Initial commit: phases 1-3 du portage Wayland Rust pour Redox OS
Plan directeur 14 phases / 5 ans (REDOX_COSMIC_XWAYLAND_RS_PLAN.md).
Phase 1 — Audit Redox (docs/existing-redox-gui.md, 486 lignes) :
- Orbital, graphics-ipc (API DRM compatible Linux subset KMS), inputd, vesad
- relibc support : AF_UNIX, SCM_RIGHTS, shm_open, mmap, poll
- 3 manques identifiés : memfd_create, keymap XKB, AT-SPI
Phase 2 — Validation primitives sur Redox via redoxer (5 tests + 1 POC) :
- test-unix-socket : SOCK_STREAM Wayland-shaped roundtrip
- test-fd-passing : SCM_RIGHTS mono-process (artefact kernel)
- test-fd-passing-fork : SCM_RIGHTS multi-process (validation Wayland critique)
- test-shm-open : shm_open + mmap + persistance + unlink
- test-poll-multifd : poll() multiplexing + POLLHUP
- poc-pixels : datapath shm + SCM_RIGHTS bout en bout (10000 pixels ARGB)
Phase 3 — wayland-rs sur Redox (compile + runtime) :
- wayland-{scanner,backend,server,client} compilent pour x86_64-unknown-redox
sans patch upstream (rustix supporte Redox via libc backend)
- test-handshake : server/client wl_registry handshake roundtrip
- test-shm-pipeline : pipeline complet (ListeningSocket Unix réel + fd passing
via wl_shm.create_pool + wl_shm_pool + wl_buffer + wl_surface + commit +
serveur lit pixels via fd reçu, validation pixel-perfect)
Verdict phase 3 : wayland-rs upstream est viable sur Redox out-of-the-box,
le port "Wayland sur Redox" est désormais un problème de compositor à écrire,
pas de stack à porter.
Prérequis build : redoxer (pas cargo direct, car CMSG_NXTHDR/CMSG_DATA
ne sont pas linkés autrement vers librelibc.a).
Leyoda 2026 – GPLv3
This commit is contained in:
commit
53e6626231
21 changed files with 3676 additions and 0 deletions
486
docs/existing-redox-gui.md
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486
docs/existing-redox-gui.md
Normal file
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@ -0,0 +1,486 @@
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# Audit Phase 1 — Existant Redox GUI
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> Document produit le 2026-05-08 dans le cadre du plan directeur
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> `REDOX_COSMIC_XWAYLAND_RS_PLAN.md` (phase 1 : audit avant code).
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>
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> **Périmètre** : comprendre l'architecture graphique actuelle de Redox
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> (Orbital + drivers + primitives) pour calibrer le portage Wayland.
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## Résumé exécutif
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Redox dispose **déjà d'une fondation graphique plus mûre que prévu** :
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- **Une API DRM compatible Linux** (subset KMS) exposée via `graphics-ipc` et utilisée par Orbital
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- **Plusieurs drivers** : VESA firmware (`vesad`), virtio-gpu (`virtio-gpud`), Intel HD (`ihdgd`)
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- **Un input multiplexer** (`inputd`) qui gère VT switching, keymaps, producteurs/consommateurs
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- **Orbital** très compact (~3900 lignes Rust) qui valide le pattern serveur-clients via scheme
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Côté primitives système, **l'essentiel de ce que Wayland exige est déjà là** :
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- AF_UNIX sockets via le scheme `chan:` ✅
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- `sendmsg`/`recvmsg` avec **SCM_RIGHTS implémenté** (fd passing) ✅
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- `shm_open` via `/scheme/shm/` ✅
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- `mmap MAP_SHARED` ✅
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- `poll`/`epoll` ✅
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- ⚠️ `memfd_create` : numéro syscall défini mais implémentation à vérifier
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**Conclusion** : la phase 2 (primitives OS) du plan directeur sera moins lourde que craint.
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La majorité des briques existent — il faudra surtout valider le comportement par tests dédiés.
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## 1. Architecture Orbital
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### 1.1 Point d'entrée et boot
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`orbital/src/main.rs` (82 lignes) :
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```text
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main()
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└─ orbital()
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├─ lit env "VT" (passé par inputd au boot)
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├─ Orbital::open_display() ← ouvre display via inputd
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├─ exec "inputd -A <vt>" ← s'enregistre comme handler du VT
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├─ Config::from_path("/ui/orbital.toml")
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├─ OrbitalScheme::new(displays, config)
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└─ orbital.run(scheme, login_cmd) ← event loop principal
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```
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**Note séquence de boot** : c'est `inputd` qui orchestre l'ouverture du display
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au moment où le VT s'active. Orbital ne touche pas directement aux drivers
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graphiques — il passe par inputd qui lui retourne un fd `/scheme/.../v2/...`.
