Lab 008 · GUI 解耦与 visor 验证

对应 document/book/09-gui/008/。验证档 B 档(机制/重构,靠构建 + 测试 + grep 验证)。本章把 GUI 从内核里拔出来:核心几何/事件/光栅化逻辑外置成 host-neutral 的 cinux-gui 库,内核只留一个填 Host 表的适配单元,刷新从 PIT 中断挪到 worker 线程。验证核心三件事——core 真的不碰内核、它能脱离内核独立编译跑测试、内核侧 GUI 测试(含新增 region/dirty/swraster)全绿。

目标

确认五件事:

1. cinux-gui 的 core(third_party/Cinux-GUI/core/)零内核 include,是 host-neutral;
2. core 能脱离内核独立编译并跑通 smoke 测试(cinux-gui-smoke,不需要 QEMU);
3. 内核侧只有一个 host adapter TU(host_cinux.cpp)在填 Host 表;
4. GUI 刷新由 gui_worker 线程的 pump() 驱动,PIT 回调已退役(set_tick_callback 无人调用);
5. big_kernel_test 构建 0 error + run-kernel-test 全绿,含本章新增的 region/dirty/swraster 用例。

步骤

1. core 不碰内核(host-neutral 的硬证据)

grep -rn '#include' third_party/Cinux-GUI/core/ \
  | grep -vE '<stdint|<stddef|<stdbool|<string\.h>' \
  | grep -vE '"(event|event_payload|host|region|swraster|pump|pixel|frame|abi)'

应无输出——core 只 include <stdint.h> 这类 freestanding 头和它自己的头,不认识 framebuffer、不认识 IRQ、不认识任何内核设施。它和外界唯一的接缝是 Host 表。

思考:为什么用函数指针表(Host),不用 C++ 抽象基类的虚函数?——见章节:表是纯数据,不带 vtable/RTTI/异常的特权包袱,core 因此能保持 freestanding 友好、任意 hosted 编译器可编;表项允许 nullptr + pump() 逐项判空,所以半填的表也安全(不能 spawn 的宿主 desktop 填 nullptr)。

2. core 脱离内核独立编译 + smoke 测试

cinux-gui 的 CMakeLists.txt 有双身份:作为子目录时只提供静态库;作为顶层 root 时自带一个 cinux-gui-smoke 冒烟程序(手填一张假 Host 表跑 pump())。后一种就是 host-neutral 的活证据:

cmake -S third_party/Cinux-GUI -B /tmp/cgui-build && \
cmake --build /tmp/cgui-build -j$(nproc) && \
(cd /tmp/cgui-build && ctest --output-on-failure)

应看到 libcinux-gui.a 编出来、cinux-gui-smoke 编出来、100% tests passed。这个 smoke 程序不需要内核、不需要 QEMU——驱动内核的那同一份 core,驱动一个无内核的假宿主只靠换一张表的填充。这正是「未来 SDL/X11/Wayland adapter 的种子」。

3. 内核侧:只有一个 host adapter 在填表

grep -n 'cinux_host_init\|g_cinux_host\.core\.' kernel/gui/host_cinux.cpp | head

去看 cinux_host_init()(host_cinux.cpp:371):逐行把 poll_event/render_frame/flush/now_ms 指向内核设施(鼠标队列、窗口管理器、VBE 帧缓冲、PIT uptime)。这就是「换宿主 = 换表填充」里内核这一侧的填充。再确认 kernel/gui/CMakeLists.txt 的注释:kernel/gui/ 只保留这一个 host-specific TU。

4. 刷新已从 PIT 挪到 worker 线程

# GUI 现在的驱动循环:gui_worker 线程 pump()+yield()
grep -n 'pump(\|yield()' kernel/proc/init.cpp
# PIT 回调机制还在,但全树没人注册它 → 实际 no-op
grep -rn 'set_tick_callback' kernel/

init.cpp:32 的 gui_worker_thread 应是 while (true) { pump(...); yield(); }。set_tick_callback 的 grep 应只在 pit.hpp 的声明 + pit.cpp 的定义处命中,没有任何调用点,所以 tick_callback_ 是 nullptr,invoke_tick_callback() 是 no-op——退役的是「注册」,不是「机制」。

再读 kernel/drivers/pit/pit.cpp:91 和 :94,确认 invoke_tick_callback()(GUI,现 no-op)和 Scheduler::tick()(调度)是两条独立语句——这是退役 GUI 回调不连带废掉时间片轮转的前提。

5. 内核构建 + 测试(CINUX_GUI=ON)

cmake --build build --target big_kernel_test -j$(nproc) > /tmp/b.log 2>&1; echo "build=$?"
cmake --build build --target run-kernel-test 2>&1 | tail -3

别 cmake --build build(ALL):host 单测有既有债(test_ext2_inode_ops 的 mock 滞后于内核 ErrorOr),会让 ALL 失败,跟本章无关。用 big_kernel_test + run-kernel-test。

应 build=0、测试全绿(0 failed)。日志里能看到 GUI 测试段:=== cinux::gui SwRaster Tests (F13 §4a) ===、region / dirty 相关用例。本章新增的 test_gui_region(容量坍缩的有界不变量)、test_gui_dirty(pump idle 不 flush / 有脏矩形才 flush)、test_gui_swraster(Q8.8 alpha 数值精确)都在里面。

验收清单

• [ ] core(third_party/Cinux-GUI/core/)零内核 include,grep 无输出。
• [ ] cinux-gui 能脱离内核独立编译,ctest 100% passed(cinux-gui-smoke)。
• [ ] 内核侧仅 host_cinux.cpp 填 Host 表;cinux_host_init 把每个回调指向内核设施。
• [ ] gui_worker_thread = while { pump(); yield(); };set_tick_callback 全树无人调用(退役)。
• [ ] big_kernel_test build=0 + run-kernel-test 全绿(含 test_gui_region/dirty/swraster)。

别做这些

• 别把 swraster 当成已经在画屏幕——它目前只是骨架,有单测消费但没接进 WindowManager::composite();真正合成仍走 Canvas。core 经 Host 表驱动的是 input / render_frame / flush 路径,绘制还在内核侧。
• 别以为 PIT 回调机制被删了——set_tick_callback/invoke_tick_callback 符号还在(CINUX_GUI 下),只是没人注册,实际 no-op。看到它们别误判「反转没做完」。
• 别给 HostDesktop.spawn 当成通用 spawn——它目前无视 path/argv,直接转去 create_shell_terminal(),只有「开 shell」一个动作。
• 别指望 init.cpp 里没有 #ifdef CINUX_GUI——那一弧的「§14 收尾」(源码 #ifdef 全归 CMake gate + USB stub)时间上在 xHCI 驱动之后,本章是解耦骨架,worker 线程还内联在 init.cpp 里。
• 别 cmake --build build(ALL)验证本章——host 单测既有债会失败;用 big_kernel_test + run-kernel-test。