add apic timer

tas0dev · tas0dev · commit f5d2196e3c96 · 2025-11-07T20:40:03.000+09:00
diff --git a/docs/command_system.md b/docs/command_system.md
@@ -23,8 +23,8 @@
 ### 初期化
 
 ```c
-#include <util/shell.h>
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/shell.h>
+#include <shell/commands.h>
 
 // カーネルのmain関数などで
 init_shell();  // シェルとコマンドシステムを初期化
@@ -35,7 +35,7 @@ init_shell();  // シェルとコマンドシステムを初期化
 ### 1. コマンド関数の実装
 
 ```c
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/commands.h>
 #include <util/console.h>
 
 static int cmd_mycommand(int argc, char **argv) {
diff --git a/docs/index.md b/docs/index.md
@@ -40,7 +40,7 @@ LiteCoreカーネルのドキュメントの目次
 - [入出力ユーティリティ](./util/io)
 - [シェル機能](./util/shell)
 - [コマンドシステム](./util/commands)
-- [拡張コマンド](./util/extended_commands)
+- [拡張コマンド](./shell/extended_commands.h)
 - [シェル統合](./util/shell_integration)
 - [カーネル初期化](./util/init_msg)
 
diff --git a/docs/util/commands.md b/docs/util/commands.md
@@ -1,5 +1,5 @@
 この章では、コマンドシステムについて記述します。
-実装されているファイルは[commands.c](../../src/kernel/util/commands.c), [commands.h](../../src/include/util/commands.h)です。
+実装されているファイルは[commands.c](../../src/kernel/util/commands.c), [commands.h](../../src/include/shell/commands.h)です。
 
 ## 概要
 コマンドシステムは、シェルで実行可能なコマンドの登録と実行を管理します。コマンドラインの解析、引数の分割、コマンドハンドラの呼び出しを行います。最大32個のコマンドを登録でき、各コマンドには名前、説明、実行関数が関連付けられます。
diff --git a/docs/util/extended_commands.md b/docs/util/extended_commands.md
@@ -1,5 +1,5 @@
 この章では、拡張コマンドについて記述します。
-実装されているファイルは[extended_commands.c](../../src/kernel/util/extended_commands.c)です。
+実装されているファイルは[extended_commands.c](../../src/kernel/shell/extended_commands.h.c)です。
 
 ## 概要
 拡張コマンドモジュールは、ファイルシステム操作やシステム情報表示などの高度なシェルコマンドを提供します。ext2ファイルシステムの操作、メモリ情報の表示、PCIデバイスの列挙などが含まれます。
diff --git a/docs/util/shell.md b/docs/util/shell.md
@@ -1,5 +1,5 @@
 この章では、シェル機能について記述します。
-実装されているファイルは[shell.c](../../src/kernel/util/shell.c), [shell.h](../../src/include/util/shell.h)です。
+実装されているファイルは[shell.c](../../src/kernel/util/shell.c), [shell.h](../../src/include/shell/shell.h)です。
 
 ## 概要
 シェルモジュールは、対話型コマンドラインインターフェースを提供します。ユーザー入力の読み取り、バッファ管理、コマンドの実行、プロンプト表示を行います。バックスペース、Enterキー、制御文字の処理をサポートします。
diff --git a/docs/util/shell_integration.md b/docs/util/shell_integration.md
@@ -1,5 +1,5 @@
 この章では、シェル統合機能について記述します。
-実装されているファイルは[shell_integration.c](../../src/kernel/util/shell_integration.c), [shell_integration.h](../../src/include/util/shell_integration.h)です。
+実装されているファイルは[shell_integration.c](../../src/kernel/util/shell_integration.c), [shell_integration.h](../../src/include/shell/shell_integration.h)です。
 
 ## 概要
 シェル統合モジュールは、シェルシステム全体の初期化を簡素化します。標準シェル、組み込みコマンド、拡張コマンドを一括で初期化します。
diff --git a/src/include/config.h b/src/include/config.h
@@ -4,7 +4,7 @@
 #define VERSION "0.1"
 