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### 1.2 Event loop (`core/mod.rs`, 662 lignes)
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Architecture deux-fd :
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```text
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EventQueue<Source>
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├─ Scheme fd (clients Orbital) → SchemeSync trait
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└─ Input fd (depuis inputd consumer) → ConsumerHandleEvent::Events
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```
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**Patterns clés** :
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- Utilise `event::EventQueue` (crate `redox_event`) — équivalent Redox de
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`wl_event_loop` Wayland ou `epoll` Linux
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- Chaque source a son fd, multiplexé en édge-triggered READ
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- Les requests scheme bloquantes sont stockées dans `delayed: VecDeque` puis
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réveillées quand un input arrive (équivalent du `wl_display_dispatch_pending`
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Wayland)
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**Réutilisable pour le compositor Wayland** :
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- Le pattern EventQueue avec sources typées (`user_data!` macro) est exactement
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ce qu'il faut pour le compositor Wayland
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- Le mécanisme `delayed` pour les reads bloquants est réutilisable tel quel
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### 1.3 Protocole `orbital:` (le scheme)
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Implémenté dans `core/mod.rs::OrbitalHandler::SchemeSync` et `scheme.rs` (1721 lignes).
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**API client** (ce qu'un client appelle pour ouvrir une fenêtre) :
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```text
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open("/scheme/orbital/<flags>/<x>/<y>/<w>/<h>/<title>")
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||||
→ returns window_fd
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write(window_fd, "T,nouveau titre") → titre
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write(window_fd, "S,800,600") → resize
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write(window_fd, "P,100,200") → position
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||||
write(window_fd, "Y,0,0,800,600,...") → damage rectangles
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||||
write(window_fd, "F,t,1") → flag transparent on
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read(window_fd, &mut events) → pull events (clavier, souris, ...)
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||||
mmap_prep(window_fd, ...) → obtient un buffer mmap zero-copy
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fsync(window_fd) → commit (équivalent wl_surface.commit)
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```
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**Concepts à transposer en Wayland** :
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| Orbital | Équivalent Wayland |
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|---|---|
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| open() avec path verbeux | `xdg_surface` + `xdg_toplevel` configure |
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| write("S,...") resize | `xdg_toplevel.configure` + ack |
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||||
| write("Y,...") damage | `wl_surface.damage_buffer` |
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||||
| mmap_prep | `wl_shm_pool.create_buffer` + `wl_surface.attach` |
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||||
| fsync | `wl_surface.commit` |
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||||
| read events | event queue Wayland |
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||||
**Limites du protocole Orbital** :
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- API basée sur strings dans les writes — pas type-safe, pas de versioning
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||||
- Une seule sémantique d'extension (préfixes "A","D","F","M","P","S","T","Y")
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||||
- Pas de négociation de capabilities côté serveur
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||||
- Buffer mmap'é direct — moins flexible que `wl_shm_pool` mais plus rapide
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### 1.4 Composition (`compositor.rs`, 281 lignes)
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Compositor logiciel CPU pur :
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- `Image::roi_mut()` pour écrire dans le framebuffer
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- `Color` ARGB8888
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- Damage rectangles propagés aux clients via `Y,...`
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||||
- Curseur SW si pas de hardware cursor disponible (cf `core/display.rs:140`
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||||
`set_client_capability(CursorPlaneHotspot, true)`)
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||||
**Réutilisable directement** : la logique damage tracking + composition CPU
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est exactement ce qu'il faut pour la phase 6-7 du plan (`wl_shm` + composition).
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## 2. Stack graphique Redox
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### 2.1 API `graphics-ipc` (la lib commune)
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`base/drivers/graphics/graphics-ipc/src/lib.rs` (127 lignes).
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**Découverte critique** (commentaire ligne 13-15) :
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> *The v2 graphics API allows creating framebuffers on the fly, using them for
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||||
> page flipping and handles all displays using a single fd. This is basically
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||||
> a subset of the Linux DRM interface with a couple of custom ioctls in the
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||||
> place of the KMS ioctls that are missing.*
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||||
**Conséquence** : Redox a une **API DRM compatible Linux** (subset KMS).
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||||
La crate Rust `drm` upstream fonctionne directement sur Redox.
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API exposée :
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```rust
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V2GraphicsHandle::from_file(file)
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||||
├─ resource_handles() ← liste connectors/encoders/CRTCs
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||||
├─ get_connector(handle, force_probe)
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||||
├─ get_encoder(handle)
|
||||
├─ create_dumb_buffer(size, fourcc, bpp)
|
||||
├─ map_dumb_buffer(buffer) ← mmap CPU-accessible
|
||||
├─ add_framebuffer(buffer, depth, bpp)
|
||||
├─ set_crtc(crtc, fb, position, connectors, mode)
|
||||
├─ dirty_framebuffer(fb, &[ClipRect]) ← damage flush
|
||||
├─ move_cursor / set_cursor2
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||||
└─ destroy_*
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```
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`CpuBackedBuffer` (lignes 46-127) :
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- Wrapper sur `DumbBuffer` DRM
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- Optionnel : shadow buffer host (write-combining mitigation)
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- `sync_rect()` pour copier shadow → on-screen par damage
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**Implications pour le portage Wayland** :
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1. Pas besoin de réinventer le display backend — l'API DRM existe
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2. Peut être utilisée telle quelle par un compositor Wayland Rust
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3. `CpuBackedBuffer::shadow_buf()` retourne `&mut [u8]` — exactement
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le format SHM que Wayland attend pour la composition
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### 2.2 Drivers graphiques disponibles
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Localisation : `base/drivers/graphics/`.
