kernel/keyboard.c

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#buffer #input #scroll #keyboard #byte #insert

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本文深入探讨了键盘输入处理的核心代码实现，包括键盘中断处理、扫描码解析及按键状态跟踪等功能。通过对关键函数的分析，揭示了键盘输入如何被正确识别和响应。

/* By Marcus Xing kernel/keyboard.c 与键盘的输入输出有关的代码 */ #include "type.h" #include "const.h" #include "protect.h" #include "proc.h" #include "console.h" #include "tty.h" #include "global.h" #include "keyboard.h" #include "keymap.h" #include "proto.h" /* 内部函数和内部变量声明 */ /* 键盘中断处理程序，只能由本文件调用 */ static void Keyboard_Handler(int int_vec_no); /* 从缓冲区中得到一个扫描码，只能由本文件调用*/ static u8 Get_Byte_From_Buffer(); /* 缓冲区结构变量，只能由本文件使用 */ static KB_Input_Buffer KB_Input_Buf; /* 状态变量，只能由本文件调用 */ static int Shift_L; /* 是否按下左边的SHIFT键 */ static int Shift_R; /* 是否按下右边的SHIFT键 */ static int Ctrl_L; /* 是否按下左边的CTRL键 */ static int Ctrl_R; /* 是否按下右边的CTRL键 */ static int Alt_L; /* 是否按下左边的ALT键 */ static int Alt_R; /* 是否按下右边的ALT键 */ static int With_E0; /* 判断2扫描码并第一个码为E0的变量 */ static int Caps_Lock; /* 是否按下Caps_Lock键 */ static int Num_Lock; /* 是否按下Num Lock键 */ static int Scroll_Lock; /* 是否按下Scroll Lock键 */ /* 仅限于本文件调用的功能函数声明 */ static void Keyboard_Handler(int int_vec_no); static u8 Get_Byte_From_Buffer(); static void KB_Wait(); static void KB_Ack(); static void Set_LED(); /*-----------------------------------------------------------------Init_Keyboard 初始化键盘 */ void Init_Keyboard() { /* 三盏灯全灭 */ Caps_Lock = Num_Lock = Scroll_Lock = 0; Set_LED(); /* 初始化缓冲区结构 */ KB_Input_Buf.head = KB_Input_Buf.tail = KB_Input_Buf.buffer; KB_Input_Buf.size = 0; /* 键盘中断的处理函数的填充 */ IRQ_Handler_Table[1] = Keyboard_Handler; /* 激活键盘中断 */ Enable_IRQ(1); } /*-----------------------------------------------------------------Keyboard_Read 读键盘函数，由终端进程调用 */ void Keyboard_Read(TTY *tty) { u8 scan_code = Get_Byte_From_Buffer(); /* 从缓冲区读取一个扫描码 */ int make; /* 判断是否按下，按下为1，不按下为0 */ int col = 0; /* 决定读取keymap表中当前行的列数 */ u32 *row = 0; /* 指向当前码的行的第一列 */ u32 key = 0; /* 存放当前码对应的表中的值 */ /* 有一个特别的地方就是当shift+方向键或者如INSERT之类的控制键按下时扫描码分别为0x5a0xe00xaa(相应键的4个码)0xe00x5a0xaa 并在后面的shift键的判断时加入了前缀是否是0xe0的判断 */ if(scan_code == 0xe0) { scan_code = Get_Byte_From_Buffer(); /* 判断是否按下的是PRINTSCREEN键此键比较特殊，是惟一的按下弹起都是4个码的键 */ if(scan_code == 0x2a) { scan_code = Get_Byte_From_Buffer(); if(scan_code == 0xe0) { if(Get_Byte_From_Buffer() == 0x37) { key = PRINTSCREEN; make = 1; } } } /* 判断是否是PRINTSCREEN键弹起 */ else if(scan_code == 0xb7) { if(Get_Byte_From_Buffer() == 0xe0) { if(Get_Byte_From_Buffer() == 0xaa) { key = PRINTSCREEN; make = 0; } } } /* 否则是以0xe0开头的其它键，按下弹起均为2个码 */ else { With_E0 = 1; /* 定位到第2列的标志置1 */ } } /* 判断是否按下了PAUSE键，此键是惟一以0xe1开头的键 PAUSE键有6个扫描码，没有BREAK CODE */ else if(scan_code == 0xe1) { int flag = 1; int i = 0; u32 pause_scan_code[6] = {0xe1,0x1d,0x45,0xe1,0x9d,0xc5}; for(;i < 6;i++) { /* 如果不匹配，标志置0，跳出 */ if(Get_Byte_From_Buffer() != pause_scan_code[i]) { flag = 0; break; } } /* 如果匹配，key赋值 */ if(flag) { key = PAUSEBREAK; make = 1; } } /* 如果不是PRINTSCREEN和PAUSE键的话 */ if((key != PRINTSCREEN) && (key != PAUSEBREAK)) { /* 是按下还是弹起，结果赋给make,MAKE CODE | FLAG_BREAK = BREAK CODE 如果按下或弹起的是以0xe0开头的键，此时的scan_code为第2个码 */ make = (scan_code & FLAG_BREAK) ? 0 : 1; /* 指向当前码的行的第一列 */ row = &Key_Map[(scan_code & 0x7f) * MAP_COLS]; /* 如果Caps Lock灯亮着再按shift+字母键，则还是小写 */ int caps; caps = Shift_L || Shift_R; if(Caps_Lock) { if(row[0] >= 'a' && row[0] <= 'z') { caps = !caps; } } /* 如果SHIFT键还没放开，读当前列的第2列 */ if(caps) { col = 1; } /* 判断是否在此前按下了以0xe0码开头的键 */ if(With_E0) { col = 2; With_E0 = 0; } key = row[col]; /* 从表中取出值 */ /* 在SHIFT键处理时加入了前缀是否是0xe0的判断 */ switch(key) { /* 按下或释放左SHIFT键 */ case SHIFT_L: /* 如果按下，Shift_L置1,否则置0 */ if(!With_E0) { Shift_L = make; } break; /* 如果按下，Shift_R置1,否则置0 */ case SHIFT_R: if(!With_E0) { Shift_R = make; } break; /* 如果按下，Ctrl_L置1,否则置0 */ case CTRL_L: Ctrl_L = make; break; /* 按下或释放右CTRL键 */ case CTRL_R: /* 如果按下，Ctrl_R置1,否则置0 */ Ctrl_R = make; break; /* 按下或释放左ALT键 */ case ALT_L: /* 如果按下，Alt_L置1,否则置0 */ Alt_L = make; break; /* 按下或释放右ALT键 */ case ALT_R: /* 如果按下，Alt_R置1,否则置0 */ Alt_R = make; break; /* 处理Caps Lock键 */ case CAPS_LOCK: /* 如果按下，则亮灭转换下 */ if(make) { Caps_Lock = !Caps_Lock; Set_LED(); } break; /* 处理Num Lock键 */ case NUM_LOCK: /* 如果按下，则亮灭转换下 */ if(make) { Num_Lock = !Num_Lock; Set_LED(); } break; /* 处理Scroll Lock键 */ case SCROLL_LOCK: /* 如果按下，则亮灭转换下 */ if(make) { Scroll_Lock = !Scroll_Lock; Set_LED(); } break; /* 处理其它键 */ default: break; } } int pad = 0; /* 如果按下 */ if(make) { /* 按下的是小键盘上的键 */ if(key >= PAD_SLASH && key <= PAD_9) { pad = 1; /* 标志按下的是小键盘的键 */ /* 以下代码逻辑简单，不注释了 */ switch(key) { case PAD_SLASH: key = '/'; break; case PAD_STAR: key = '*'; break; case PAD_MINUS: key = '-'; break; case PAD_PLUS: key = '+'; break; case PAD_ENTER: key = '/n'; break; case PAD_DOT: if(Num_Lock) { key = '.'; } else { key = '/b'; } break; default: if(Num_Lock && key >= PAD_0 && key <= PAD_9) { key = key - PAD_0 + '0'; } else { switch(key) { case PAD_UP: key = UP; break; case PAD_DOWN: key = DOWN; break; case PAD_LEFT: key = LEFT; break; case PAD_RIGHT: key = RIGHT; break; case PAD_HOME: key = HOME; break; case PAD_END: key = END; break; case PAD_PAGEUP: key = PAGEUP; break; case PAD_PAGEDOWN: key = PAGEDOWN; break; case PAD_INS: key = INSERT; break; default: break; } } break; } } } /* 如果按下，把SHIFT,CTRL,ALT键的信息附在key后则把key交给tty.c中的函数处理，无论key是否可打印 */ if(make) { key |= (Shift_L ? FLAG_SHIFT_L : 0); key |= (Shift_R ? FLAG_SHIFT_R : 0); key |= (Ctrl_L ? FLAG_CTRL_L : 0); key |= (Ctrl_R ? FLAG_CTRL_R : 0); key |= (Alt_L ? FLAG_ALT_L : 0); key |= (Alt_R ? FLAG_ALT_R : 0); key |= (pad ? FLAG_PAD : 0); /* 是否是小键盘按下的加以区分 */ /* 分离功能，此函数只负责解析，怎么处理交给In_Process */ In_Process(tty,key); } } /*--------------------------------------------------------------Keyboard_Handler 键盘中断处理程序 */ static void Keyboard_Handler(int int_vec_no) { u8 scan_code; scan_code = In_Byte(IN_BUFFER_8042); /* 读取扫描码到scan_code中 */ /* 如果缓冲区还有空间，则把扫描码放入缓冲区队尾指示的位置 */ if(KB_Input_Buf.size < BUFFER_SIZE) { *KB_Input_Buf.tail = scan_code; /* 放到队尾 */ KB_Input_Buf.tail++; /* 尾指针前进一个位置 */ /* 如果尾指针超出缓冲区，则回到缓冲区首地址 */ if(KB_Input_Buf.tail == KB_Input_Buf.buffer + BUFFER_SIZE) { KB_Input_Buf.tail = KB_Input_Buf.buffer; } KB_Input_Buf.size++; /* 缓冲区大小加1 */ } else { /* 没有空间则直接忽略 */ } } /*----------------------------------------------------------Get_Byte_From_Buffer 从缓冲区中得到一个扫描码 */ static u8 Get_Byte_From_Buffer() { u8 scan_code; /* 如果缓冲区没有扫描码，等待着 */ while(KB_Input_Buf.size <= 0){} /* 下面的开中断和关中断是为了保证两个函数调用之间的代码保持原子性，一气呵成，因为可能会被键盘中断打断，而键盘中断处理程序又会操作缓冲区，造成混乱 */ Disable_Int(); /* 关中断 */ scan_code = *KB_Input_Buf.head; /* 队首指针指示的码给scan_code */ KB_Input_Buf.head++; /* 头指针前进一个位置 */ /* 如果队首指针超出缓冲区，则回到缓冲区首地址 */ if(KB_Input_Buf.head == KB_Input_Buf.buffer + BUFFER_SIZE) { KB_Input_Buf.head = KB_Input_Buf.buffer; } KB_Input_Buf.size--; /* 缓冲区大小减1 */ Enable_Int(); /* 开中断 */ return scan_code; } /*-----------------------------------------------------------------------KB_Wait 判断8042的输入缓冲区是否为空，不为空就死等到空为止向8042的输入缓冲区填数据是向8048发送命令 */ static void KB_Wait() { u8 status; do { status = In_Byte(STATUS_REG_8042); /* 从0x64端口读取8042的状态 */ }while(status & 2); /* 第1位如果为0，则可以向输入缓冲区写数据 */ } /*------------------------------------------------------------------------KB_Ack 设置LED时是否收到8048的反馈，如果没有接收到则死等 */ void KB_Ack() { u8 data; do { data = In_Byte(IN_BUFFER_8042); /* 从8042输出缓冲区中读取反馈 */ }while(data != KB_ACK); /* 如果不是8048的反馈KB_ACK则死等 */ } /*-----------------------------------------------------------------------Set_LED 设置LED，设置LED的命令字中，0表示灭，1表示亮第0位表示Scroll Lock，第1位表示Num Lock，第2位表示Caps_Lock */ static void Set_LED() { u8 led = Scroll_Lock | (Num_Lock << 1) | (Caps_Lock << 2); /* 组合命令字节 */ KB_Wait(); /* 判断输入缓冲区是否空闲 */ Out_Byte(OUT_BUFFER_8042,KB_SET_LED_COM); /* 表明要控制LED了 */ KB_Ack(); /* 等待回应 */ KB_Wait(); /* 判断输入缓冲区是否空闲 */ Out_Byte(OUT_BUFFER_8042,led); /* 写命令 */ KB_Ack(); /* 等待回应 */ }