lunaix-os/hal/char/ps2kbd.c

   1 #include <lunaix/clock.h>
   2 #include <lunaix/ds/mutex.h>
   3 #include <lunaix/input.h>
   4 #include <lunaix/isrm.h>
   5 #include <lunaix/keyboard.h>
   6 #include <lunaix/syslog.h>
   7 #include <lunaix/timer.h>
   8
   9 #include <hal/intc.h>
  10
  11 #include <klibc/string.h>
  12
  13 #include <sys/cpu.h>
  14 #include <sys/interrupts.h>
  15 #include <sys/port_io.h>
  16
  17 #define PS2_PORT_ENC_DATA 0x60
  18 #define PS2_PORT_ENC_CMDREG 0x60
  19 #define PS2_PORT_CTRL_STATUS 0x64
  20 #define PS2_PORT_CTRL_CMDREG 0x64
  21
  22 #define PS2_STATUS_OFULL 0x1
  23 #define PS2_STATUS_IFULL 0x2
  24
  25 #define PS2_RESULT_ACK 0xfa
  26 #define PS2_RESULT_NAK 0xfe // resend
  27 #define PS2_RESULT_ECHO 0xee
  28 #define PS2_RESULT_TEST_OK 0x55
  29
  30 // PS/2 keyboard device related commands
  31 #define PS2_KBD_CMD_SETLED 0xed
  32 #define PS2_KBD_CMD_ECHO 0xee
  33 #define PS2_KBD_CMD_SCANCODE_SET 0xf0
  34 #define PS2_KBD_CMD_IDENTIFY 0xf2
  35 #define PS2_KBD_CMD_SCAN_ENABLE 0xf4
  36 #define PS2_KBD_CMD_SCAN_DISABLE 0xf5
  37
  38 // PS/2 *controller* related commands
  39 #define PS2_CMD_PORT1_DISABLE 0xad
  40 #define PS2_CMD_PORT1_ENABLE 0xae
  41 #define PS2_CMD_PORT2_DISABLE 0xa7
  42 #define PS2_CMD_PORT2_ENABLE 0xa8
  43 #define PS2_CMD_SELFTEST 0xaa
  44 #define PS2_CMD_SELFTEST_PORT1 0xab
  45
  46 #define PS2_CMD_READ_CFG 0x20
  47 #define PS2_CMD_WRITE_CFG 0x60
  48
  49 #define PS2_CFG_P1INT 0x1
  50 #define PS2_CFG_P2INT 0x2
  51 #define PS2_CFG_TRANSLATION 0x40
  52
  53 #define PS2_DELAY 1000
  54
  55 #define PS2_CMD_QUEUE_SIZE 8
  56
  57 #define PS2_NO_ARG 0xff00
  58
  59 struct ps2_cmd
  60 {
  61     char cmd;
  62     char arg;
  63 };
  64
  65 struct ps2_kbd_state
  66 {
  67     volatile char state;
  68     volatile char masked;
  69     volatile kbd_kstate_t key_state;
  70     kbd_keycode_t* translation_table;
  71 };
  72
  73 struct ps2_cmd_queue
  74 {
  75     struct ps2_cmd cmd_queue[PS2_CMD_QUEUE_SIZE];
  76     int queue_ptr;
  77     int queue_len;
  78     mutex_t mutex;
  79 };
  80
  81 /**
  82  * @brief 向PS/2控制器的控制端口(0x64)发送指令并等待返回代码。
  83  * 注意，对于没有返回代码的命令请使用`ps2_post_cmd`，否则会造成死锁。
  84  * 通过调用该方法向控制器发送指令，请区别 ps2_issue_dev_cmd
  85  *
  86  * @param cmd
  87  * @param args
  88  */
  89 static u8_t
  90 ps2_issue_cmd(char cmd, u16_t arg);
  91
  92 /**
  93  * @brief 向PS/2控制器的编码器端口(0x60)发送指令并等待返回代码。
  94  * 注意，对于没有返回代码的命令请使用`ps2_post_cmd`，否则会造成死锁。
  95  * 通过调用该方法向PS/2设备发送指令，请区别 ps2_issue_cmd
  96  *
  97  * @param cmd
  98  * @param args
  99  */
 100 static u8_t
 101 ps2_issue_dev_cmd(char cmd, u16_t arg);
 102
 103 /**
 104  * @brief 向PS/2控制器发送指令，不等待返回代码。
 105  *
 106  * @param port 端口号
 107  * @param cmd
 108  * @param args
 109  * @return char
 110  */
 111 static void
 112 ps2_post_cmd(u8_t port, char cmd, u16_t arg);
 113
 114 static void
 115 ps2_device_post_cmd(char cmd, char arg);
 116
 117 static void