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| Driver | Cible | Statut | Notes |
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|---|---|---|---|
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| **`vesad`** (133 + 275 lignes) | VESA framebuffer firmware (BIOS/UEFI) | Stable | Lit FRAMEBUFFER_* env, support multi-FB |
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||||
| **`virtio-gpud`** (615 + 528 lignes) | virtio-gpu (QEMU/KVM) | Actif | C'est ce qui tourne sur ton image desktop |
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| **`ihdgd`** | Intel HD Graphics | Actif | Driver natif HW |
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| `fbcond` | Console framebuffer | — | Texte console |
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| `fbbootlogd` | Boot log framebuffer | — | Affichage early boot |
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| `console-draw` | Helpers dessin console | — | Lib commune |
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| `driver-graphics` | Couche d'abstraction commune (`GraphicsScheme`) | — | C'est elle qui exporte `display.<driver>` |
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||||
Tous publient leur scheme sous forme `display.<nom>` (ex: `display.vesa`).
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### 2.3 Chemin d'ouverture du display
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```text
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Orbital
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└─> ConsumerHandle::new_vt() // /scheme/input/consumer
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||||
└─> open_display_v2()
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||||
└─> fpath() pour récupérer le path complet
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||||
└─> open("/scheme/.../v2/<display>") // fd graphics-ipc v2
|
||||
└─> V2GraphicsHandle::from_file
|
||||
```
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||||
C'est `inputd` qui détient la connaissance du driver graphique actif et
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expose un chemin standard. Orbital ne hard-code pas `vesa` ou `virtio-gpu` —
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il demande à inputd.
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||||
**Implication pour le compositor Wayland** : suivre le même pattern.
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Demander à `inputd` quel display est associé au VT, ouvrir le fd retourné,
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le wrapper en `V2GraphicsHandle`. Pas de hardcode de driver.
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### 2.4 `vesad` — le chemin firmware framebuffer
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`base/drivers/graphics/vesad/src/main.rs` (133 lignes).
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||||
**Bootstrap** (lignes 19-44) :
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```rust
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||||
FRAMEBUFFER_WIDTH // hex string, ex "780" → 1920
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||||
FRAMEBUFFER_HEIGHT // ex "438" → 1080
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||||
FRAMEBUFFER_ADDR // adresse physique du FB fournie par firmware
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||||
FRAMEBUFFER_STRIDE // bytes par ligne
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```
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Le bootloader (UEFI/BIOS) place ces variables avant de chainer vers le kernel.
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`vesad` mappe l'adresse physique en mémoire userspace et expose le FB via
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`GraphicsScheme`.
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**Fallback bootloader env** (lignes 60-84) : `vesad` lit `/scheme/sys/env`
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pour `FRAMEBUFFER1`, `FRAMEBUFFER2`, ... — support multi-écran natif au boot
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||||
si le firmware en remonte plusieurs.
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**Implication** : pour la phase 4 du plan (backend display), partir de `vesad`
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||||
comme chemin de validation initial = sûr et simple. virtio-gpud est plus
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||||
puissant mais plus complexe (gpu commandes, virgl optionnel).
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## 3. Stack input
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### 3.1 `inputd` — le multiplexer
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`base/drivers/inputd/src/{lib.rs,main.rs}` (211 + 663 lignes).
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**Schemes exposés** :
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| Path | Pour | Rôle |
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|---|---|---|
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| `/scheme/input/consumer` | Orbital, futur compositor | reçoit les events triés (orbclient::Event) |
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| `/scheme/input/consumer_bootlog` | bootlog | events early-boot |
|
||||
| `/scheme/input/producer` | drivers ps2d, usbhidd | écrit des events bruts |
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||||
| `/scheme/input/control` | gestion VT/keymap | active VT, change keymap |
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||||
| `/scheme/input/handle/<scheme>` | délégation à un autre scheme | déléguer un VT à un autre serveur |
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||||
| `/scheme/input/handle_early/<scheme>` | idem mais avant init VT | bootlog, etc. |
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||||
**API ConsumerHandle** :
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```rust
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let h = ConsumerHandle::new_vt()?;
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||||
let display_fd = h.open_display_v2()?; // ← ouvre le display de ce VT
|
||||
let evt_fd = h.event_handle(); // ← fd à mettre dans EventQueue
|
||||
match h.read_events(&mut events)? {
|
||||
ConsumerHandleEvent::Events(slice) => /* traite events */,
|
||||
ConsumerHandleEvent::Handoff => /* VT change, on perd le contrôle */,
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
Le **handoff via `ESTALE`** est crucial : quand le VT switch (Ctrl-Alt-F2),
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||||
inputd retourne ESTALE — Orbital sait qu'il doit se mettre en veille
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||||
proprement. Le compositor Wayland devra gérer la même sémantique.
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### 3.2 Drivers input
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||||
`base/drivers/input/` :
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- `ps2d` — clavier/souris PS/2 (legacy + KVM)
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||||
- `usbhidd` — HID USB (clavier, souris, tablette)
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||||
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||||
Tous écrivent vers `/scheme/input/producer`. inputd dédoublonne, séquence,
|
||||
attribue au VT actif, transmet au consumer.
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||||
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### 3.3 Format d'event
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||||
`orbclient::Event` (struct C-compatible) — défini dans la crate `orbclient`.
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||||
Types : `KeyEvent`, `MouseEvent`, `MouseRelativeEvent`, `ButtonEvent`,
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||||
`ScrollEvent`, `FocusEvent`, `QuitEvent`, etc.
