13)时间初始化

time_init

启动后系统就会记录显示时间，这部分就是又这里实现的

// init/main.c
#define CMOS_READ(addr) ({ \
    outb_p(0x80|addr,0x70); \
    inb_p(0x71); \
})

#define BCD_TO_BIN(val) ((val)=((val)&15) + ((val)>>4)*10)

static void time_init(void) {
    struct tm time;
    do {
        time.tm_sec = CMOS_READ(0);
        time.tm_min = CMOS_READ(2);
        time.tm_hour = CMOS_READ(4);
        time.tm_mday = CMOS_READ(7);
        time.tm_mon = CMOS_READ(8);
        time.tm_year = CMOS_READ(9);
    } while (time.tm_sec != CMOS_READ(0));
    BCD_TO_BIN(time.tm_sec);
    BCD_TO_BIN(time.tm_min);
    BCD_TO_BIN(time.tm_hour);
    BCD_TO_BIN(time.tm_mday);
    BCD_TO_BIN(time.tm_mon);
    BCD_TO_BIN(time.tm_year);
    time.tm_mon--;
    startup_time = kernel_mktime(&time);
}

根据上面的代码，我们只需要了解 CMOS_READ 和 BCD_TO_BIN

CMOS_READ

#define CMOS_READ(addr) ({ \
    outb_p(0x80|addr,0x70); \
    inb_p(0x71); \
})

CMOS_READ是一个宏 先向寄存器写一个值，再读出一个值

outb_p 和 inb_p 是Linux内核中用于访问I/O端口的函数。这些函数通常在包含 <asm/io.h> 头文件的代码中使用。

outb_p(value, port)：这个函数用于向指定的端口（port）输出一个字节（value）。p 后缀表示这个调用是“慢速”的，它在执行输出操作之前会等待任何正在进行的I/O操作完成。这对于确保在慢速设备或复杂的硬件环境中数据正确传输非常重要。

inb_p(port)：这个函数从指定的端口（port）读取一个字节的数据。同样，p 后缀表示这个调用是“慢速”的，它会等待任何正在进行的I/O操作完成之后才读取数据。

outb_p(0x80|addr, 0x70)：将CMOS地址（addr）与0x80进行按位或操作，这是为了指定这是一个读操作（CMOS芯片通常使用最高位作为读/写标志位）。然后，这个组合后的地址被发送到0x70端口，以便选择要读取的CMOS寄存器。

inb_p(0x71)：在指定了要读取的寄存器之后，从0x71端口读取一个字节的数据，这个数据就是从之前选定的CMOS寄存器中读取的。

CMOS存储器中存储时间是通过一个实时时钟（RTC, Real-Time Clock）芯片完成的。RTC芯片负责计时，即使系统关闭电源或重启，它也依靠CMOS电池供电，确保时间持续走动。

RTC存储时间的方式

1. 数据格式
   • 时间通常以 BCD（Binary-Coded Decimal，二进制编码十进制） 格式存储。
     • 例如：上午8:35 会存储为08:35，每个位的值直接用4位二进制表示（08 → 0000 1000）。
   • 存储的内容包括：
     • 秒、分钟、小时
     • 星期、日期、月份和年份
2. 内存地址映射
   • RTC芯片通过特定的内存地址映射到CMOS中，比如常见的芯片（如MC146818）会占用CMOS的0x00到0x0F地址区域。每个地址保存一个时间字段：
     • 0x00：秒
     • 0x02：分钟
     • 0x04：小时
     • 0x06：星期
     • 0x07：日期
     • 0x08：月份
     • 0x09：年份

BCD_TO_BIN

上面有提到RTC使用BCD的格式来储存时间，所以BCD_TO_BIN就是用来转换数据格式的，将BCD转换成二进制数据

最后一步 kernel_mktime 也很简单，就是根据刚刚的那些时分秒数据，计算从 1970 年 1 月 1 日 0 时起到开机当时经过的秒数，作为开机时间，存储在 startup_time 这个变量里。