Patch refactor scm and textui (#289)

* 重构屏幕管理器和textui框架

* 切换字体为spleen，并增加对字体的抽象

* 修正文档

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Co-authored-by: longjin <[email protected]>

.vscode/settings.json

@@ -4,7 +4,6 @@
         "stdbool.h": "c",
         "printk.h": "c",
         "stdarg.h": "c",
-        "font.h": "c",
         "trap.h": "c",
         "gate.h": "c",
         "process.h": "c",

docs/index.rst

@@ -29,6 +29,7 @@
    kernel/debug/index
    kernel/ktest/index
    kernel/cpu_arch/index
+   kernel/libs/index
 
 
 .. toctree::

docs/kernel/libs/index.rst

@@ -0,0 +1,12 @@
+====================================
+其他内核库
+====================================
+
+   这里的集中了内核中的一些库的文档，这些库不属于任何子系统。
+
+.. toctree::
+   :maxdepth: 1
+
+   lib_ui/scm
+   lib_ui/textui
+

docs/kernel/libs/lib_ui/scm.md

@@ -0,0 +1,83 @@
+# 屏幕管理器（SCM）
+
+:::{note}
+作者: 周瀚杰 <[email protected]>
+:::
+&emsp;&emsp;屏幕管理器用来管理控制所有ui框架，所有框架都必须先在屏幕管理器中注册才可使用，然后scm控制当前是哪个ui框架在使用
+
+## traits
+
+### ScmUiFramework
+&emsp;&emsp;每个要注册到scm中的ui框架都必须实现这个trait中的方法，具体定义如下：
+```rust
+pub trait ScmUiFramework: Sync + Send + Debug {
+    // 安装ui框架的回调函数
+    fn install(&self) -> Result<i32, SystemError> {
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+    // 卸载ui框架的回调函数
+    fn uninstall(&self) -> Result<i32, SystemError> {
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+    // 启用ui框架的回调函数
+    fn enable(&self) -> Result<i32, SystemError> {
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+    // 禁用ui框架的回调函数
+    fn disable(&self) -> Result<i32, SystemError> {
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+    // 改变ui框架的帧缓冲区的回调函数
+    fn change(&self, _buf: ScmBufferInfo) -> Result<i32, SystemError> {
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+    /// @brief 获取ScmUiFramework的元数据
+    /// @return 成功：Ok(ScmUiFramework的元数据)
+    ///         失败：Err(错误码)
+    fn metadata(&self) -> Result<ScmUiFrameworkMetadata, SystemError> {
+        // 若文件系统没有实现此方法，则返回“不支持”
+        return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
+    }
+}
+```
+## 主要API
+### scm_init() -初始化屏幕管理模块
+#### 原型
+```rust
+pub extern "C" fn scm_init()
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;scm_init()主要是初始化一些scm中使用的全局变量，例如是否使用双缓冲区标志位，textui未初始化时使用的一些全局变量
+
+### scm_reinit() -当内存管理单元被初始化之后，重新初始化屏幕管理模块
+#### 原型
+```rust
+pub extern "C" fn scm_reinit() -> i32
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;scm_reinit()用于当内存管理单元被初始化之后，重新处理帧缓冲区问题
+
+### scm_enable_double_buffer() -允许双缓冲区
+#### 原型
+```rust
+pub extern "C" fn scm_enable_double_buffer() -> i32
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;scm_enable_double_buffer()用于启动双缓冲来往窗口输出打印信息。启用后，往窗口输出的信息会暂时放在一个缓冲区中，然后每次按一定时间将该缓冲区的信息输出到窗口帧缓冲区中，渲染显示到窗口上。
+
+### scm_framework_enable（） -启用某个ui框架，将它的帧缓冲区渲染到屏幕上
+#### 原型
+```rust
+pub fn scm_framework_enable(framework: Arc<dyn ScmUiFramework>) -> Result<i32, SystemError>
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;scm_framework_enable用于启用某个ui框架，将它的帧缓冲区渲染到屏幕上
+
+
+### scm_register（） -向屏幕管理器注册UI框架
+#### 原型
+```rust
+pub fn scm_register(framework: Arc<dyn ScmUiFramework>) -> Result<i32, SystemError> 
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;scm_register用于将ui框架注册到scm中，主要是调用ui框架的回调函数以安装ui框架，并将其激活

