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haribote原型系统改进方向

web 2025/6/28 22:07:30

在时钟中断、计时器和键盘输入方面，一些创新性的改进方向：

时钟中断 (PIT / inthandler20)
- 动态节拍 (Tickless Kernel)：当前的 PIT 中断以固定频率（约 100Hz）触发，即使系统空闲或没有即将到期的计时器，也会消耗 CPU 时间。可以改为动态调整中断时机：仅当下一个计时器事件即将发生时，才设置 PIT (或更现代的 APIC 定时器/TSC deadline) 产生中断。这可以显著减少中断开销，降低功耗，提高系统性能，尤其是在空闲时。当前的最小堆结构 (timerctl.heap[0]) 已经提供了下一个事件的时间点，为实现此功能提供了基础。
- 高精度定时器 (High-Resolution Timers)：当前定时器精度受限于 PIT 频率（约 10ms）。如果硬件（或模拟器）支持，可以考虑使用 TSC (Time Stamp Counter) 或 HPET (High Precision Event Timer) 来实现微秒甚至纳秒级别的定时精度。这将需要修改 timerctl.count 的单位和计时器超时计算逻辑。
计时器 (timer.c)
- 计时器回调函数: 当前计时器到期时，是向指定的 FIFO 发送一个消息。可以扩展 timer_init 或 timer_settime 接口，允许直接注册一个回调函数。当计时器到期时，在中断处理程序（或延迟到任务上下文）中直接调用该函数。这为需要精确时间触发的驱动或子系统提供了更灵活的机制。
- 动态计时器分配: 当前使用固定大小的数组 timerctl.timers0 来管理计时器。可以改为使用 memman 动态分配和释放 struct TIMER，解除 MAX_TIMER 的限制。需要注意内存碎片和分配/释放的开销。
- 周期性定时器的精度: 当前周期性定时器 (interval > 0) 的下一次触发时间是基于当前 timerctl.count 加上 interval。这可能导致微小的累积误差。可以考虑记录一个“期望唤醒时间”，每次触发后，下一次期望唤醒时间是上一次期望唤醒时间加上 interval，而不是当前时间加上 interval，以减少长期运行的漂移。
键盘输入 (keyboard.c / bootpack.c)
- 解耦的键盘驱动: 将键盘扫描码到字符/按键符号的转换逻辑从主循环 (HariMain) 中分离出来，创建一个独立的键盘驱动层或库函数。中断处理程序 (inthandler21) 可以继续将原始扫描码放入 FIFO，但由一个专门的驱动模块（可能是一个独立的任务，或在需要时被调用的库）来处理这个 FIFO，解析扫描码，考虑 Shift/Ctrl/Alt/Lock 状态，并生成更高级别的按键事件（如按键按下/释放、字符输入、功能键等）。
- 结构化按键事件: 不要仅仅向应用程序发送字符码或简单的整数值。定义一个结构体来表示按键事件，包含更丰富的信息，例如：
  - 原始扫描码 (Raw Scancode)
  - 按键码 (Key Code, 与物理位置相关的标识符)
  - 产生的字符 (Character, 如果有)
  - 修饰键状态 (Modifiers: Shift, Ctrl, Alt, CapsLock, NumLock 等)
  - 事件类型 (按下 / 释放)
    这样应用程序可以更灵活地处理各种组合键和按键状态。
- 可配置键盘布局: 当前的 keytable0/keytable1 是硬编码的。可以设计一种机制，允许从外部文件（例如，磁盘上的布局文件）加载键盘映射表，从而支持不同的键盘布局（如 Dvorak、德语、法语等），并允许用户切换。
- 输入法框架 (IME): 对于需要输入复杂字符（如中文、日文、韩文）的场景，可以设计一个基础的输入法框架。虽然完整实现很复杂，但可以先定义接口和基本结构，允许将来扩展。