 // 初期化メッセージを表示するかどうか
-#define INIT_MSG
+//#define INIT_MSG
 
 #ifndef NULL
 #define NULL ((void *)0)
@@ -40,4 +40,10 @@ typedef unsigned short uint16_t;
  */
 typedef unsigned int uint32_t;
 
+/**
+ * @typedef uint64_t
+ * @brief 64bit符号なし整数型
+ */
+typedef unsigned long long uint64_t;
+
 #endif /* _CONFIG_H */
diff --git a/src/include/driver/timer/timer.h b/src/include/driver/timer/timer.h
@@ -0,0 +1,8 @@
+#ifndef _TIMER_H
+#define _TIMER_H
+
+#include <config.h>
+
+int kwait(uint32_t us);
+
+#endif /* _TIMER_H */
diff --git a/src/include/shell/commands.h b/src/include/shell/commands.h
diff --git a/src/include/shell/shell.h b/src/include/shell/shell.h
diff --git a/src/include/shell/shell_integration.h b/src/include/shell/shell_integration.h
diff --git a/src/kernel/driver/timer/apic.c b/src/kernel/driver/timer/apic.c
@@ -72,36 +72,60 @@ static uint32_t get_apic_base(void) {
 }
 
 /**
- * @brief PIT (8254 タイマー) を使ってAPICタイマーをキャリブレーション
+ * @brief ACPI PM Timerのポート（通常0x608または0xb008）
+ */
+#define ACPI_PM_TIMER_PORT 0x608
+
+/**
+ * @brief ACPI PM Timerの周波数（固定）
+ */
+#define ACPI_PM_TIMER_FREQ 3579545  /* 3.579545 MHz */
+
+/**
+ * @brief ACPI PM Timerから現在のカウント値を読み取る
+ */
+static inline uint32_t read_acpi_pm_timer(void) {
+	uint32_t value;
+	__asm__ volatile("inl %1, %0" : "=a"(value) : "d"((uint16_t)ACPI_PM_TIMER_PORT));
+	return value & 0x00FFFFFF;
+}
+
+/**
+ * @brief ACPI PM Timerを使ってAPICタイマーをキャリブレーション
  */
 static uint32_t calibrate_apic_timer(void) {
-	/* 10msの測定時間 */
-	uint16_t pit_reload = 11932; /* 1193182 / 100 ≒ 11932 (10ms) */
+	uint32_t target_ticks = ACPI_PM_TIMER_FREQ / 100; /* 10ms */
 	
-	__asm__ volatile("outb %0, $0x43" : : "a"((uint8_t)0x34)); /* ch0, lobyte/hibyte, mode 2 */
-	__asm__ volatile("outb %0, $0x40" : : "a"((uint8_t)(pit_reload & 0xFF)));
-	__asm__ volatile("outb %0, $0x40" : : "a"((uint8_t)((pit_reload >> 8) & 0xFF)));
-	
-	/* APIC Timer を分周比1、最大値で開始 */
-	apic_write(APIC_TIMER_DIV, APIC_TIMER_DIV_1);
+	/* APIC Timer を分周比16、最大値で開始 */
+	apic_write(APIC_TIMER_DIV, APIC_TIMER_DIV_16);
 	apic_write(APIC_TIMER_INIT, 0xFFFFFFFF);
 	
-	/* PITが1回カウントダウンするのを待つ（約10ms） */
-	/* 簡易的にbusy loopで待機 */
-	for (volatile uint32_t i = 0; i < 200000; i++) {
-		__asm__ volatile("nop");
+	/* ACPI PM Timerの開始値を読み取る */
+	uint32_t pm_start = read_acpi_pm_timer();
+	uint32_t pm_end = (pm_start + target_ticks) & 0x00FFFFFF; /* 24bitでラップアラウンド */
+	
+	/* ACPI PM Timerが目標値に達するまで待機 */
+	uint32_t pm_current;
+	if (pm_end > pm_start) {
+		/* ラップアラウンドなし */
+		do {
+			pm_current = read_acpi_pm_timer();
+		} while (pm_current < pm_end && pm_current >= pm_start);
+	} else {
+		/* ラップアラウンドあり */
+		do {
+			pm_current = read_acpi_pm_timer();
+		} while (pm_current >= pm_start || pm_current < pm_end);
 	}
 	