 118 ps2_kbd_init();
 119
 120 static void
 121 ps2_process_cmd(void* arg);
 122
 123 #define PS2_DEV_CMD_MAX_ATTEMPTS 5
 124
 125 LOG_MODULE("i8042");
 126
 127 static struct ps2_cmd_queue cmd_q;
 128 static struct ps2_kbd_state kbd_state;
 129
 130 #define KEY_NUM(x) (x + 0x30)
 131 #define KEY_NPAD(x) ON_KEYPAD(KEY_NUM(x))
 132
 133 // 我们使用 Scancode Set 2
 134
 135 // clang-format off
 136
 137 // 大部分的扫描码（键码）
 138 static kbd_keycode_t scancode_set2[] = {
 139     0, KEY_F9, 0, KEY_F5, KEY_F3, KEY_F1, KEY_F2, KEY_F12, 0, KEY_F10, KEY_F8, KEY_F6,
 140     KEY_F4, KEY_HTAB, '`', 0, 0, KEY_LALT, KEY_LSHIFT, 0, KEY_LCTRL, 'q', KEY_NUM(1),
 141     0, 0, 0, 'z', 's', 'a', 'w', KEY_NUM(2), 0, 0, 'c', 'x', 'd', 'e', KEY_NUM(4), KEY_NUM(3),
 142     0, 0, KEY_SPACE, 'v', 'f', 't', 'r', KEY_NUM(5),
 143     0, 0, 'n', 'b', 'h', 'g', 'y', KEY_NUM(6), 0, 0, 0, 'm', 'j', 'u', KEY_NUM(7), KEY_NUM(8),
 144     0, 0, ',', 'k', 'i', 'o', KEY_NUM(0), KEY_NUM(9), 0, 0, '.', '/', 'l', ';', 'p', '-', 0, 0,
 145     0, '\'', 0, '[', '=', 0, 0, KEY_CAPSLK, KEY_RSHIFT, KEY_LF, ']', 0, '\\', 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 146     0, KEY_BS, 0, 0, KEY_NPAD(1), 0, KEY_NPAD(4), KEY_NPAD(7), 0, 0, 0, KEY_NPAD(0), ON_KEYPAD('.'),
 147     KEY_NPAD(2), KEY_NPAD(5), KEY_NPAD(6), KEY_NPAD(8), KEY_ESC, KEY_NUMSLK, KEY_F11, ON_KEYPAD('+'),
 148     KEY_NPAD(3), ON_KEYPAD('-'), ON_KEYPAD('*'), KEY_NPAD(9), KEY_SCRLLK, 0, 0, 0, 0, KEY_F7
 149 };
 150
 151 // 一些特殊的键码（以 0xe0 位前缀的）
 152 static kbd_keycode_t scancode_set2_ex[] = {
 153     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, KEY_RALT, 0, 0,
 154     KEY_RCTRL, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 155     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 156     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ON_KEYPAD('/'), 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 157     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ON_KEYPAD(KEY_LF), 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 158     KEY_END, 0, KEY_LEFT, KEY_HOME,
 159     0, 0, 0, KEY_INSERT, KEY_DELETE, KEY_DOWN, 0, KEY_RIGHT, KEY_UP, 0, 0,
 160     0, 0, KEY_PG_DOWN, 0, 0, KEY_PG_UP
 161 };
 162
 163 // 用于处理 Shift+<key> 的情况
 164 static kbd_keycode_t scancode_set2_shift[] = {
 165     0, KEY_F9, 0, KEY_F5, KEY_F3, KEY_F1, KEY_F2, KEY_F12, 0, KEY_F10, KEY_F8, KEY_F6,
 166     KEY_F4, KEY_HTAB, '~', 0, 0, KEY_LALT, KEY_LSHIFT, 0, KEY_LCTRL, 'Q', '!',
 167     0, 0, 0, 'Z', 'S', 'A', 'W', '@', 0, 0, 'C', 'X', 'D', 'E', '$', '#',
 168     0, 0, KEY_SPACE, 'V', 'F', 'T', 'R', '%',
 169     0, 0, 'N', 'B', 'H', 'G', 'Y', '^', 0, 0, 0, 'M', 'J', 'U', '&', '*',
 170     0, 0, '<', 'K', 'I', 'O', ')', '(', 0, 0, '>', '?', 'L', ':', 'P', '_', 0, 0,
 171     0, '"', 0, '{', '+', 0, 0, KEY_CAPSLK, KEY_RSHIFT, KEY_LF, '}', 0, '|', 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