docs/kernel/libs/lib_ui/textui.md

@@ -0,0 +1,32 @@
+# 文本显示框架（textui）
+
+:::{note}
+作者: 周瀚杰 <[email protected]>
+:::
+&emsp;&emsp;文本框架主要用于DragonOS的文本的窗口渲染显示，往屏幕窗口中输出打印文本信息，往窗口显示文本分成两种情况：一种是当内存管理单元（mm）未被初始化时，不能进行动态内存分配，限制颇多（例如不能使用vec,mpsc等），所以直接往窗口的帧缓冲区输出打印信息，不使用虚拟行等复杂结构体；另一种是当内存管理单元（mm）已经初始化，可以进行动态内存分配，便可以使用一些复杂的结构体来处理要打印的文本信息。
+
+
+## 主要API
+### rs_textui_init() -textui框架初始化
+#### 原型
+```rust
+pub extern "C" fn rs_textui_init() -> i32
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;rs_textui_init()主要是初始化一些textui框架要使用到的一些全局变量信息（例如TEXTUIFRAMEWORK，TEXTUI_PRIVATE_INFO等），以及将textui框架注册到scm中。
+
+### textui_putchar（） -往textui框架中的当前使用的窗口打印文本信息
+#### 原型
+```rust
+pub extern "C" fn rs_textui_putchar(character: u8, fr_color: u32, bk_color: u32) -> i32
+
+pub fn textui_putchar(
+    character: char,
+    fr_color: FontColor,
+    bk_color: FontColor,
+) -> Result<(), SystemError> 
+```
+#### 说明
+&emsp;&emsp;textui_putchar()要处理两种情况：一种是当内存管理单元（mm）未被初始化时，不能进行动态内存分配，限制颇多（例如不能使用vec,mpsc等），所以直接往窗口的帧缓冲区输出打印信息，不使用虚拟行等复杂结构体；另一种是当内存管理单元（mm）已经初始化，可以进行动态内存分配，便可以使用一些复杂的结构体来处理要打印的文本信息。
+
+

kernel/src/arch/x86_64/mm/mod.rs

@@ -7,10 +7,10 @@ use x86_64::registers::model_specific::EferFlags;
 
 use crate::driver::uart::uart::c_uart_send_str;
 use crate::include::bindings::bindings::{
-    disable_textui, enable_textui, multiboot2_get_memory, multiboot2_iter, multiboot_mmap_entry_t,
-    video_reinitialize,
+    multiboot2_get_memory, multiboot2_iter, multiboot_mmap_entry_t,
 };
 use crate::libs::align::page_align_up;
+use crate::libs::lib_ui::screen_manager::scm_disable_put_to_window;
 use crate::libs::printk::PrintkWriter;
 use crate::libs::spinlock::SpinLock;
 
@@ -315,8 +315,6 @@ pub fn mm_init() {
     unsafe { allocator_init() };
     // enable mmio
     mmio_init();
-    // 启用printk的alloc选项
-    PrintkWriter.enable_alloc();
 }
 
 unsafe fn allocator_init() {
@@ -396,9 +394,8 @@ unsafe fn allocator_init() {
     unsafe { set_inner_allocator(buddy_allocator) };
     kinfo!("Successfully initialized buddy allocator");
     // 关闭显示输出
-    unsafe {
-        disable_textui();
-    }
+    scm_disable_put_to_window();
+
     // make the new page table current
     {
         let mut binding = INNER_ALLOCATOR.lock();
@@ -416,16 +413,6 @@ unsafe fn allocator_init() {
         kdebug!("New page table enabled");
     }
     kdebug!("Successfully enabled new page table");
-    // 重置显示输出目标
-    unsafe {
-        video_reinitialize(false);
-    }
-
-    // 打开显示输出
-    unsafe {
-        enable_textui();
-    }
-    kdebug!("Text UI enabled");
 }
 
 #[no_mangle]

kernel/src/common/atomic.h

@@ -11,8 +11,8 @@
 #pragma once
 #include <arch/x86_64/include/asm/cmpxchg.h>
 
-#define atomic_read(atomic)	((atomic)->value)   // 读取原子变量
-#define atomic_set(atomic,val)	(((atomic)->value) = (val)) // 设置原子变量的初始值
+#define atomic_read(atomic) ((atomic)->value)               // 读取原子变量
+#define atomic_set(atomic, val) (((atomic)->value) = (val)) // 设置原子变量的初始值
 
 typedef struct
 {