 	/* APICタイマーのカウントを読み取り */
 	uint32_t apic_elapsed = 0xFFFFFFFF - apic_read(APIC_TIMER_CURRENT);
 	
-	/* 測定時間が約10msと仮定して、周波数を計算 */
-	/* Hz = ticks / 0.01 = ticks * 100 */
 	uint32_t freq = apic_elapsed * 100;
 	
-	/* 測定値の妥当性チェック */
 	if (freq < 100000 || freq > 100000000) {
 		/* 異常値の場合はデフォ値 */
+		printk("APIC Timer: Calibration failed (freq=%u), using default\n", freq);
 		return 2000000; /* 2 MHz */
 	}
 	
@@ -154,7 +178,7 @@ int apic_timer_init(void) {
 	printk("APIC Timer: LVT configured = 0x%08x\n", lvt);
 #endif
 	/* 1000Hz (1ms間隔) で動作するように設定 */
-	uint32_t init_count = (apic_timer_frequency / 16) / 1000; /* 分周比16, 1000Hz */
+	uint32_t init_count = apic_timer_frequency / 1000; /* 1000Hz */
 	apic_write(APIC_TIMER_INIT, init_count);
 
 #ifdef INIT_MSG
@@ -191,23 +215,6 @@ void apic_timer_tick(uint32_t irq, void *context) {
 	
 	current_tick_count++;
 	
-	/* 周波数校正用: 10000 tick (10秒) ごとに出力 */
-	static uint32_t calibration_start = 0;
-	static uint32_t last_print = 0;
-	uint32_t current = (uint32_t)current_tick_count;
-	
-	if (calibration_start == 0 && current == 1000) {
-		calibration_start = current;
-		last_print = current;
-		printk("\n[CALIBRATION] Starting at tick %u - Please time 10 seconds from NOW\n", current);
-	}
-	if (calibration_start > 0 && (current - last_print) >= 10000) {
-		uint32_t elapsed_ticks = current - calibration_start;
-		printk("[CALIBRATION] %u ticks elapsed (should be %u seconds)\n", 
-		       elapsed_ticks, elapsed_ticks / 1000);
-		last_print = current;
-	}
-	
 	/* EOI (End of Interrupt) を送信 */
 	if (apic_base) {
 		apic_write(APIC_EOI, 0);
diff --git a/src/kernel/driver/timer/timer.c b/src/kernel/driver/timer/timer.c
@@ -0,0 +1,24 @@
+#include <driver/timer/apic.h>
+#include <interrupt/irq.h>
+#include <util/console.h>
+
+
+/**
+ * @brief 指定されたマイクロ秒だけ待つ
+ * @param us 待機時間（マイクロ秒）
+ * @return 0 成功, -1 APICタイマー未初期化
+ */
+int kwait(uint32_t us) {
+        if (!apic_timer_available()) {
+                return -1;
+        }
+
+        uint64_t start = apic_get_uptime_us();
+        uint64_t target = start + us;
+        
+        while (apic_get_uptime_us() < target) {
+                interrupt_dispatch_all();
+        }
+        
+        return 0;
+}
diff --git a/src/kernel/main.c b/src/kernel/main.c
@@ -4,16 +4,17 @@
 #include <device/keyboard.h>
 #include <interrupt/irq.h>
 #include <interrupt/idt.h>
-#include <util/commands.h>
-#include <util/shell.h>
-#include <util/shell_integration.h>
+#include <shell/commands.h>
+#include <shell/shell.h>
+#include <shell/shell_integration.h>
 #include <util/io.h>
 #include <util/init_msg.h>
 #include <mem/map.h>
 #include <mem/manager.h>
 #include <mem/segment.h>
 #include <driver/ata.h>
 #include <fs/ext/ext2.h>
+#include <driver/timer/timer.h>
 