 172     0, KEY_BS, 0, 0, KEY_NPAD(1), 0, KEY_NPAD(4), KEY_NPAD(7), 0, 0, 0, KEY_NPAD(0), ON_KEYPAD('.'),
 173     KEY_NPAD(2), KEY_NPAD(5), KEY_NPAD(6), KEY_NPAD(8), KEY_ESC, KEY_NUMSLK, KEY_F11, ON_KEYPAD('+'),
 174     KEY_NPAD(3), ON_KEYPAD('-'), ON_KEYPAD('*'), KEY_SCRLLK, 0, 0, 0, 0, KEY_F7
 175 };
 176
 177 // clang-format on
 178
 179 static struct input_device* kbd_idev;
 180
 181 #define KBD_STATE_KWAIT 0x00
 182 #define KBD_STATE_KSPECIAL 0x01
 183 #define KBD_STATE_KRELEASED 0x02
 184 #define KBD_STATE_E012 0x03
 185 #define KBD_STATE_KRELEASED_E0 0x04
 186 #define KBD_STATE_CMDPROCS 0x40
 187
 188 // #define KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
 189 #define KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX2
 190 // #define KBD_DBGLOG
 191
 192 static void
 193 intr_ps2_kbd_handler(const isr_param* param);
 194
 195 static u8_t
 196 ps2_issue_cmd_wretry(char cmd, u16_t arg);
 197
 198 static void
 199 ps2_device_post_cmd(char cmd, char arg)
 200 {
 201     mutex_lock(&cmd_q.mutex);
 202     int index = (cmd_q.queue_ptr + cmd_q.queue_len) % PS2_CMD_QUEUE_SIZE;
 203     if (index == cmd_q.queue_ptr && cmd_q.queue_len) {
 204         // 队列已满！
 205         mutex_unlock(&cmd_q.mutex);
 206         return;
 207     }
 208
 209     struct ps2_cmd* container = &cmd_q.cmd_queue[index];
 210     container->cmd = cmd;
 211     container->arg = arg;
 212     cmd_q.queue_len++;
 213
 214     // 释放锁，同理。
 215     mutex_unlock(&cmd_q.mutex);
 216 }
 217
 218 void
 219 ps2_kbd_init()
 220 {
 221
 222     memset(&cmd_q, 0, sizeof(cmd_q));
 223     memset(&kbd_state, 0, sizeof(kbd_state));
 224
 225     mutex_init(&cmd_q.mutex);
 226
 227     kbd_state.translation_table = scancode_set2;
 228     kbd_state.state = KBD_STATE_KWAIT;
 229
 230     kbd_idev = input_add_device("i8042-kbd");
 231
 232     /* FIXME This require systematical rework! */
 233     // acpi_context* acpi_ctx = acpi_get_context();
 234     // if (acpi_ctx->fadt.header.rev > 1) {
 235     //     /*
 236     //      *
 237     //      只有当前ACPI版本大于1时，我们才使用FADT的IAPC_BOOT_ARCH去判断8042是否存在。
 238     //      *  这是一个坑，在ACPI v1中，这个字段是reserved！而这及至ACPI
 239     //      v2才出现。
 240     //      *  需要注意：Bochs 和 QEMU 使用的是ACPI v1，而非 v2
 241     //      * （virtualbox好像是v4）
 242     //      *
 243     //      *  (2022/6/29)
 244     //      *
 245     //      QEMU在7.0.0版本中，修复了FADT::IAPC_BOOT无法正确提供关于i8042的信息的bug
 246     //      *      https://wiki.qemu.org/ChangeLog/7.0#ACPI_.2F_SMBIOS
 247     //      *
 248     //      *
 249     //      请看Bochs的bios源码（QEMU的BIOS其实是照抄bochs的，所以也是一个德行。。）：
 250     //      *
 251     //      https://bochs.sourceforge.io/cgi-bin/lxr/source/bios/rombios32.c#L1314
 252     //      */
 253     //     if (!(acpi_ctx->fadt.boot_arch & IAPC_ARCH_8042)) {
 254     //         kprintf(KERROR "not found\n");
 255     //         // FUTURE: Some alternative fallback on this? Check PCI bus for
 256     //         USB
 257     //         // controller instead?