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||||
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||||
**Pour Wayland** :
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||||
- Mapping `orbclient::KeyEvent` → `wl_keyboard.key` : direct
|
||||
- Codes de touches : `orbclient` utilise des scancodes — il faudra
|
||||
traduire vers les **keycodes XKB** que Wayland attend
|
||||
- ⚠️ **xkb keymap** : à concevoir, voir section 5
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||||
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## 4. Primitives OS pour Wayland (relibc)
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||||
Vérifications effectuées dans `~/Projets/Redox/relibc/src/`.
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||||
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### 4.1 Sockets Unix (AF_UNIX)
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||||
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||||
`platform/redox/socket.rs` :
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||||
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||||
- AF_UNIX **bind/connect** : implémenté via syscall direct (commentaire ligne 69 :
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||||
*"bind/connect with AF_UNIX were replaced with SYS_CALL"*)
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||||
- Path encoding : `chan:<path>` (ligne 177 : `buf.starts_with(b"chan:")`)
|
||||
- SOCK_STREAM ✅ et SOCK_DGRAM ✅ supportés
|
||||
- Compatible avec l'usage Wayland (`$XDG_RUNTIME_DIR/wayland-N`)
|
||||
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||||
### 4.2 fd passing — `sendmsg` / `recvmsg` avec SCM_RIGHTS
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||||
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||||
**🟢 Critique** : `platform/redox/socket.rs` :
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||||
- Lignes 272 et 447 : `(SOL_SOCKET, SCM_RIGHTS)` traité dans cmsghdr
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||||
- Lignes 835 et 924 : `recvmsg` / `sendmsg` implémentés en interne
|
||||
|
||||
C'est **le pré-requis n°1** du plan (risque majeur 1) — il est rempli.
|
||||
Il faut quand même écrire des tests dédiés en phase 2 pour valider :
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||||
- Passage simple de fd entre deux processus
|
||||
- Multiple fds dans un même cmsg
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||||
- Passage d'un fd shm + lecture côté receveur
|
||||
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||||
### 4.3 Mémoire partagée — `shm_open` + mmap
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||||
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||||
**`shm_open`** : `header/sys_mman/mod.rs:185` :
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||||
```rust
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||||
pub unsafe extern "C" fn shm_open(name, oflag, mode) -> c_int {
|
||||
// traduit "/foo" → "/scheme/shm/foo" puis open() classique
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
Mécanisme : un scheme dédié `/scheme/shm/` sert de namespace
|
||||
(équivalent `/dev/shm` Linux mais via le scheme system).
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||||
|
||||
**`mmap MAP_SHARED`** : présent (`header/sys_mman/mod.rs`). Tous les buffers
|
||||
DRM dumb sont déjà mappés ainsi par `graphics-ipc`.
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||||
|
||||
### 4.4 ⚠️ `memfd_create`
|
||||
|
||||
- Numéro syscall défini : `__NR_memfd_create = 319` (x86_64)
|
||||
- **Implémentation** : pas vue dans la sortie grep — probablement absente
|
||||
ou stub
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||||
- **Impact pour Wayland** : libwayland-client moderne préfère `memfd_create`
|
||||
pour les shm pools (pas de path needed). Fallback : `shm_open` avec nom
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||||
unique → fonctionne, juste un peu plus verbeux
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||||
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||||
À traiter en phase 2 :
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||||
- Soit implémenter `memfd_create` au-dessus de `shm_open + shm_unlink`
|
||||
- Soit ajouter une couche `cfg(target_os = "redox")` côté `wayland-client`
|
||||
qui force le path shm_open
|
||||
|
||||
### 4.5 Event loop / poll
|
||||
|
||||
- `header/poll/mod.rs` : `poll()` POSIX disponible
|
||||
- `header/sys_select/mod.rs` : `select` POSIX
|
||||
- `header/sys_epoll/mod.rs` : `epoll_*` (probablement émulé sur Redox via
|
||||
l'EventQueue native — à vérifier)
|
||||
- **Native Redox** : `redox_event::EventQueue` — utilisé par Orbital, plus
|
||||
idiomatique. Pour le compositor Rust pur, autant l'utiliser directement
|
||||
plutôt que de passer par poll() POSIX.
|
||||
|
||||
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||||
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||||
## 5. Manques identifiés (à traiter dans le plan)
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||||
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||||
### 5.1 Pas de keymap XKB sur Redox
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||||
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||||
Wayland exige que le serveur envoie un keymap XKB au client (`wl_keyboard.keymap`
|
||||
event, format `XKB_V1`). Or :
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||||
- Redox utilise des scancodes orbclient
|
||||
- Pas de `xkbcommon` packagé sur Redox (à confirmer en cherchant la recette)
|
||||
- Pas de fichiers de keymap XKB système
|
||||
|
||||
**À traiter en phase 5 (backend input)** :
|
||||
- Option A : porter `libxkbcommon` (C, ~10k loc)
|
||||
- Option B : utiliser la crate Rust `xkb` (wrapper xkbcommon, dépend du C)
|
||||
- Option C : implémenter un sous-ensemble XKB en Rust (plus long mais
|
||||
cohérent avec l'esprit du projet)
|
||||
|
||||
Recommandation : **Option C** mais avec scope minimal (US layout + variantes
|
||||
basiques) au début. La crate `xkeysym` peut servir de base.