 #include <tests/define.h>
 #include <tests/run.h>
@@ -51,6 +52,7 @@ void kmain() {
 	new_line();
 
 	new_line();
+
 	printk("Startup process complete :D\n");
 	printk("Please press any key to continue to shell...\n");
 
diff --git a/src/kernel/shell/commands.c b/src/kernel/shell/commands.c
@@ -1,4 +1,4 @@
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/commands.h>
 #include <util/console.h>
 #include <stddef.h>
 
diff --git a/src/kernel/shell/extended_commands.c b/src/kernel/shell/extended_commands.c
@@ -1,4 +1,4 @@
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/commands.h>
 #include <util/console.h>
 #include <mem/manager.h>
 #include <fs/ext/ext2.h>
diff --git a/src/kernel/shell/shell.c b/src/kernel/shell/shell.c
@@ -1,6 +1,6 @@
-#include <util/shell.h>
-#include <util/commands.h>
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/shell.h>
+#include <shell/commands.h>
+#include <shell/commands.h>
 #include <util/console.h>
 #include <device/keyboard.h>
 #include <fs/fs.h>
diff --git a/src/kernel/shell/shell_integration.c b/src/kernel/shell/shell_integration.c
@@ -1,6 +1,6 @@
-#include <util/shell_integration.h>
-#include <util/shell.h>
-#include <util/commands.h>
+#include <shell/shell_integration.h>
+#include <shell/shell.h>
+#include <shell/commands.h>
 
 /**
  * @brief シェルシステム全体を初期化（すべてのコマンドを登録）
diff --git a/src/kernel/util/console.c b/src/kernel/util/console.c
@@ -286,6 +286,29 @@ int printk(const char *fmt, ...) {
 				for (k = n - 1;
 				     k >= 0 && j < (int)sizeof(buffer) - 1; k--)
 					buffer[j++] = numbuf[k];
+			} else if (spec == 'l' && fmt[i + 1] == 'l' && fmt[i + 2] == 'u') {
+				i += 2;
+				uint64_t val = va_arg(args, uint64_t);
+				char numbuf[32];
+				int n = 0, k = 0;
+				if (val == 0) {
+					numbuf[n++] = '0';
+				} else {
+					while (val && n < (int)sizeof(numbuf)) {
+						numbuf[n++] = '0' + (val % 10);
+						val /= 10;
+					}
+				}
+				if (width > n) {
+					int pad = width - n;
+					while (pad-- > 0 &&
+					       j < (int)sizeof(buffer) - 1)
+						buffer[j++] = pad_zero ? '0' :
+									 ' ';
+				}
+				for (k = n - 1;
+				     k >= 0 && j < (int)sizeof(buffer) - 1; k--)
+					buffer[j++] = numbuf[k];
 			} else if (spec == 'x' || spec == 'X') {
 				unsigned int val = va_arg(args, unsigned int);
 				char numbuf[32];
diff --git a/src/kernel/util/init_msg.c b/src/kernel/util/init_msg.c
@@ -5,8 +5,8 @@
 #include <driver/timer/apic.h>
 #include <interrupt/irq.h>
 #include <interrupt/idt.h>
-#include <util/shell.h>
-#include <util/shell_integration.h>
+#include <shell/shell.h>
+#include <shell/shell_integration.h>
 #include <util/io.h>
 #include <util/init_msg.h>
 #include <mem/map.h>
diff --git a/src/kernel/util/msg.c b/src/kernel/util/msg.c
@@ -0,0 +1,35 @@
+#include <config.h>
+#include <util/console.h>
+
+#define MSG_NO_ERROR 0
+#define MSG_INTER_ERROR 1
+#define MSG_MEM_ERROR 2
+#define MSG_FS_ERROR 3
+#define MSG_IO_ERROR 4
+
+/**
+ * @brief エラーメッセージをエラーコードから表示する
+ * @param error_code エラーコード
+ */
+void msg_from_code(int error_code) {
+        switch (error_code) {
+        case MSG_NO_ERROR:
+                printk("No error.\n");
+                break;
+        case MSG_INTER_ERROR:
+                printk("Error: Interrupt handling error occurred.\n");
+                break;
+        case MSG_MEM_ERROR:
+                printk("Error: Memory management error occurred.\n");
+                break;
+        case MSG_FS_ERROR:
+                printk("Error: Filesystem error occurred.\n");
+                break;
+        case MSG_IO_ERROR:
+                printk("Error: I/O operation error occurred.\n");
+                break;
+        default:
+                printk("Error: Unknown error code %d\n", error_code);
+                break;
+        }
+}