 258     //         return;
 259     //     }
 260     // } else {
 261     //     kprintf(KWARN "outdated FADT used, assuming exists.\n");
 262     // }
 263
 264     char result;
 265
 266     cpu_disable_interrupt();
 267
 268     // 1、禁用任何的PS/2设备
 269     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT1_DISABLE, PS2_NO_ARG);
 270     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT2_DISABLE, PS2_NO_ARG);
 271
 272     // 2、清空控制器缓冲区
 273     port_rdbyte(PS2_PORT_ENC_DATA);
 274
 275     // 3、屏蔽所有PS/2设备（端口1&2）IRQ，并且禁用键盘键码转换功能
 276     result = ps2_issue_cmd(PS2_CMD_READ_CFG, PS2_NO_ARG);
 277     result = result & ~(PS2_CFG_P1INT | PS2_CFG_P2INT);
 278     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_WRITE_CFG, result);
 279
 280     // 4、控制器自检
 281     result = ps2_issue_cmd_wretry(PS2_CMD_SELFTEST, PS2_NO_ARG);
 282     if (result != PS2_RESULT_TEST_OK) {
 283         kprintf(KWARN "controller self-test failed. (%x)\n", result);
 284         // goto done;
 285     }
 286
 287     // 5、设备自检（端口1自检，通常是我们的键盘）
 288     result = ps2_issue_cmd_wretry(PS2_CMD_SELFTEST_PORT1, PS2_NO_ARG);
 289     if (result != 0) {
 290         kprintf(KERROR "interface test on port 1 failed. (%x)\n", result);
 291         // goto done;
 292     }
 293
 294     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT2_DISABLE, PS2_NO_ARG);
 295
 296     // 6、开启位于端口1的 IRQ，并启用端口1。不用理会端口2，那儿一般是鼠标。
 297     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT1_ENABLE, PS2_NO_ARG);
 298     result = ps2_issue_cmd(PS2_CMD_READ_CFG, PS2_NO_ARG);
 299     // 重新设置配置字节，因为控制器自检有可能重置我们先前做的改动。
 300     result = (result | PS2_CFG_P1INT) & ~(PS2_CFG_TRANSLATION | PS2_CFG_P2INT);
 301     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_WRITE_CFG, result);
 302
 303     // 至此，PS/2控制器和设备已完成初始化，可以正常使用。
 304
 305     // 搞一个计时器，将我们的 ps2_process_cmd
 306     // 挂上去。每隔5毫秒执行排在队头的命令。
 307     //  为什么只执行队头的命令，而不是全部的命令？
 308     //      因为我们需要保证isr尽量的简短，运行起来快速。而发送这些命令非常的耗时。
 309     timer_run_ms(5, ps2_process_cmd, NULL, TIMER_MODE_PERIODIC);
 310
 311     /*
 312      *   一切准备就绪后，我们才教ioapic去启用IRQ#1。
 313      *   至于为什么要在这里，原因是：初始化所使用的一些指令可能会导致IRQ#1的触发（因为返回码），或者是一些什么
 314      *  情况导致IRQ#1的误触发（可能是未初始化导致IRQ#1线上不稳定）。于是这些IRQ#1会堆积在APIC的队列里（因为此时我们正在
 315      *  初始化8042，屏蔽了所有中断，IF=0）。
 316      *  当sti后，这些堆积的中断会紧跟着递送进CPU里，导致我们的键盘handler误认为由按键按下，从而将这个毫无意义的数值加入
 317      *  我们的队列中，以供上层读取。
 318      *
 319      *  所以，保险的方法是：在初始化后才去设置ioapic，这样一来我们就能有一个稳定的IRQ#1以放心使用。
 320      */
 321     isrm_bindirq(PC_AT_IRQ_KBD, intr_ps2_kbd_handler);
 322
 323     cpu_enable_interrupt();
 324 }
 325 EXPORT_INPUT_DEV(i8042_keyboard, ps2_kbd_init);
 326
 327 static void
 328 ps2_process_cmd(void* arg)
 329 {
 330     /*
 331      * 检查锁是否已被启用，如果启用，则表明该timer中断发生时，某个指令正在入队。
 332      * 如果是这种情况则跳过，留到下一轮再尝试处理。
 333      * 注意，这里其实是ISR的一部分（timer中断），对于单核CPU来说，ISR等同于单个的原子操作。
