新的内存管理模块 (#303)

  实现了具有优秀架构设计的新的内存管理模块，对内核空间和用户空间的内存映射、分配、释放、管理等操作进行了封装，使得内核开发者可以更加方便地进行内存管理。

  内存管理模块主要由以下类型的组件组成：

- **硬件抽象层（MemoryManagementArch）** - 提供对具体处理器架构的抽象，使得内存管理模块可以在不同的处理器架构上运行
- **页面映射器（PageMapper）**- 提供对虚拟地址和物理地址的映射，以及页表的创建、填写、销毁、权限管理等操作。分为两种类型：内核页表映射器（KernelMapper）和用户页表映射器（位于具体的用户地址空间结构中）
- **页面刷新器（PageFlusher）** - 提供对页表的刷新操作（整表刷新、单页刷新、跨核心刷新）
- **页帧分配器（FrameAllocator）** - 提供对页帧的分配、释放、管理等操作。具体来说，包括BumpAllocator、BuddyAllocator
- **小对象分配器** - 提供对小内存对象的分配、释放、管理等操作。指的是内核里面的SlabAllocator （SlabAllocator的实现目前还没有完成）
- **MMIO空间管理器** - 提供对MMIO地址空间的分配、管理操作。（目前这个模块待进一步重构）
- **用户地址空间管理机制** - 提供对用户地址空间的管理。
    - VMA机制 - 提供对用户地址空间的管理，包括VMA的创建、销毁、权限管理等操作
    - 用户映射管理 - 与VMA机制共同作用，管理用户地址空间的映射
- **系统调用层** - 提供对用户空间的内存管理系统调用，包括mmap、munmap、mprotect、mremap等
- **C接口兼容层** - 提供对原有的C代码的接口，是的C代码能够正常运行。


除上面的新增内容以外，其它的更改内容：
- 新增二进制加载器，以及elf的解析器
- 解决由于local_irq_save、local_irq_restore函数的汇编不规范导致影响栈行为的bug。
- 解决local_irq_save未关中断的错误。
- 修复sys_gettimeofday对timezone参数的处理的bug

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Co-authored-by: kong <kongweichao@dragonos.org>

kernel/src/process/c_adapter.rs

@@ -0,0 +1,115 @@
+use core::{ffi::c_void, ptr::null_mut};
+
+use alloc::boxed::Box;
+
+use crate::{
+    arch::{asm::current::current_pcb, fpu::FpState},
+    include::bindings::bindings::process_control_block,
+    syscall::SystemError,
+};
+
+use super::{fork::copy_mm, process::init_stdio, process_init};
+
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_process_init() {
+    process_init();
+}
+
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_process_copy_mm(clone_vm: bool, new_pcb: &mut process_control_block) -> usize {
+    return copy_mm(clone_vm, new_pcb)
+        .map(|_| 0)
+        .unwrap_or_else(|err| err.to_posix_errno() as usize);
+}
+
+/// @brief 初始化当前进程的文件描述符数组
+/// 请注意，如果当前进程已经有文件描述符数组，那么本操作将被禁止
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn process_init_files() -> i32 {
+    let r = current_pcb().init_files();
+    if r.is_ok() {
+        return 0;
+    } else {
+        return r.unwrap_err().to_posix_errno();
+    }
+}
+
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_drop_address_space(pcb: &'static mut process_control_block) -> i32 {
+    unsafe {
+        pcb.drop_address_space();
+    }
+    return 0;
+}
+
+/// @brief 拷贝当前进程的文件描述符信息
+///
+/// @param clone_flags 克隆标志位
+/// @param pcb 新的进程的pcb
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn process_copy_files(
+    clone_flags: u64,
+    from: &'static process_control_block,
+) -> i32 {
+    let r = current_pcb().copy_files(clone_flags, from);
+    if r.is_ok() {
+        return 0;
+    } else {
+        return r.unwrap_err().to_posix_errno();
+    }
+}
+
+/// @brief 回收进程的文件描述符数组
+///
+/// @param pcb 要被回收的进程的pcb
+///
+/// @return i32
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn process_exit_files(pcb: &'static mut process_control_block) -> i32 {
+    let r: Result<(), SystemError> = pcb.exit_files();
+    if r.is_ok() {
+        return 0;
+    } else {
+        return r.unwrap_err().to_posix_errno();
+    }
+}
+
+/// @brief 复制当前进程的浮点状态
+#[allow(dead_code)]
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_dup_fpstate() -> *mut c_void {
+    // 如果当前进程没有浮点状态，那么就返回一个默认的浮点状态
+    if current_pcb().fp_state == null_mut() {
+        return Box::leak(Box::new(FpState::default())) as *mut FpState as usize as *mut c_void;
+    } else {
+        // 如果当前进程有浮点状态，那么就复制一个新的浮点状态
+        let state = current_pcb().fp_state as usize as *mut FpState;
+        unsafe {
+            let s = state.as_ref().unwrap();
+            let state: &mut FpState = Box::leak(Box::new(s.clone()));
+
+            return state as *mut FpState as usize as *mut c_void;
+        }
+    }
+}
+
+/// @brief 释放进程的浮点状态所占用的内存
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_process_exit_fpstate(pcb: &'static mut process_control_block) {
+    if pcb.fp_state != null_mut() {
+        let state = pcb.fp_state as usize as *mut FpState;
+        unsafe {
+            drop(Box::from_raw(state));
+        }
+    }
+}
+
+#[no_mangle]
+pub extern "C" fn rs_init_stdio() -> i32 {
+    let r = init_stdio();
+    if r.is_ok() {
+        return 0;
+    } else {
+        return r.unwrap_err().to_posix_errno();
+    }
+}