diff --git a/.vscode/settings.json b/.vscode/settings.json index 6c72fc9..ae61e82 100644 --- a/.vscode/settings.json +++ b/.vscode/settings.json @@ -25,6 +25,7 @@ "stdlib.h": "c", "cassert": "c", "*.inc": "c", - "clock.h": "c" + "clock.h": "c", + "time.h": "c" } } \ No newline at end of file diff --git a/src/Makefile b/src/Makefile index 3c3b481..416e972 100644 --- a/src/Makefile +++ b/src/Makefile @@ -53,6 +53,7 @@ $(BUILD_PATH)/kernel.bin:$(BUILD_PATH)/kernel/start.o \ $(BUILD_PATH)/kernel/interrupt.o\ $(BUILD_PATH)/lib/stdlib.o\ $(BUILD_PATH)/kernel/clock.o\ + $(BUILD_PATH)/kernel/time.o\ $(shell mkdir -p $(dir $@)) ld -m elf_i386 -static $^ -o $@ -Ttext $(KERNEL_ENTRY_POINT) diff --git a/src/include/onix/onix.h b/src/include/onix/onix.h index 312819f..021ecfe 100644 --- a/src/include/onix/onix.h +++ b/src/include/onix/onix.h @@ -12,6 +12,7 @@ #include > #include > #include > +#include > void kernel_init(); diff --git a/src/include/onix/stdlib.h b/src/include/onix/stdlib.h index 161d245..d0e8d0a 100644 --- a/src/include/onix/stdlib.h +++ b/src/include/onix/stdlib.h @@ -3,4 +3,7 @@ #include void delay (u32 count); void hang(); + +u8 bcd_to_bin(u8 value); +u8 bin_to_bcd(u8 value); #endif \ No newline at end of file diff --git a/src/include/onix/time.h b/src/include/onix/time.h new file mode 100644 index 0000000..0285816 --- /dev/null +++ b/src/include/onix/time.h @@ -0,0 +1,47 @@ +#ifndef ONIX_TIME_H +#define ONIX_TIME_H +#include +#include + +#define CMOS_ADDR 0x70 // CMOS 地址寄存器 +#define CMOS_DATA 0x71 // CMOS 数据寄存器 + +// 下面是 CMOS 信息的寄存器索引 +#define CMOS_SECOND 0x00 // (0 ~ 59) +#define CMOS_MINUTE 0x02 // (0 ~ 59) +#define CMOS_HOUR 0x04 // (0 ~ 23) +#define CMOS_WEEKDAY 0x06 // (1 ~ 7) 星期天 = 1，星期六 = 7 +#define CMOS_DAY 0x07 // (1 ~ 31) +#define CMOS_MONTH 0x08 // (1 ~ 12) +#define CMOS_YEAR 0x09 // (0 ~ 99) +#define CMOS_CENTURY 0x32 // 可能不存在 +#define CMOS_NMI 0x80 + +#define MINUTE 60 // 每分钟的秒数 +#define HOUR (60 * MINUTE) // 每小时的秒数 +#define DAY (24 * HOUR) // 每天的秒数 +#define YEAR (365 * DAY) // 每年的秒数，以 365 天算 + + +typedef struct tm{ + u32 tm_sec; // 秒数 [0，59] + u32 tm_min; // 分钟数 [0，59] + u32 tm_hour; // 小时数 [0，59] + u32 tm_mday; // 1 个月的天数 [0，31] + u32 tm_mon; // 1 年中月份 [0，11] + u32 tm_year; // 从 1900 年开始的年数 + u32 tm_wday; // 1 星期中的某天 [0，6] (星期天 =0) + u32 tm_yday; // 1 年中的某天 [0，365] + u32 tm_isdst; // 夏令时标志 +} tm; + +void time_read_bcd(tm *time); +void time_read(tm *time); + +// 将struct tm 结构体类型表示的时间转换为从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 +0000 (UTC) 到该时间点的秒数 +usize mktime(tm *time); + +void time_init(); + + +#endif \ No newline at end of file diff --git a/src/kernel/clock.c b/src/kernel/clock.c index e90e2b3..cbd5353 100644 --- a/src/kernel/clock.c +++ b/src/kernel/clock.c @@ -4,14 +4,10 @@ #include - -usize counter = 0; // 时钟中断的处理函数, 等下就替换掉默认的外中断处理函数 void clock_handler(u8 handle_num){ assert(handle_num == 0x20); // 只允许时钟中断调用这个 send_eoi(handle_num); // 通知中断控制器, cpu正在处理这个中断了 - counter += 1; - DEBUGK("clock handler %d", counter); } void pit_init(){ @@ -25,7 +21,7 @@ void clock_init(){ pit_init(); // 设置中断处理函数 set_interrupt_handler(IRQ_CLOCK, clock_handler); - // 打开中断 + // 打开时钟中断 set_interrupt_mask(IRQ_CLOCK, true); } diff --git a/src/kernel/main.c b/src/kernel/main.c index bff2e7b..20fdb0c 100644 --- a/src/kernel/main.c +++ b/src/kernel/main.c @@ -16,8 +16,13 @@ void kernel_init(){ // 初始化任务 // task_init(); + // 初始化时钟中断 clock_init(); + // 初始化时间 + time_init(); + + asm volatile("sti\n"); hang(); diff --git a/src/kernel/start.asm b/src/kernel/start.asm index 7bf7996..6f3a257 100644 --- a/src/kernel/start.asm +++ b/src/kernel/start.asm @@ -9,10 +9,6 @@ global _start _start: call kernel_init - ; int 0x08 - ; mov bx, 0 - ; div bx - jmp $ diff --git a/src/kernel/time.c b/src/kernel/time.c new file mode 100644 index 0000000..3e24155 --- /dev/null +++ b/src/kernel/time.c @@ -0,0 +1,195 @@ +#include + + + + +// 每个月开始时的已经过去天数 +static u32 month[13] = { + 0, // 这里占位，没有 0 月，从 1 月开始 + 0, + (31), + (31 + 29), + (31 + 29 + 31), + (31 + 29 + 31 + 30), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 30), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 30 + 31), + (31 + 29 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 30 + 31 + 30)}; + +// 开机启动的时间点 +u32 startup_time; + +u32 century; + +u32 elapsed_leap_years(u32 year) +{ + u32 result = 0; + result += (year - 1) / 4; + result -= (year - 1) / 100; + result += (year + 299) / 400; + result -= (1970 - 1900) / 4; + return result; +} + +bool is_leap_year(u32 year) +{ + return ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || ((year + 1900) % 400 == 0); +} + +void localtime(u32 stamp, tm *time) +{ + time->tm_sec = stamp % 60; + + u32 remain = stamp / 60; + + time->tm_min = remain % 60; + remain /= 60; + + time->tm_hour = remain % 24; + u32 days = remain / 24; + + time->tm_wday = (days + 4) % 7; // 1970-01-01 是星期四 + + // 这里产生误差显然需要 365 个闰年，不管了 + u32 years = days / 365 + 70; + time->tm_year = years; + u32 offset = 1; + if (is_leap_year(years)) + offset = 0; + + days -= elapsed_leap_years(years); + time->tm_yday = days % (366 - offset); + + u32 mon = 1; + for (; mon < 13; mon++) + { + if ((month[mon] - offset) > time->tm_yday) + break; + } + + time->tm_mon = mon - 1; + time->tm_mday = time->tm_yday - month[time->tm_mon] + offset + 1; +} + +// 这里生成的时间可能和 UTC 时间有出入 +// 与系统具体时区相关，不过也不要紧，顶多差几个小时 +// 这段代码的作用是将 struct tm 结构体类型表示的时间转换为从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 +0000 (UTC) 到该时间点的秒数 +u32 mktime(tm *time) +{ + u32 res; + u32 