|
||||
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||||
### 5.2 Pas d'AT-SPI / dbus pour l'accessibilité
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||||
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||||
- Phase 11 du plan vise navigation clavier + métadata d'accessibilité
|
||||
- Sur Linux, AT-SPI transporte ces métadata via dbus
|
||||
- Dbus existe sur Redox mais portage limité ; AT-SPI n'est pas porté
|
||||
- À concevoir : protocole Redox simple d'accessibilité, ou wayland-protocols
|
||||
custom (text-input-v3 comme point de départ)
|
||||
|
||||
### 5.3 GPU userspace driver manquant
|
||||
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- vesad et virtio-gpud existent mais pas de DRM driver "GPU complet" hors virtio
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- Mesa3D Redox = LLVMpipe seulement (CPU)
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- Phase 12 du plan = GPU expérimental — restera CPU pour le MVP
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- À documenter : aucune accélération hardware n'est garantie pour les phases 0-11
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### 5.4 Pas de session manager / VT API stable
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- Sur Linux : `logind` / `seatd` gèrent les VT et l'accès aux devices
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- Sur Redox : `inputd` joue un rôle similaire mais pas équivalent
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- Pour Smithay (phase 13), il faudra un backend session Redox basé sur inputd
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## 6. Ce qui est réutilisable directement
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| Composant Redox actuel | Usage dans le compositor Wayland |
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|---|---|
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| `redox_event::EventQueue` | Boucle principale du compositor |
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| `redox-scheme::SchemeSync` | Si on choisit aussi de publier un scheme `wayland:` |
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| `graphics-ipc::V2GraphicsHandle` | Backend display (phase 4) — direct |
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| `graphics-ipc::CpuBackedBuffer` | wl_shm composition (phase 6) — direct |
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| `inputd::ConsumerHandle` | Backend input (phase 5) — direct |
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| `orbital/src/compositor.rs` damage tracking | Référence pour notre damage logic (phase 6-7) |
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| `orbital/src/scheme.rs` focus + raccourcis | Référence pour focus management (phase 7) |
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| `redox-log` | Logging |
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| Crate `drm` upstream | Si on veut adresser DRM directement |
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## 7. Décisions recommandées pour la suite
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### Phase 2 (primitives OS) — peut être réduite
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Plutôt que d'auditer toutes les primitives, **se limiter à des tests dédiés** :
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1. Test fd passing : 2 processus, l'un crée un memfd-like, l'autre le mappe
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2. Test Unix socket SOCK_STREAM avec messages Wayland-shaped (header binaire)
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3. Test event loop multi-fd avec signaux POSIX
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4. Test concurrent shm_open/mmap depuis plusieurs processus
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Si les 4 tests passent, on a la garantie que `wayland-rs` peut tourner.
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Estimation : **1 mois à 2h/jour** au lieu des 6 mois initialement budgétés.
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### Phase 3 (port wayland-rs) — à découper
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`wayland-rs` upstream a peu de deps OS-specifiques dans son crate `wayland-backend`.
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Ordre suggéré :
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1. `wayland-scanner` (génération code XML → Rust) : pure logic, devrait marcher tel quel
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2. `wayland-backend` : couche socket — vérifier le `cfg(unix)` vs ajout d'un
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||||
`cfg(target_os = "redox")`
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3. `wayland-server` : haut niveau — devrait fonctionner si backend OK
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4. `wayland-client` : symétrique
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### Phase 4 (display backend) — voie rapide possible
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`V2GraphicsHandle` est si proche de l'API DRM Linux qu'on peut s'inspirer
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directement de `core/display.rs` d'Orbital pour le RedoxOutput.
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**Estimation : 2 mois à 2h/jour** (au lieu des 6 mois si on partait de zéro).
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## 8. Repos clonés localement pour la suite
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```text
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~/Projets/Redox/
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||||
├── orbital/ ← référence compositor (gitlab.redox-os.org/redox-os/orbital)
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||||
├── base/ ← drivers + graphics-ipc + inputd (gitlab.redox-os.org/redox-os/base)
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||||
├── relibc/ ← libc Redox, primitives POSIX (--depth 1)
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||||
├── redox-src/ ← repo umbrella, ~/Projets/Redox/redox-src/build/x86_64/desktop/harddrive.img
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||||
└── docs/existing-redox-gui.md ← ce document
|
||||
```
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||||
Sources additionnelles à cloner si on creuse plus :
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- `redox-os/wayland-rs-redox-fork` *(à créer le moment venu)*
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- `redox-os/drivers` *(déjà inclus dans base/drivers/)*
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||||
- `Smithay/smithay` *(plus tard, phase 13)*
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## 9. Documents à produire ensuite
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Selon le plan directeur (section "Documents A Produire Ensuite") :
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| Document | Quand | Contenu |
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|---|---|---|
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| `redox-wayland-primitives.md` | Phase 2, après tests | Résultats des 4 tests dédiés + conclusions |
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| `compositor-architecture.md` | Phase 3-4 | Crates, traits, flux de données |
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||||
| `display-backend-redox.md` | Phase 4 | Détails RedoxOutput + dirty_framebuffer flow |
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||||
| `input-backend-redox.md` | Phase 5 | Mapping orbclient → Wayland + XKB strategy |
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||||
| `software-rendering-and-gpu-roadmap.md` | Phase 4 + 12 | CPU paths + GPU horizon |
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||||
| `accessibility-roadmap.md` | Phase 11 | Décisions sans AT-SPI |
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||||
| `orbital-migration.md` | Phase 8-9 | Comment porter winit/softbuffer/clients |
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||||
| `cosmic-smithay-roadmap.md` | Phase 13 | Quand y aller, dépendances bloquantes |
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||||
| `x11-compat-rust-roadmap.md` | Phase 14 | Projet séparé |
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||||
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||||
---
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||||
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||||
*Fin de l'audit phase 1.*
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||||
296
docs/redox-wayland-primitives.md
Normal file
296
docs/redox-wayland-primitives.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,296 @@
|
|||
# Phase 2 — Primitives Redox pour Wayland : résultats des tests
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||||
|
||||
> Document produit le 2026-05-08 dans le cadre du plan directeur
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||||
> `REDOX_COSMIC_XWAYLAND_RS_PLAN.md`.
