议合并。

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[Lfan-ke]

@codex review.

[ZR233]

我完整看了这次变更和相关现有测试，FIOCLEX/FIONCLEX 的实现方向、/proc status 补字段以及 ENOTTY 探测降噪本身都比较聚焦，也和 Linux 兼容目标一致。当前 head 上远端 formatting、clippy、sync-lint 和 Starry 四个架构 QEMU 都是通过状态；我本地也跑了 cargo fmt --check，通过。

阻塞点是这次 PR 明确修复两个可复现的兼容性 bug，但没有新增会在旧行为上失败的回归测试。按项目 review 要求，bugfix 需要补对应回归用例，除非有具体不可测原因；这里两个场景都可以放进现有 Starry 普通 QEMU 测试里，所以先 request changes。

[Lfan-ke]

感谢 review,已按要求补 checked-in 回归测例,并 rebase 到当前 dev。

新增两个普通 QEMU 回归测例(test-suit/starryos/qemu-smp1/system/,随聚合 runner /usr/bin/starry-test-suit/* 自动执行):

1. syscall-test-ioctl-cloexec(对应 syscall/fs/ctl.rs 的 FIOCLEX/FIONCLEX):在非 tty fd(pipe)上 ioctl(fd, FIOCLEX) set、ioctl(fd, FIONCLEX) clear,经 fcntl(fd, F_GETFD) 断言 FD_CLOEXEC 被正确置位/清除,并与 fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC) 互证两条路径一致;无效 fd(-1)与已关闭 fd 断言返回 EBADF。修复前 FIOCLEX 在普通 fd 上失败 / FD_CLOEXEC 不变 → 该测例 FAIL,修复后 PASS。

2. syscall-test-procfs-ctxt-switches(对应 pseudofs/proc.rs 的 ctxt_switches):断言 /proc/self/status 与 /proc/<pid>/status 均含 voluntary_ctxt_switches / nonvoluntary_ctxt_switches 行且能解析为整数。修复前字段缺失 → FAIL,修复后 PASS。

已 rebase 到最新 dev(解决 /proc/<pid>/status 格式串重构带来的 proc.rs 冲突)。两个测例在 x86_64 / aarch64 / riscv64 / loongarch64 单核 qemu10 实测全 PASS(test-ioctl-cloexec 15/15,test-procfs-ctxt-switches 4/4)。

[mai-team-app]

审查总结

本 PR 针对 StarryOS 全屏 TUI (glances/htop/textual/casca) 在串口控制台上的兼容性，进行了三处 Linux 语义修复，变更范围聚焦（2 个内核文件 +28/-12, 6 个新增测试文件）。当前 head (ba0cf61) 已包含 reviewer 要求的回归测试。

1. FIOCLEX/FIONCLEX ioctl 支持（ctl.rs）

在 sys_ioctl 入口内联处理 FIOCLEX(0x5451)/FIONCLEX(0x5450)，直接修改 FD_TABLE 的 cloexec 位，与现有 fcntl(F_SETFD) 路径一致。常量值与 Linux 内核定义完全匹配。这一实现正确补齐了 libc/musl/CPython 对每个新 fd 使用的标准 ioctl 路径，Linux 对任意 fd 通用实现。

2. /proc/pid/status 补 ctxt_switches 字段（proc.rs）

在 render_task_status_fields 末尾追加 voluntary_ctxt_switches: 0 和 nonvoluntary_ctxt_switches: 0。格式与 man 5 proc 规定一致（name:\tnumber）。由于暂未逐任务统计上下文切换，stub 值为 0——字段存在即满足 psutil 解析要求，避免 NotImplementedError 崩溃 glances。后续可接入调度器真实计数。

3. NotATty 探测降噪（ctl.rs）

将非 tty fd 上的 ioctl 探测从 warn! 降为 debug!。移除了原先硬编码的 ioctl 命令白名单（TIOCGWINSZ | TCGETS | BLKGETSIZE64 | BLKRAGET | BLKSSZGET），改为对所有 NotATty 统一降噪。这一修改更合理：所有 NotATty 都是 isatty/termios/console 探测的合法负答，不是未实现命令。log 消息也更加清晰："ioctl {cmd} on non-tty fd {fd} -> ENOTTY (probe)"。

新增回归测试

• syscall-test-ioctl-cloexec (15 断言)：在非 tty fd(pipe)上验证 ioctl(FIOCLEX) set / ioctl(FIONCLEX) clear，经 fcntl(F_GETFD) 验证 FD_CLOEXEC 切换，并与 fcntl(F_SETFD) 互证两条路径一致；覆盖无效 fd(-1) 和已关闭 fd 的 EBADF。
• syscall-test-procfs-ctxt-switches (4 断言)：验证 /proc/self/status 和 /proc//status 均含 voluntary_ctxt_switches 与 nonvoluntary_ctxt_switches 字段且可解析为整数。

测试通过 CMakeLists.txt 的 GLOB 自动发现集成，无需手动注册。

本地验证

• cargo fmt --check -p starry-kernel：通过 ✅
• diff 确认两个 test_framework.h 副本一致

CI 状态

CI workflow (run #5901) 处于 queued 状态，尚未执行。这是 fork PR 的预期行为——需要 maintainer approve workflow run。所有 run_container 变体在 fork PR 上 skip 是互斥矩阵的正常行为。待 CI 运行后确认四架构 Starry QEMU 全部通过。

重复/重叠分析

• 已合并的 PR #1167 (GDB ptrace) 也修改了 proc.rs，但关注的是 ptrace stop/wait 和 /proc/task 路径，与本 PR 的 ctxt_switches stub 互不冲突。
• 当前 base 分支不含 FIOCLEX/FIONCLEX 实现，也不含 ctxt_switches 字段——PR 补齐了这些缺失。
• 检查其他 open PR（#1208, #1209 等），均不涉及相同文件或相同语义面，无冲突。

审查线程

ZR233 在此前 head (c6fcb94) 上提出的两项 CHANGES_REQUESTED（要求补充 FIOCLEX/FIONCLEX 回归测试和 ctxt_switches 回归测试）已在本 head 中通过新增测试解决，对应的 review thread 已 resolved。

结论

三处修复均正确、简洁，符合 Linux 兼容性语义，新增回归测试覆盖充分。无阻塞问题，建议合并（待 CI 通过）。

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[Lfan-ke]

@ZR233 上一轮的阻塞(缺会在旧行为上失败的回归测例)已在最新 head ba0cf6102 解决:新增两个普通 QEMU 回归测例 syscall-test-ioctl-cloexec(非 tty fd 的 FIOCLEX/FIONCLEX → fcntl(F_GETFD) 看到 FD_CLOEXEC set/clear + 无效 fd EBADF)与 syscall-test-procfs-ctxt-switches(/proc/self/status 与 /proc//status 的 voluntary/nonvoluntary_ctxt_switches 存在且可解析)。四架构单核 qemu10 实测各 15/15、4/4 全 PASS,mai-team-app 已 APPROVE 当前 head。烦请 re-review,谢谢!

[ZR233]

已复查当前提交。此前要求补充的两个回归测试已经覆盖：FIOCLEX/FIONCLEX 在非 tty fd 上设置/清除 FD_CLOEXEC，并验证无效/关闭 fd 返回 EBADF；/proc/self/status 和 /proc//status 也都验证了 voluntary_ctxt_switches 与 nonvoluntary_ctxt_switches 字段存在且可解析。最新 CI 通过，本地也验证了这两个新增 Starry qemu 子用例。