 334      * （因为EFLAGS.IF=0，所有可屏蔽中断被屏蔽。对于NMI的情况，那么就直接算是triple
 335      * fault了，所以也没有讨论的意义）
 336      * 所以，假若我们遵从互斥锁的严格定义（即这里需要阻塞），那么中断将会被阻塞，进而造成死锁。
 337      * 因此，我们这里仅仅进行判断。
 338      * 会不会产生指令堆积？不会，因为指令发送的频率远远低于指令队列清空的频率。在目前，我们发送的唯一指令
 339      * 就只是用来开关键盘上的LED灯（如CAPSLOCK）。
 340      */
 341     if (mutex_on_hold(&cmd_q.mutex) || !cmd_q.queue_len) {
 342         return;
 343     }
 344
 345     // 处理队列排头的指令
 346     struct ps2_cmd* pending_cmd = &cmd_q.cmd_queue[cmd_q.queue_ptr];
 347     u8_t result;
 348     int attempts = 0;
 349
 350     // 尝试将命令发送至PS/2键盘（通过PS/2控制器）
 351     // 如果不成功（0x60 IO口返回 0xfe，即 NAK i.e. Resend）
 352     // 则尝试最多五次
 353     do {
 354         result = ps2_issue_dev_cmd(pending_cmd->cmd, pending_cmd->arg);
 355 #ifdef KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
 356         kbd_state.state += KBD_STATE_CMDPROCS;
 357 #endif
 358         attempts++;
 359     } while (result == PS2_RESULT_NAK && attempts < PS2_DEV_CMD_MAX_ATTEMPTS);
 360     // XXX: 是否需要处理不成功的指令？
 361
 362     cmd_q.queue_ptr = (cmd_q.queue_ptr + 1) % PS2_CMD_QUEUE_SIZE;
 363     cmd_q.queue_len--;
 364 }
 365
 366 static void
 367 kbd_buffer_key_event(kbd_keycode_t key, u8_t scancode, kbd_kstate_t state)
 368 {
 369     /*
 370         forgive me on these ugly bit-level tricks,
 371         I really hate doing branching on these "fliping switch" things
 372     */
 373     if (key == KEY_CAPSLK) {
 374         kbd_state.key_state ^= KBD_KEY_FCAPSLKED & -state;
 375     } else if (key == KEY_NUMSLK) {
 376         kbd_state.key_state ^= KBD_KEY_FNUMBLKED & -state;
 377     } else if (key == KEY_SCRLLK) {
 378         kbd_state.key_state ^= KBD_KEY_FSCRLLKED & -state;
 379     } else {
 380         if ((key & MODIFR)) {
 381             kbd_kstate_t tmp = (KBD_KEY_FLSHIFT_HELD << (key & 0x00ff));
 382             kbd_state.key_state = (kbd_state.key_state & ~tmp) | (tmp & -state);
 383         } else if (!(key & 0xff00) &&
 384                    (kbd_state.key_state &
 385                     (KBD_KEY_FLSHIFT_HELD | KBD_KEY_FRSHIFT_HELD))) {
 386             key = scancode_set2_shift[scancode];
 387         }
 388         state = state | kbd_state.key_state;
 389         key = key & (0xffdf |
 390                      -('a' > key || key > 'z' || !(state & KBD_KEY_FCAPSLKED)));
 391
 392         struct input_evt_pkt ipkt = { .pkt_type = (state & KBD_KEY_FPRESSED)
 393                                                     ? PKT_PRESS
 394                                                     : PKT_RELEASE,
 395                                       .scan_code = scancode,
 396                                       .sys_code = (state << 16) | key };
 397
 398         input_fire_event(kbd_idev, &ipkt);
 399
 400         return;
 401     }
 402
 403     if (state & KBD_KEY_FPRESSED) {
 404         // Ooops, this guy generates irq!
