第13天：定时器

1、内容1：简化字符串显示，a文件夹

将类似于这种三步操作：
1)涂上背景色
2)在上面写字符
3)完成刷新
因为bootpack.c中出现了很多次如下代码，因此可以制作一个显示函数来使得bootpack.c中的内容进一步的简化，使得这个功能更更方便使用。

改写函数：

X、y是显示位置的坐标，c是字符颜色，b是背景颜色，s是字符串，l是字符串的长度。这样改写之后，虽然缩短了两行，但还是缩短了，挺好的。

2、内容2：重新调整FIFO缓冲区（1）b文件夹

在前一天中，所使用的定时器都是各占一个FIFO缓冲区，但是一个定时器可以不需要一个FIFO缓冲区，多个定时器可以用一个FIFO缓冲区。
修改代码如下：

可以看到，三个定时器共用了一个FIFO缓冲区，除此以外，修改if语句，使得程序更加精简。

3、内容3：测试性能，c文件夹

之前已经对程序不断的做了相应的改善，但如果想要知道程序究竟改善到了什么样的程度的话，还需要测试其性能。
先对HariMain进行一定的修改，恢复变量count，然后完全不显示计数，全力执行count++语句。当到了10秒后超时的时候，再显示这个count值。
在进入循环的时候添加count++，完全不显示计数，到了10秒后超时的时候再显示这个count值，在启动3秒的时候把count复位为0。这里的原理是用定时器计时到10秒输出循环的次数，但是每次要做中断处理（鼠标键盘）都会占用时间，那么循环的次数就会因此变小，越小说明处理的时间越长，这不是我们想要的。因为我们做的这个操作系统启动（初始化）的时候只要有些条件发生了变化，电脑花费的时间就会不稳定，这就导致开始的时间存在误差，所以统一在3秒后复位，保证时间统一开始。
修改程序如下：

运行后的结果如下：

需要注意的是，在测试的10秒内，不要动鼠标或者按键，因为如果触碰到了鼠标或者按键的话，那么程序就需要进行光标的显示处理，这样会减缓count的增长。5次的结果相差比较大，为什么会这样呢，是因为使用了模拟器而收到了windows的影响。根据以上趋势，每次优化之后count的值会变大，count的值越大说明每次的性能变好。
真机显示的数值收敛的很好，但还是出现了一定的误差，是因为电脑内部的温度变化或时钟频率的微妙变化。但是在我的电脑上面，是无法用make install出结果的，因为系统的不兼容。

除此以外，需要在启动3秒后，将count重置为0，是因为，如果不这样做的话，在真机的指定过程中，只要某些条件稍微有些变化，电脑初始化所花费的时间就会有很大的变化。因此在一开始的几秒内，不进行计数，这样便可以减去开始时的误差了。

4、内容4：重新调整FIFO缓冲区（2），g文件夹

在前面的内容中，已经能够把3个定时器归纳到一个FIFO缓冲区里，那么同样的道理，键盘和鼠标都可以归纳起来，用一个FIFO缓冲区进行管理。
代码如下：

同时因为存储数据的范围扩大，没有修改之前的FIFO参数类型为Char，最大只能达到256，对鼠标这种767的数值就不能指定，所以要修改FIFO中的参数类型（修改为int型以前的8位变成32位），只能将参数改为int型。

只需要简单的将char改为int即可。

初始化修改（实际上只修改了函数名和参数类型buf）：

之后对键盘和鼠标的相关程序进行修改，不再使用FIFO8，而是使用FIFO32。

同时修改定时器的结构体，使得其也能使用FIFO32。

经过这样的修改之后，程序又再次简化，减少了8行。
因为在这次的修改之后，FIFO缓冲区的查询能够更快的完成，从而使得count++语句执行的次数更加的多了。这次的改善定时器处理还是一样的原理，但是在主函数里我们修改了只查询一个缓冲区，在没有修改之前我们要多次进行查询，所以这次要加速完成查询，使得“count++”在相同的时间内，执行的次数更多。

5、内容5：加快中断处理（4），h文件夹

虽然之前已经对中断处理进行了改良，但还是远远不够的，因为timer_settime虽然不是中断处理程序，但是依然是在中断禁止期间进行的，因此要快速的完成。现在使用的定时器比较少，只有3个，但如果任务增加，并且同时进行，需要更加多的定时器，并且还需要使用移位处理，这样便浪费了时间。
在FIFO中有一个取代移位处理的方法，便是在读取一个数据以后不让后面的数据向前靠齐，而是改变下一次的数据读取地址，虽然这个方法不错，但不适用于定时器。因为用timer_settime登陆中断时，后面的中断必须后移。
因此，采用另一种方法，加入一个next指针，其是一个地址变量，用来存放下一个即将超时的定时器的地址。

Next表示下一个即将超时的定时器地址，图示如下：

按照这样的结构，修改定时器的中断处理程序。修改定时器的中断处理程序（只改写timers[0]）：

和以前不一样的是，对于timer[]数组来说，出了timer[0]以外其他都是完全没用的。如果不需要超时处理的话，也就没必要认真的去做移位处理，因此在移位处理中只改写timers[0]。
修改timer_settimer函数：

一共有4种情况，当运行的定时器只有一个时，那么就将next指向结束时的定时。如果插入的定时器的定时比之后的都要小，就将其放在第一个，如果是在两个中间的话，那么就如下图所示：

仅仅改变s->next和timer->next即可，这样就不需要进行移位了，就算使用很多的定时器，速度也不会变慢。如果最后的情况，直接将next赋为0即可。
变量t是从头开始对timers[]进行遍历用的，而s用来保存前一个t值。其实整个的timers[]已经不需要了，不过并不是全都不要，只需要最前面的timers[0]即可。

6、内容6：使用“哨兵”简化程序，i文件夹

使用哨兵简化程序，首先timer.c在去除移位处理后，其中的timer_settime函数还是比较繁琐的，就需要简化该程序。之前是按照4中可能来进行分类处理的。

在进行初始化的时候，将时刻0xffffffff的定时器连到最后一个定时器上。但其实无论如何都不可能到达这个时刻，因此不会发生超时问题，它一直处在后面，便是所谓的哨兵。将哨兵加入到程序中，

如果使用需要调整的程序（一年调整一次）必须保证不改变哨兵时刻，哨兵的时刻调整：

因为加入了所谓的哨兵，settime的状况便发生了变化，只剩下两种情况会发生。

因此程序便可以简化：

将程序修改到这样的情况后，Using便失去了它的用处，之前它是对运行中的定时器进行计数，那时候还是用数组timers[]，其帮主记录timers[]已经被使用到了哪个位置，但在不使用数据timers[]之后，现在又有了哨兵的情况下，便不会出现Using为0的情况，至少还有1个，因此便可以删去Using了。这样程序更加的简化了。

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