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||||
>
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||||
> **Périmètre** : valider par tests dédiés que les 4 primitives système
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||||
> indispensables à Wayland (Unix sockets, fd passing SCM_RIGHTS, shm_open+mmap,
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||||
> poll multi-fd) fonctionnent sur Redox. Décision conditionnée par l'audit
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||||
> phase 1 (`existing-redox-gui.md`) qui a montré que ces primitives
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||||
> existent en théorie dans relibc.
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## Verdict global
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**✅ Wayland est techniquement viable sur Redox.**
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Les 4 primitives critiques fonctionnent dans le scénario réel Wayland
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(client + compositor en deux processus séparés). **Aucun blocage** identifié
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pour démarrer la phase 3 (port `wayland-rs`).
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| Test | Scope | Résultat |
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|---|---|---|
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| Test 1 — Unix socket SOCK_STREAM | mono-process via socketpair | ✅ PASS |
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| Test 2 — SCM_RIGHTS | mono-process | ⚠️ Artefact (numéro fd réutilisé) |
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||||
| Test 2b — SCM_RIGHTS | multi-process (fork) | ✅ PASS |
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||||
| Test 3 — shm_open + mmap MAP_SHARED | mono-process | ✅ PASS |
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||||
| Test 4 — poll() multi-fd | mono-process | ✅ PASS |
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||||
## Méthodologie
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Workspace : `~/Projets/Redox/redox-wayland-tests/`
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Toolchain : `nightly-2026-05-07` + target `x86_64-unknown-redox`
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||||
Exécution : `redoxer run --release` (mini-VM Redox sous QEMU/KVM)
|
||||
|
||||
Chaque test est un binaire Rust autonome utilisant uniquement la crate
|
||||
`libc 0.2` (pour rester proche du métal et éviter d'introduire des biais
|
||||
d'abstraction).
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---
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## Test 1 — Unix socket SOCK_STREAM avec format Wayland
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### Objectif
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Valider qu'un message Wayland-shaped (header `object_id` + `(size << 16 | opcode)`,
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payload aligné sur 4 bytes) traverse une socketpair AF_UNIX/SOCK_STREAM sans
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corruption.
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||||
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||||
### Setup
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||||
- `socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fds)`
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||||
- Construire un message : 8 bytes header + 32 bytes payload aligné = 40 bytes
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||||
- write_all côté A, read_exact header puis payload côté B
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||||
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||||
### Résultat
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||||
```text
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||||
[test-01] sent 40 bytes (header 8 + payload 32 aligned to 32)
|
||||
[test-01] PASS: roundtrip OK, 40 bytes recv, oid=0x1 op=0xa
|
||||
```
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||||
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||||
**Conclusion** : `wayland-rs/wayland-backend` peut utiliser des Unix sockets
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||||
Redox sans modification au niveau wire format.
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---
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||||
## Test 2 — SCM_RIGHTS mono-process
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### Objectif
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||||
Valider l'API SCM_RIGHTS via `sendmsg`/`recvmsg`. Vérifier que le fd
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reçu donne accès au même fichier que le fd envoyé.
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### Observation initiale (FAIL)
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||||
En mono-process :
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||||
- `sendmsg(SCM_RIGHTS, [fd=5])` → succès
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||||
- `recvmsg(...)` → control de 24 bytes, fd reçu = **5** (identique)
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||||
- `dup(tmp_fd) → 8`, send 8, recv → **8**
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||||
|
||||
Conclusion : le kernel Redox **réutilise le numéro fd** plutôt que de créer
|
||||
un nouveau slot dans la fd table. Quand on `close(tmp_fd)` puis `close(dup)`,
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||||
le fd reçu devient EBADF.
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||||
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||||
### Interprétation
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Ce comportement est **un artefact mono-process** :
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||||
- Mono-process, le sender et le receiver partagent la même fd table
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||||
- Le kernel optimise en évitant de créer un slot redondant
|
||||
- Ce n'est **pas** un comportement représentatif du cas Wayland réel
|
||||
(client et compositor sont toujours en deux processus séparés)
|
||||
|
||||
### Code relibc concerné
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||||
`relibc/src/platform/redox/socket.rs:289` (send) et `:467` (recv) :
|
||||
```rust
|
||||
redox_rt::sys::sys_call_wo(socket, &fds_slice, CallFlags::FD, &[])?
|
||||
redox_rt::sys::sys_call_ro(socket, fds_bytes, call_flags, &[])?
|
||||
```
|
||||
Le syscall Redox `sys_call_wo/ro` avec `CallFlags::FD` est l'implémentation
|
||||
réelle. Sa sémantique multi-process est validée par le test 2b ci-dessous.
