ExistOS-For-HP39GII

English readme

一个开源的 HP39GII 固件项目

简介

本固件项目由一群计算器爱好者始创，使用了 FreeRTOS kernel、TinyUSB、FatFs、dhara、giac 等库。我们非常欢迎同好试用和改善本项目的代码，也非常乐意听取您的宝贵意见。期待您的参与！

目前工作进展

实验性功能

USB输入镍氢电池充电功能
Saturn模拟器运行hp39g固件
Saturn模拟器运行hp48g固件

目前工作进展：如上。关于具体用户界面 GUI 等还在讨论中，如有宝贵意见可于 Issues 提出。

自行修改代码编译固件

准备

需要安装 gcc-arm-none-eabi：

对于 Windows 系统，请从这里下载和安装。
- 注意：需要将安装目录下的 bin 路径添加到 PATH 中
对于 Linux 系统，不同的发行版可能略有差异
- Debian/Ubuntu 等使用 apt 包管理器的发行版请安装
```
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi -y
```
- Arch 等使用 pacman 包管理器的发行版请安装
```
sudo pacman -Syu arm-none-eabi-gcc
```
对于其它系统，或者没有提供相应包的 Linux 发行版
- 从这里下载源代码编译安装

Windows

请下载 Ninja，解压到任意目录下，然后将该目录添加到 PATH 中。

Linux

添加 udev 规则

对于 Linux 系统，为了让 udev 识别 HP39GII，需要将本项目根目录下的 99-hp39gii.rules 复制到 /etc/udev/rules.d/：

sudo cp 99-hp39gii.rules /etc/udev/rules.d/

然后重启 udev 以载入规则：

sudo service udev restart

如果上面的命令不起作用：

sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

编译 sbtool

本项目为 Windows 预先编译好了相应文件，但是 Linux 下需要手动编译。

进入项目目录 tools/sbtools 并 make 编译（无需安装），可能需要安装以下库：

libusb (1.0)
libcrypto++
- 安装教程见于 Crypto++ Wiki

Ubuntu 发行版请参考本项目的 Action 文件安装相应库

sudo apt-get install libcrypto++6 libcrypto++-dev libusb-1.0-0-dev -y

Arch 请安装以下库
```
sudo pacman -Syu libusb crypto++
```

若 pkg-config 提示找不到 libcrypto++ 或其它库，请检查是否安装了相应库，确认 /usr/lib/pkgconfig/ 下是否有对于库的的 .pc 文件，这是使 pkg-config 识别它所需要的。
若有，请手动修改 Makefile。
若无，可能需要重新安装相应库，或手动修改 Makefile 中的 pkg-config 命令。

然后进入 Libs/src/micropython-master/ports/eoslib 目录并 make：

cd Libs/src/micropython-master/ports/eoslib
make

编译系统

新建一个文件夹用于存放编译的二进制文件和缓存：

mkdir build
cd build

准备编译：

cmake ..

Windows 请用以下命令指定用 Ninja 作为编译器：

cmake .. -G Ninja

编译：

make

Windows 请用 Ninja：

ninja

固件安装

刷入 OSLoader

注意：HP39GII 的相关驱动程序请自行安装。

OSLoader 是引导程序，用于加载 ExistOS 并提供底层 API 和虚拟内存相关功能，使用下面的命令刷入 OSLoader（需要计算器处在刷写模式）。

要刷写 OSLoader，需要先将计算器完全断电（卸下所有电池），按住 ON/C 键不放，之后插入 USB 数据线。

Windows 系统下可以查看设备管理器是否出现一个名为 “USB 输入设备” 且 ID 为 066F:3770 的 USB HID 设备

手动刷入

先使用 sbtool 工具将 OSLoader 载入 RAM 并运行

ninja sb_flash

当 OSLoader 运行后，计算器会显示如下界面提示“找不到系统”：

此时 OSLoader 仅在内存中运行，接着执行以下将 OSLoader 刷入计算器的 Flash 引导区

ninja edb_flash_loader

刷入 OSLoader 后计算器会自动重启，但仍找不到系统，最后需要执行以下将系统刷入计算器的 Flash

ninja edb_flash_sys

刷入完成后系统将会重启并正常运行，若长时间无反应请尝试从头开始刷入。

自动工具刷入

可使用 ExistOS Updater（可在 Windows 10 或更新的版本上使用）刷入 OSLoader 和 System。

在没有刷入过OSLoader的设备（如安装了官方固件的设备）上，请将计算器完全关机，按住 ON/C 键将计算器连接至电脑。单击软件中的 Refresh 按钮后，如Status栏显示 Device Connected [HostLink Mode] ，便可以选择OSLoader和System镜像，并单击 Update OSLoader & System 按钮开始刷写。

在已经刷入了OSLoader的设备上，只需将设备正常开机并连接电脑，单击软件中的 Refresh 按钮，在Status栏显示 Device Connected [Bin Mode EDB] 后便可进行刷写。