 405         ps2_device_post_cmd(PS2_KBD_CMD_SETLED,
 406                             (kbd_state.key_state >> 1) & 0x00ff);
 407     }
 408 }
 409
 410 static void
 411 intr_ps2_kbd_handler(const isr_param* param)
 412 {
 413
 414     // This is important! Don't believe me? try comment it out and run on Bochs!
 415     // while (!(port_rdbyte(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL))
 416     //    ;
 417
 418     // I know you are tempting to move this chunk after the keyboard state
 419     // check. But DO NOT. This chunk is in right place and right order. Moving
 420     // it at your own risk This is to ensure we've cleared the output buffer
 421     // everytime, so it won't pile up across irqs.
 422     u8_t scancode = port_rdbyte(PS2_PORT_ENC_DATA);
 423     kbd_keycode_t key;
 424
 425     /*
 426      *    判断键盘是否处在指令发送状态，防止误触发。（伪输入中断）
 427      * 这是因为我们需要向ps/2设备发送指令（比如控制led灯），而指令会有返回码。
 428      * 这就会有可能导致ps/2控制器在受到我们的命令后（在ps2_process_cmd中），
 429      * 产生IRQ#1中断（虽然说这种情况取决于底层BIOS实现，但还是会发生，比如QEMU和bochs）。
 430      * 所以这就是说，当IRQ#1中断产生时，我们的CPU正处在另一个ISR中。这样就会导致所有的外部中断被缓存在APIC内部的
 431      * FIFO队列里，进行排队等待（APIC长度为二的队列 {IRR, TMR}；参考 Intel
 432      * Manual Vol.3A 10.8.4）
 433      * 那么当ps2_process_cmd执行完后（内嵌在#APIC_TIMER_IV），CPU返回EOI给APIC，APIC紧接着将排在队里的IRQ#1发送给CPU
 434      * 造成误触发。也就是说，我们此时读入的scancode实则上是上一个指令的返回代码。
 435      *
 436      * Problem 1 (Fixed):
 437      *      但是这种方法有个问题，那就是，假若我们的某一个命令失败了一次，ps/2给出0xfe，我们重传，ps/2收到指令并给出0xfa。
 438      *  那么这样一来，将会由两个连续的IRQ#1产生。而APIC是最多可以缓存两个IRQ，于是我们就会漏掉一个IRQ，依然会误触发。
 439      * Solution:
 440      *      累加掩码 ;)
 441      *
 442      * Problem 2:
 443      *    +
 444      * 这种累加掩码的操作是基于只有一号IRQ产生的中断的假设，万一中间夹杂了别的中断？Race
 445      * Condition!
