os_kernel/device/timer.c

#include "timer.h"
#include "../lib/kernel/io.h"
#include "../lib/kernel/print.h"
#include "../thread/thread.h"
#include "../kernel/debug.h"
#include "../kernel/interrupt.h"

/**
 * 8253定时器初始化 计数器的工作频率均是 1.19318MHz
 * 通过控制字指定使用计数器 0，工作方式 2，
 * 然后写入初始值 1193180/ 中断信号的频率=计数器的初始值
 * 设置 中断信号的频率=100Hz
 */

#define IRQ0_FREQUENCY 100
#define INPUT_FREQUENCY 1193180
#define COUNTER0_VALUE INPUT_FREQUENCY / IRQ0_FREQUENCY
#define COUNTER0_PORT 0x40
#define COUNTER0_NO 0
#define COUNTER_MODE 2
#define READ_WRITE_LATCH 3
#define PIT_CONTROL_PORT 0x43

uint32_t ticks; // ticks 是内核自中断开启以来总共的嘀嗒数

/// @brief 时钟中断处理函数
static void intr_timer_handler(void)
{
    struct task_struct *cur_thread = running_thread();
    ASSERT(cur_thread->stack_magic == 0x19940625); // 检查栈是否溢出
    cur_thread->elapsed_ticks++;                   // 记录此线程占用的 CPU 时间嘀嗒数
    ticks++;                                       // 内核态的嘀嗒数

    if (cur_thread->ticks == 0)
    { // 若进程时间片用完就开始调度新的进程上 CPU
        schedule();
    }
    else
    {
        cur_thread->ticks--; // 将当前进程的时间片-1
    }
}

/// @brief 设置计数器
/// @param counter_port 操作的计数器端口
/// @param counter_no  计数器编号
/// @param rwl 读写锁属性
/// @param counter_mode 模式
/// @param counter_value  初始化值
static void frequency_set(uint8_t counter_port, uint8_t counter_no, uint8_t rwl, uint8_t counter_mode, uint16_t counter_value)
{
    // 先往控制字寄存器端口写入控制字
    outb(PIT_CONTROL_PORT, (uint8_t)(counter_no << 6 | rwl << 4 | counter_mode << 1));
    // 先写入计数器的低8位
    outb(counter_port, (uint8_t)counter_value);
    // 再写入计数器的高8位
    outb(counter_port, (uint8_t)counter_value >> 8);
}

/* 初始化 PIT 8235 */
void timer_init(void)
{
    put_str("timer_init start\n");
    // 设置计数器 0，工作方式 2，初始值 1193180/100=11931，即每 10ms 发送一次时钟中断
    frequency_set(COUNTER0_PORT, COUNTER0_NO, READ_WRITE_LATCH, COUNTER_MODE, COUNTER0_VALUE);
    register_handler(0x20, intr_timer_handler);
    put_str("timer_init done\n");
}