或尝试安装 HP39GII 官方工具然后使用其 Firmware Updater 刷入 OSLoader（将编译的 OSLoader.sb 重命名为 firmware.sb 并替换官方固件 firmware.sb，确保文件名相同）。

固件基本使用

初次使用

系统编译和安装完成后，第一次开机将会见到如下系统界面，提示将 Flash 的数据区格式化为 FAT16 格式的文件系统，ENTER 点击 OK 开始格式化，大约耗时半分钟。

出现以下界面后表示 Flash 数据区已经格式化完毕，点击 OK 进入系统主界面。

目前系统预置应用如下，KhiCAS用于进行代数计算，Emu48目前为实验应用，用于模拟hp39g/48g系计算器系统（目前实现了对39g的基本模拟），将固件文件放入计算器后即可启动，[←][→][↑][↓]键选择，[ENTER]键确定/切换

Status选项卡用于显示当前系统状态，以及相关的参数设定。

系统快捷键

以下快捷键在任何界面均可起作用（包括系统崩溃时）

  ON + F3 强制关机
  ON + F5 进入格式化界面
  ON + F6 强制重启

内部存储的访问

在系统开机前（或按下 ON/C 开机之后立即）按住 F2 键不放，会出现如下界面：

屏幕出现 USB MSC Mode字符后使用USB线缆接入计算机即可访问存储空间，此时电脑上会出现一个约80MB的U盘，System为系统资源（字体、图片之类，目前暂不使用），xcas文件夹存放KhiCAS的用户脚本、会话(历史记录)等资料。操作完文件后务必使用安全弹出防止文件损坏，安全弹出时计算器会对写入Flash内容进行同步和整理，可能会出现短暂的卡顿，请耐心等待。

KhiCAS 的基本使用

主界面 Application 选项卡中按下 ↓ 键选中 KhiCAS 应用，按下 Enter 键启动应用。第一次启动时会弹出提示选择使用 Xcas 语法模式 F1 还是 Python 语法模式 F6。

设定完成后当前状态会显示在下边的状态栏，其中第一项为当前时间，第二项为语法模式（Xcas 或 Python），第三项弧度或角度制，第四项为当前会话文件名。

使用 time(hh,mm) 命令设置时间(24时计时)，例如 time(11,45) 表示设置时间为 11:45

初始化完成后便可以进行一些相关的计算。

[ON/C]清除历史记录。

[SHIFT]+[ON/C]保存会话并关机。

基本计算

在 KhiCAS 中可以输入一般的表达式进行计算，支持大整数计算，但对于小数仅支持单精度浮点。

对于输入的表达式（或 ↑ ↓ 键选择的历史记录）可以按下 View 键 F3 后将其转化为自然输入模式进行编辑。

使用 F1 和 F2 键可以调出可能常用的指令菜单。

cmds 菜单 (F4) 里用二级目录的方式列出了 KhiCAS 中的全部命令（包括代数、复数、多项式、概率、绘图等命令），可以在其中搜寻需要的指令，选中对应的指令后 input 键输入到主界面，或按下 help 查看指令帮助，ex1、ex2 键输入自带的示例。

示例1: 绘图

使用 plot 命令可以对基本函数进行绘图，绘图界面 ↑ ↓ ← → 键移动画布，+ - 键缩放，* 键自动缩放铺满屏幕，/ 键自动缩放让 x y 坐标刻度等距。

  plot(表达式, x)
  plot(表达式, x=[起点...终点], xstep=步进)

plotpolar 命令则在极坐标系下绘图

plotfield 绘制矢量场

示例2: 不定积分

示例3: 定积分

示例4: 编程绘制 Logistic 方程映射 Feigenbaum 分岔图

在 KhiCAS 中有两种语法工作模式 Xcas 和 Python，并提供了脚本执行功能，因此可以通过编程的方式定义新函数，这里使用Python语法来实现绘制如下的分岔图。

在主界面中按下 File 键 (F6)，选择第六项打开脚本编辑器。

脚本编辑器中，左上角显示当前时间，语法模式，文件名，当前编辑行号/总行数。 F1~F3中存储了一些如符号判断、循环体、函数定义等的快捷命令

这里使用的脚本如下，首先先定义了两个全局向量 r 和 p ，函数 f 迭代的结果会存储在这两个向量中，最后在外部能够调用 KhiCAS 的 point(r,p) 命令进行绘图。

r = []
p = []
def f():
  for u in range(0, 40):
    x = 0.132456
    for n in range(1,50):
      x1 = (u/10)*x*(1-x)
      x = x1
      if n > 25:
        r.append(u/100)
        p.append(x)
  return

编辑完成后使用 File 菜单里的 Check syntax 选项可以对脚本进行检查和编译，结果会输出到主控制台上。

如下图为脚本有符号错误时编译的结果，会具体提示所在行号（或者是在 Xcas 模式下编译 Python 脚本也会出现错误）

编译成功的结果如下图。

随后调用脚本中的函数名执行上面所写的函数，执行完后再调用 point 指令将迭代输出的散点绘制到画布上。

最终输出：

实验性功能说明

充电功能（未完全测试）

目前固件支持通过控制SoC内部DCDC和线性稳压器从USB取电，降压到1.4V后输出给电池仓进行充电，因此使用该功能时务必使用可充电电池，以防发生危险。

使用方法：接入USB线后切换到Status界面，滚动至最底部勾选Enable Charge后电池仓开始输出电流，查看上面显示信息可以看到核心温度上升至50℃左右，这是因为充电相关的升降压电路是和CPU集成在同一芯片内。