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||||
---
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## Test 2b — SCM_RIGHTS multi-process (le vrai test Wayland)
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### Objectif
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||||
Valider que SCM_RIGHTS transfère effectivement un fd d'un processus parent
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||||
vers un processus enfant créé par `fork()`. C'est le scénario Wayland exact.
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### Setup
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||||
1. Parent : `open("/tmp/...")` avec un marker connu
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||||
2. Parent : `socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM)`
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||||
3. Parent : `fork()`
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||||
4. Parent : `sendmsg(SCM_RIGHTS, [tmp_fd])`, drop tmp_fd
|
||||
5. Child : `recvmsg`, lit via le fd reçu, vérifie le marker, `_exit(0/N)`
|
||||
6. Parent : `waitpid`, recupère exit code
|
||||
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||||
### Résultat
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||||
```text
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||||
[test-02b PARENT] tmp fd=5, sockets 6/7
|
||||
[test-02b PARENT] forked child pid=36, sending fd
|
||||
[test-02b CHILD pid=36] recvmsg on sock 7
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||||
[test-02b CHILD] received fd=5
|
||||
[test-02b CHILD] marker matches, exit 0
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||||
[test-02b PARENT] child reaped: exited=true code=0
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||||
[test-02b] PASS: fd passed across fork() correctly
|
||||
```
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||||
|
||||
**Conclusion critique** : Le child a reçu fd=5 (numéro réutilisé localement,
|
||||
ce qui est normal puisque sa fd table est indépendante du parent), et la
|
||||
**lecture via ce fd a retourné le marker écrit par le parent**.
|
||||
|
||||
C'est la sémantique POSIX correcte pour SCM_RIGHTS et c'est **exactement
|
||||
ce que Wayland exige** : un client envoie un fd shm au compositor, le
|
||||
compositor reçoit dans sa propre fd table un descripteur fonctionnel.
|
||||
|
||||
### Implication pour le projet
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||||
Le risque majeur n°1 du plan directeur (cf section "Risques Majeurs") est levé :
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||||
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||||
> *Wayland depend fortement de sockets, fd passing, shm et mmap.
|
||||
> Mitigation : traiter cette phase avant tout port COSMIC ;
|
||||
> maintenir des tests bas niveau.*
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||||
|
||||
Pré-requis fonctionnel : ✅ confirmé.
|
||||
Tests bas niveau à maintenir : ✅ ce document + le code source
|
||||
`redox-wayland-tests/`.
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||||
|
||||
---
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||||
## Test 3 — shm_open + mmap MAP_SHARED
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||||
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||||
### Objectif
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Valider que `shm_open` (qui sur Redox est traduit en
|
||||
`open("/scheme/shm/<name>")` par relibc) supporte le pattern Wayland :
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||||
créer une zone partagée nommée, écrire, refermer, rouvrir, relire.
|
||||
|
||||
### Setup
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||||
1. `shm_open("/redox-wl-test-03", O_RDWR|O_CREAT, 0600)`
|
||||
2. `ftruncate(fd, 4096)`
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||||
3. `mmap(NULL, 4096, RW, MAP_SHARED, fd, 0)`
|
||||
4. Écrire 1024 u32 = pattern `0xDEADBEEF + index`
|
||||
5. `munmap` + `close`
|
||||
6. `shm_open("/redox-wl-test-03", O_RDWR)` — réouverture
|
||||
7. `mmap` à nouveau
|
||||
8. Vérifier le pattern bit à bit
|
||||
9. `shm_unlink`
|
||||
|
||||
### Résultat
|
||||
```text
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||||
[test-03] phase1: shm_open created, fd=5
|
||||
[test-03] phase1: mmap at 0x15000
|
||||
[test-03] phase1: wrote 1024 u32 pixels
|
||||
[test-03] phase2: shm_open reopened, fd=5
|
||||
[test-03] phase2: mmap at 0x15000
|
||||
[test-03] phase2: pattern verified across close/reopen
|
||||
[test-03] cleanup: shm_unlink OK
|
||||
[test-03] PASS: shm_open/mmap/persistence/unlink all work
|
||||
```
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||||
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||||
**Notes** :
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||||
- Le pattern est intégralement préservé entre close/reopen → la zone
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||||
partagée vit indépendamment des fds qui la mappent (sémantique POSIX
|
||||
correcte)
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||||
- `shm_unlink` retire effectivement la zone
|
||||
- `mmap` retourne la même adresse (0x15000) sur les deux mappings — pas
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||||
une garantie POSIX mais cohérent
|
||||
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||||
**Conclusion** : Wayland peut utiliser `wl_shm_pool` via `shm_open`+`mmap`
|
||||
sans adaptation. Pour `memfd_create` (préféré par libwayland-client moderne),
|
||||
voir section "Manque restant" plus bas.
|
||||
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---
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||||
## Test 4 — poll() multi-fd
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### Objectif
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Valider le multiplexage `poll()` qui sera la base de l'event loop du
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||||
compositor (équivalent `wl_event_loop`).
