24.模拟多时钟定时器

简介

上节实现了时钟定时器功能，但是系统的时钟定时器只有一个，电脑中有多处需要用到定时器的功能，但是硬件只有一个。要实现多个定时器的功能我们需要使用软件模拟硬件的功能。

目标

使用软件模拟多个时钟定时器的功能，让硬件定时器每隔一小段时间中断一次，在终端处理函数中依次判断添加的定时器实现多定时器功能。

1.timer.h

#ifndef  TIMER_H
#define TIMER_H#include "global_def.h"#define MAX_TIMER  512//定义定时器状态
#define TIMER_FALG_FREE  0  //定时器未使用
#define TIMER_FALG_ALLOC 1  //定时器被分配
#define TIMER_FALG_USING 2  //定时器使用中typedef struct _TIMER {unsigned int timeout, flag;FIFO8 *fifo;unsigned char data;
}TIMER;//定义时钟管理器
typedef struct _TIMERCTL {unsigned int count;       //记录中断次数int size;               //能容纳的定时器总个数TIMER timers[MAX_TIMER];
}TIMERCTL;//初始化始终控制器
void init_timerCtl(TIMERCTL *timctl);TIMER* timer_alloc(TIMERCTL *timctl);void timer_free(TIMER *timer);void timer_init(TIMER *timer,FIFO8 *fifo, unsigned char data);void timer_setTimeout(TIMER *timer, unsigned int timeout);#endif

2.timer.c

#include "timer.h"
#include "io.h"#define PIT_CTRL   0x43
#define PIT_CNT0   0x40//向8259A芯片的对应端口发送指定数据，首先需要向端口0x43发送一个数值0x34,
//紧接着向端口0x40发送两个数据0x9c,0x2d, 这样时钟中断就能在1秒内发生100次了
void init_timerCtl(TIMERCTL *timctl){io_out8(PIT_CTRL, 0x34);io_out8(PIT_CNT0, 0x9c);io_out8(PIT_CNT0, 0x2e);timctl->count = 0;timctl->size = MAX_TIMER;for(int i=0;i<MAX_TIMER;i++){timctl->timers[i].flag = TIMER_FALG_FREE;}
}TIMER* timer_alloc(TIMERCTL *timctl){TIMER *tim = (TIMER *)0;for(int i=0;i<MAX_TIMER;i++){if(timctl->timers[i].flag == TIMER_FALG_FREE){timctl->timers[i].flag = TIMER_FALG_ALLOC;tim = &timctl->timers[i];return tim;}}return tim;
}void timer_free(TIMER *timer){timer->flag = TIMER_FALG_FREE;}void timer_init(TIMER *timer,FIFO8 *fifo, unsigned char data){timer->fifo = fifo;timer->data = data;}void timer_setTimeout(TIMER *timer, unsigned int timeout){timer->timeout = timeout;timer->flag = TIMER_FALG_USING;
}

3.os.c
init_main 函数关于时钟中断修改为

//初始化时钟中断,初始化后每隔10毫秒发送一次中断,中断超时后将把一个数据送入时钟FIFO8队列中init_timerCtl(&_timctl);

int_timer函数模拟多时钟中断

//定时器中断
void int_timer(){io_out8(0x20, 0x60);_timctl.count++;for(int i=0;i<_timctl.size;i++){if(_timctl.timers[i].flag == TIMER_FALG_USING){_timctl.timers[i].timeout -= 10;if(_timctl.timers[i].timeout <= 0){_timctl.timers[i].flag = TIMER_FALG_ALLOC;fifo8_put(_timctl.timers[i].fifo,_timctl.timers[i].data);}}}
}