以下是使用一节标称400mAh 1.2V AAAA电池测试充电时绘制的系统状况曲线（充电时间：6小时）：

以下是使用一节标称400mAh 1.2V AAAA电池测试放电时绘制的系统状况曲线（放电时间：2小时）：

Emu48 39/48 Saturn模拟器

该功能可以通过运行Saturn虚拟机的方式运行HP39/48系列计算器的固件，目前仅完成了hp 39g固件的加载，退出和数据保存功能还未完成，且未进行相关优化，速度较慢。

使用方法：将HP 39g计算器的固件 rom.g39 (1MB) 放置到计算器存储空间的根目录下，在系统应用主界面点击Emu48后即可使用，故载入速度较慢，请耐心等待。

重启：ON + F6

关机：ON + F3

系统卸载并刷回原生系统

刷入原生系统前需要将全片 Flash 擦除，否则使用原生刷机工具时会卡在格式化环节。

Flash全盘擦除方法：在刷入OS Loader后或Exist OS系统运行时，按下ON+F5界面进入数据清空界面，随后按下SYMB键进入全盘格式化界面，再按下F1键后会开始全盘数据擦除操作，当显示“Operation Finish.”后操作完成，Flash数据将全部清除且不可恢复，此时重新上电计算器并在Win7/XP环境下使用原生刷机工具即可刷入。

代码提交规范

如果您想贡献代码，请遵守以下规范

变量
- 变量采用小驼峰命名法命名。例如 windowHeight。
- 函数参数的命名与变量相同。
- 不应使用单个字符命名。临时变量，循环变量除外，允许使用 i，j，k 等。
- 可考虑在名称前加适当有意义的前缀，如 p 代表指针。
- 不得在一行内同时定义变量和指针，如 char *p, q;。
函数
- 函数采用下划线命名法命名。例如 get_window_width。
- 函数的命名应遵循动宾关系。
- 可考虑在名称前加适当有意义的前缀，如 is 代表返回值为 bool 类型。
- 短小的函数可以定义为 inline，函数的参数和返回值应尽量使用指针而非变量。
- 应尽量避免使用递归，而应考虑重构为循环。
常量，宏及硬件相关
- 常量及宏采用下划线分隔大写字母的方式命名。例如 MAX_WIDTH。
自定义类型
- 自定义类型采用下划线命名法命名（暂定）。
- 用 struct 定义非单例对象时，必须使用 typedef 语句先定义自定义类型。
运算符及其他符号
- 一元运算符应紧贴变量，如 c++，*p。
- 二元运算符两侧都应空格，如 i == 1，a += 3。例外：->运算符。
- 三元运算符同二元运算符，如 isLeft ? 1 : 0。
- 逗号后应空格。
- 在不易理解的地方应适当加注括号。
伪类

若确有面向对象的必要的，可以考虑用 typedef struct 实现伪类。
- 伪类采用大驼峰（帕斯卡）命名法命名。
- 伪类中保存属性，其命名与一般变量相同。
- 伪类的方法不保存在伪类中，而采用全局函数。方法采用下划线法命名。
  - 一般方法命名为 ClassName_method_name，其第一个参数始终应为一个指向该类型对象的指针并命名为 this（即使不需要）。
  - 静态方法命名为 ClassName_static_method_name。
  - 命名为 ClassName_initializer 的一般方法应在伪类的对象定义后立即调用。

代码部分

7.1

if (a == 1) {                          // 关键字与括号间应空格，括号与花括号间应空格
    // code here
}else{                                 // 采用Java风格
    // code here
}
if (b == 1) return;                    // 块中只有一句代码时，可以不打花括号并不换行，空一格即可

7.2

while (true)
    ;                                  // 使用空循环时，应将分号换行并缩进

7.3

(a) 一般 for 循环的循环变量定义在 for 循环中：

    for (int i = 0; i < l; i++) {
        // code here
    }

(b) 外部使用循环变量的情况，也应在此处赋初值：

    int i;
    for (i = 0; i < l; i++) {
            // code here
    }
    return i;

(c) 不得将for循环此三处中任意一处空出：for ( ; ; )，否则请使用while循环。

7.4 禁止在需要判断语句的地方进行赋值操作，如 if (a = 1)，(a = 1) ? a : 0 等。

7.5 应尽量避免使用 goto 语句。

7.6 应多用 switch，少用 else if。switch 语句中，每一个 case 中都最好有一个 break/return 语句，多个 case 共用完全相同的一段代码时除外。使用 switch 穿越时应分外小心并最好加注注释。

对于 VSCode 用户，可以使用 clang-format 扩展方便的格式化代码。

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