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### Setup
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||||
Trois pipes (`ra/wa`, `rb/wb`, `rc/wc`). On `poll()` les trois read ends
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||||
avec POLLIN. Trois sous-tests :
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||||
- A : timeout 50ms sans data → doit retourner 0
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||||
- B : `write(wb, "X")` → poll doit ne signaler que `rb`
|
||||
- C : `close(wa)` → poll doit signaler ra (POLLHUP/POLLIN)
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||||
|
||||
### Résultat
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||||
```text
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||||
[test-04] A: timeout 50ms with no data → poll returned 0 OK
|
||||
[test-04] B: poll detected only rb (index 1) ready, as expected
|
||||
[test-04] B: read 1 byte 'X' from rb OK
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||||
[test-04] C: closing wa caused POLLHUP/POLLIN on ra (revents=0x1)
|
||||
[test-04] PASS: poll() multiplexes correctly across fds and detects HUP
|
||||
```
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||||
|
||||
**Conclusion** : multiplexage fiable, comportement POSIX standard.
|
||||
On peut soit utiliser `poll()` directement, soit s'appuyer sur
|
||||
`redox_event::EventQueue` (utilisé par Orbital) qui wrappe le scheme
|
||||
event Redox de manière plus idiomatique.
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||||
## Manques restants à traiter
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||||
### `memfd_create` non implémenté
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L'audit phase 1 avait noté :
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||||
> Numéro syscall défini (`__NR_memfd_create = 319`) mais pas vu d'impl
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||||
> dans relibc.
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||||
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||||
Confirmé dans ce travail. **Impact** : libwayland-client moderne préfère
|
||||
`memfd_create` aux `shm_open` (pas de path nécessaire, anti-leak en cas
|
||||
de crash client).
|
||||
|
||||
**Solutions possibles, par ordre de simplicité** :
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||||
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||||
1. **Wrapper côté wayland-rs Redox** : ajouter un `cfg(target_os = "redox")`
|
||||
qui force le path `shm_open` avec un nom unique (ex: `pid + counter`)
|
||||
2. **Implémenter `memfd_create` dans relibc Redox** au-dessus de
|
||||
`shm_open` + `shm_unlink` immédiat (pour rendre la zone anonyme)
|
||||
3. **Ajouter un syscall Redox `memfd_create` natif** (le plus propre,
|
||||
le plus long)
|
||||
|
||||
Recommandation pour la phase 3 : option 1 dans un premier temps. Si on
|
||||
upstream chez Redox plus tard, option 2.
|
||||
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||||
### Numéros de fd réutilisés en mono-process
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||||
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||||
Constat du test 2 : pas vraiment un bug, mais à documenter dans
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||||
`compositor-architecture.md` pour qu'on n'écrive pas de tests qui
|
||||
reposent sur des numéros distincts.
|
||||
|
||||
### `pipe()` ne semble pas exposer pipes nommés FIFO
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||||
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||||
Non testé ici. Pas critique pour Wayland (on utilise socket pairs).
|
||||
À noter si on veut un jour porter du code Linux qui utilise des FIFO.
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||||
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||||
## Conclusions pour la suite du plan
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||||
### Phase 2 → ✅ TERMINÉE
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||||
La phase 2 du plan visait :
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||||
> *Valider les mécanismes nécessaires au protocole Wayland.*
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||||
|
||||
Mission accomplie en **une session** au lieu des 6 mois budgétés. C'est
|
||||
possible parce que l'audit phase 1 avait déjà localisé les implémentations
|
||||
relibc — les tests n'avaient qu'à confirmer le comportement.
|
||||
|
||||
### Implications pour le calendrier annuel
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||||
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||||
Le plan directeur prévoyait année 1 = "audit + primitives". On a fait
|
||||
les deux en deux sessions de 2h. **Année 1 peut donc démarrer la phase 3
|
||||
dès maintenant**, avec une marge confortable.
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||||
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||||
### Premier ticket de phase 3
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||||
|
||||
> Cloner `wayland-rs` upstream, ajouter target `x86_64-unknown-redox`,
|
||||
> tenter `cargo build` sur les crates `wayland-scanner`, `wayland-backend`,
|
||||
> `wayland-server`, `wayland-client`. Documenter les `cfg(unix)` qui ont
|
||||
> besoin d'un `cfg(target_os = "redox")` distinct.
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
## Code source des tests
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||||
|
||||
```text
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||||
~/Projets/Redox/redox-wayland-tests/
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||||
├── test-01-unix-socket/ (40 bytes Wayland-shaped roundtrip)
|
||||
├── test-02-fd-passing/ (mono-process, expose l'artefact)
|
||||
├── test-02b-fd-passing-fork/ (multi-process via fork — la vraie validation)
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||||
├── test-03-shm-open/ (shm_open + mmap + persistance)
|
||||
└── test-04-poll-multifd/ (poll multiplexing + POLLHUP)
|
||||
```
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||||
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||||
À conserver en CI quand le repo `redox-wayland-compositor` sera créé
|
||||
(phase 0 du plan, à venir).
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
*Fin du document de phase 2.*
|
||||
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