runloop 函数实现2个定时器输出

static void runloop(){AddrRangeDes *memDes = (AddrRangeDes *)mem_block_buf();int memCount = mem_block_count();int memId = -1;int index = 0;//如果变量是没有用static 修饰，变量分配在栈上则定时器不会正常工作；//原因估计是因为段寄存器中ss 和 ds 不一样static FIFO8 fifo1;static char buf1[8];fifo8_init(&fifo1,8,buf1);TIMER *t1 = timer_alloc(&_timctl);timer_init(t1,&fifo1,1);timer_setTimeout(t1,2000);static FIFO8 fifo2;static char buf2[8];fifo8_init(&fifo2,8,buf2);TIMER *t2 = timer_alloc(&_timctl);timer_init(t2,&fifo2,0x12);timer_setTimeout(t2,3000);for(; ;){if(_keybufInfo.len>0){io_cli();int len = _keybufInfo.len;for(int t=0;t<len;t++){char data = fifo8_get(&_keybufInfo);if(data == 0x1c){memId++;if(memId==memCount){memId=0;}showMemInfo(memDes+memId,memId);}}io_sti();}else if(_mousebufInfo.len>0){io_cli();int len = _mousebufInfo.len;mouseCursorMoved(&_mouseDes,COLOR_INVISIBLE);io_sti();}else if(fifo1.len>0){int data = fifo8_get(&fifo1);int len = 0;_tempArr[len++] = '0';_tempArr[len++] = 'x';for(int j=0;j<4;j++){int temp = char2HexStr(((char *)&data)[3-j]);_tempArr[len++] = ((char *)&temp)[0];_tempArr[len++] = ((char *)&temp)[1];}_tempArr[len] = 0;showString(_shtctl,_shtMsg,10,44,COL8_FFFFFF,COL8_C6C6C6,_tempArr);}else if(fifo2.len>0){int data = fifo8_get(&fifo2);int len = 0;_tempArr[len++] = '0';_tempArr[len++] = 'x';for(int j=0;j<4;j++){int temp = char2HexStr(((char *)&data)[3-j]);_tempArr[len++] = ((char *)&temp)[0];_tempArr[len++] = ((char *)&temp)[1];}_tempArr[len] = 0;showString(_shtctl,_shtMsg,10,60,COL8_FFFFFF,COL8_C6C6C6,_tempArr);}}
}

4.修改boot.s 加载更多的内核代码

cmp ch,2

5.修改main.c 写入更多数据

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>#include "floppy.h"int main(int argc,char **argv){FILE *fp = initFloppy("floppy.img");if(fp == NULL) {printf("初始化磁盘失败");exit(0);}FILE *src = fopen("boot.bat", "r");if(src == NULL) {printf("文件打开失败:%s\n","boot.bat");exit(0);}char buf[512];memset(buf, 0, 512);fread(buf, 512, 1, src);buf[510] = 0x55;buf[511] = 0xaa;writeFloppy(0, 0, 1, fp, buf);fclose(src);src = fopen("kernel.bat", "r");if(src == NULL) {printf("文件打开失败:%s\n","kernel.bat");exit(0);}//可正确处理18个扇区的数据内容int c = 1,h = 0,s = 1;int count = 0;int size = 18*2*2;for(int i=0;!feof(src) && i < size;i++){memset(buf, 0, 512);fread(buf, 512, 1, src);writeFloppy(c, h,s, fp, buf);count += 1;s++;if(s==19){h++;s = 1;}if(h==2){h = 0;c++;}   }fseek(src,0,SEEK_END);long len = ftell(src);if(len > size*512){printf("kernel.bat 文件长度%ldB，超过写入界限！！！\n",len);}else{printf("读取了%dx512=%dB,floppy.img软盘文件制作成功\n",count,count*512);}fclose(src);fclose(fp);return 1;
}

6.虚拟机加载floppy.img 文件，在消息框中先显示出一个字符串后将过一小段时间后再显示另一个字符串，最终效果如下图：

总结

计算机中受硬件的限制通常是不能实现对硬件资源的独占，需要使用软件的方式模拟多个硬件的功能，计算机的速度非常的快，在使用软件模拟硬件功能时可以非常方便的对计算机资源的管理！

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