 446      *    +
 447      * 不很稳定x1，假如连续4次发送失败，那么就会导致累加的掩码上溢出，从而导致下述判断失败。
 448      */
 449 #ifdef KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
 450     if ((kbd_state.state & 0xc0)) {
 451         kbd_state.state -= KBD_STATE_CMDPROCS;
 452
 453         return;
 454     }
 455 #endif
 456
 457 #ifdef KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX2
 458     if (scancode == PS2_RESULT_ACK || scancode == PS2_RESULT_NAK) {
 459         return;
 460     }
 461 #endif
 462
 463 #ifdef KBD_DBGLOG
 464     kprintf(KDEBUG "%x\n", scancode & 0xff);
 465 #endif
 466
 467     switch (kbd_state.state) {
 468         case KBD_STATE_KWAIT:
 469             if (scancode == 0xf0) { // release code
 470                 kbd_state.state = KBD_STATE_KRELEASED;
 471             } else if (scancode == 0xe0) {
 472                 kbd_state.state = KBD_STATE_KSPECIAL;
 473                 kbd_state.translation_table = scancode_set2_ex;
 474             } else {
 475                 key = kbd_state.translation_table[scancode];
 476                 kbd_buffer_key_event(key, scancode, KBD_KEY_FPRESSED);
 477             }
 478             break;
 479         case KBD_STATE_KSPECIAL:
 480             if (scancode == 0x12) {
 481                 kbd_state.state = KBD_STATE_E012;
 482             } else if (scancode == 0xf0) { // release code
 483                 kbd_state.state = KBD_STATE_KRELEASED_E0;
 484             } else {
 485                 key = kbd_state.translation_table[scancode];
 486                 kbd_buffer_key_event(key, scancode, KBD_KEY_FPRESSED);
 487
 488                 kbd_state.state = KBD_STATE_KWAIT;
 489                 kbd_state.translation_table = scancode_set2;
 490             }
 491             break;
 492         // handle the '0xE0, 0x12, 0xE0, xx' sequence
 493         case KBD_STATE_E012:
 494             if (scancode == 0xe0) {
 495                 kbd_state.state = KBD_STATE_KSPECIAL;
 496                 kbd_state.translation_table = scancode_set2_ex;
 497             }
 498             break;
 499         case KBD_STATE_KRELEASED_E0:
 500             if (scancode == 0x12) {
 501                 goto escape_release;
 502             }
 503             // fall through
 504         case KBD_STATE_KRELEASED:
 505             key = kbd_state.translation_table[scancode];
 506             kbd_buffer_key_event(key, scancode, KBD_KEY_FRELEASED);
 507
 508         escape_release:
 509             // reset the translation table to scancode_set2
 510             kbd_state.state = KBD_STATE_KWAIT;
 511             kbd_state.translation_table = scancode_set2;
 512             break;
 513
 514         default:
 515             break;
 516     }
 517 }
 518
 519 static u8_t
 520 ps2_issue_cmd(char cmd, u16_t arg)
 521 {
 522     ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, cmd, arg);
 523
 524     // 等待PS/2控制器返回。通过轮询（polling）状态寄存器的 bit 0
 525     // 如置位，则表明返回代码此时就在 0x60 IO口上等待读取。
 526     while (!(port_rdbyte(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL))
 527         ;
 528
 529     return port_rdbyte(PS2_PORT_ENC_CMDREG);
 530 }
 531
 532 static u8_t
 533 ps2_issue_cmd_wretry(char cmd, u16_t arg)
 534 {
 535     u8_t r, c = 0;
 536     while ((r = ps2_issue_cmd(cmd, arg)) == PS2_RESULT_NAK && c < 5) {
 537         c++;
 538     }
 539     if (c >= 5) {
 540         kprintf(KWARN "max attempt reached.\n");
 541     }
 542     return r;
 543 }
 544
 545 static void
 546 ps2_post_cmd(u8_t port, char cmd, u16_t arg)
 547 {
 548     // 等待PS/2输入缓冲区清空，这样我们才可以写入命令
 549     while (port_rdbyte(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_IFULL)
 550         ;
 551
 552     port_wrbyte(port, cmd);
 553     port_delay(PS2_DELAY);
 554
 555     if (!(arg & PS2_NO_ARG)) {
 556         // 所有参数一律通过0x60传入。
 557         while (port_rdbyte(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_IFULL)
 558             ;
 559         port_wrbyte(PS2_PORT_ENC_CMDREG, (u8_t)(arg & 0x00ff));
 560         port_delay(PS2_DELAY);
 561     }
 562 }
 563
 564 static u8_t
 565 ps2_issue_dev_cmd(char cmd, u16_t arg)
 566 {
 567     ps2_post_cmd(PS2_PORT_ENC_CMDREG, cmd, arg);
 568
 569     // 等待PS/2控制器返回。通过轮询（polling）状态寄存器的 bit 0
 570     // 如置位，则表明返回代码此时就在 0x60 IO口上等待读取。
 571     while (!(port_rdbyte(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL))
 572         ;
 573
 574     return port_rdbyte(PS2_PORT_ENC_CMDREG);
 575 }