year; // 1970 年开始的年数 + // 下面从 1900 年开始的年数计算 + if (time->tm_year >= 70) + year = time->tm_year - 70; + else + year = time->tm_year - 70 + 100; + + // 这些年经过的秒数时间 + res = YEAR * year; + + // 已经过去的闰年，每个加 1 天 + res += DAY * ((year + 1) / 4); + + // 已经过完的月份的时间 + res += month[time->tm_mon] * DAY; + + // 如果 2 月已经过了，并且当前不是闰年，那么减去一天 + if (time->tm_mon > 2 && ((year + 2) % 4)) + res -= DAY; + + // 这个月已经过去的天 + res += DAY * (time->tm_mday - 1); + + // 今天过去的小时 + res += HOUR * time->tm_hour; + + // 这个小时过去的分钟 + res += MINUTE * time->tm_min; + + // 这个分钟过去的秒 + res += time->tm_sec; + + return res; +} + +u32 get_yday(tm *time) +{ + u32 res = month[time->tm_mon]; // 已经过去的月的天数 + res += time->tm_mday; // 这个月过去的天数 + + u32 year; + if (time->tm_year >= 70) + year = time->tm_year - 70; + else + year = time->tm_year - 70 + 100; + + // 如果不是闰年，并且 2 月已经过去了，则减去一天 + // 注：1972 年是闰年，这样算不太精确，忽略了 100 年的平年 + if ((year + 2) % 4 && time->tm_mon > 2) + { + res -= 1; + } + + return res; +} + +// 从cmos芯片中读取到时间 +u8 cmos_read(u8 addr) + { + out_8(CMOS_ADDR, CMOS_NMI | addr); + return in_8(CMOS_DATA); + }; + +void time_read_bcd(tm *time) +{ + // CMOS 的访问速度很慢。为了减小时间误差，在读取了下面循环中所有数值后， + // 若此时 CMOS 中秒值发生了变化，那么就重新读取所有值。 + // 这样内核就能把与 CMOS 的时间误差控制在 1 秒之内。 + do + { + time->tm_sec = cmos_read(CMOS_SECOND); + time->tm_min = cmos_read(CMOS_MINUTE); + time->tm_hour = cmos_read(CMOS_HOUR); + time->tm_wday = cmos_read(CMOS_WEEKDAY); + time->tm_mday = cmos_read(CMOS_DAY); + time->tm_mon = cmos_read(CMOS_MONTH); + time->tm_year = cmos_read(CMOS_YEAR); + century = cmos_read(CMOS_CENTURY); + } while (time->tm_sec != cmos_read(CMOS_SECOND)); +} + +void time_read(tm *time) +{ + time_read_bcd(time); + time->tm_sec = bcd_to_bin(time->tm_sec); + time->tm_min = bcd_to_bin(time->tm_min); + time->tm_hour = bcd_to_bin(time->tm_hour); + time->tm_wday = bcd_to_bin(time->tm_wday); + time->tm_mday = bcd_to_bin(time->tm_mday); + time->tm_mon = bcd_to_bin(time->tm_mon); + time->tm_year = bcd_to_bin(time->tm_year); + time->tm_yday = get_yday(time); + time->tm_isdst = -1; + century = bcd_to_bin(century); +} + +void time_init() +{ + tm time; + // 读取时间 + time_read(&time); + DEBUGK("startup time: %d%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", + century, + time.tm_year, + time.tm_mon, + time.tm_mday, + time.tm_hour, + time.tm_min, + time.tm_sec); + + // 计算得到时间戳 + startup_time = mktime(&time); +} \ No newline at end of file diff --git a/src/lib/stdlib.c b/src/lib/stdlib.c index 4440697..d329865 100644 --- a/src/lib/stdlib.c +++ b/src/lib/stdlib.c @@ -8,4 +8,12 @@ void hang(){ while (true){ } +} + + +u8 bcd_to_bin(u8 value){ + return (value & 0xf) + (value >> 4) * 10; +} +u8 bin_to_bcd(u8 value){ + return (value / 10) * 0x10 + (value % 10); } \ No newline at end of file