#include <lunaix/timer.h>
#include <lunaix/common.h>
#include <lunaix/syslog.h>
-#include <lunaix/mm/kalloc.h>
+#include <hal/acpi/acpi.h>
+#include <hal/ioapic.h>
#include <hal/cpu.h>
-
#include <arch/x86/interrupts.h>
-#include <stdint.h>
#include <klibc/string.h>
+#include <stdint.h>
+
#define PS2_DEV_CMD_MAX_ATTEMPTS 5
LOG_MODULE("PS2KBD");
#define KBD_STATE_KWAIT 0x00
#define KBD_STATE_KSPECIAL 0x01
#define KBD_STATE_KRELEASED 0x02
-// #define KBD_STATE_CMDPROCS 0x80
+#define KBD_STATE_CMDPROCS 0x40
+
+#define KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
+// #define KBD_DBGLOG
void intr_ps2_kbd_handler(const isr_param* param);
static struct kdb_keyinfo_pkt* ps2_keybuffer_next_write();
-// TODO: Abstract the bounded buffer out.
void ps2_device_post_cmd(char cmd, char arg) {
- // 不需要任何的类似lock cmpxchgl的骚操作。
- // 这条赋值表达式最多涉及一个内存引用（e.g., movl $1, (cmd_q.lock)），因此是原子的。
- cmd_q.lock = 1;
+ mutex_lock(&cmd_q.mutex);
int index = (cmd_q.queue_ptr + cmd_q.queue_len) % PS2_CMD_QUEUE_SIZE;
if (index == cmd_q.queue_ptr && cmd_q.queue_len) {
// 队列已满！
- cmd_q.lock = 0;
+ mutex_unlock(&cmd_q.mutex);
return;
}
cmd_q.queue_len++;
// 释放锁，同理。
- cmd_q.lock = 0;
+ mutex_unlock(&cmd_q.mutex);
}
void ps2_kbd_init() {
memset(&cmd_q, 0, sizeof(cmd_q));
memset(&key_buf, 0, sizeof(key_buf));
memset(&kbd_state, 0, sizeof(kbd_state));
+
+ mutex_init(&cmd_q.mutex);
+ mutex_init(&key_buf.mutex);
+
+
kbd_state.translation_table = scancode_set2;
kbd_state.state = KBD_STATE_KWAIT;
+ acpi_context* acpi_ctx = acpi_get_context();
+ if (acpi_ctx->fadt.header.rev > 1) {
+ /*
+ * 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。
+ * 这是一个坑，在ACPI v1中，这个字段是reserved！而这及至ACPI v2才出现。
+ * 需要注意：Bochs 和 QEMU 使用的是ACPI v1，而非 v2 （virtualbox好像是v4）
+ *
+ * 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。。）：
+ * https://bochs.sourceforge.io/cgi-bin/lxr/source/bios/rombios32.c#L1314
+ */
+ if (!(acpi_ctx->fadt.boot_arch & IAPC_ARCH_8042)) {
+ kprintf(KERROR "No PS/2 controller detected.\n");
+ // FUTURE: Some alternative fallback on this? Check PCI bus for USB controller instead?
+ return;
+ }
+ }
+ else {
+ kprintf(KWARN "Outdated FADT used, assuming 8042 always exist.\n");
+ }
+
+ char result;
+
cpu_disable_interrupt();
- // XXX: 是否需要使用FADT探测PS/2控制器的存在？
-
// 1、禁用任何的PS/2设备
ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT1_DISABLE, PS2_NO_ARG);
ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, PS2_CMD_PORT2_DISABLE, PS2_NO_ARG);
// 2、清空控制器缓冲区
io_inb(PS2_PORT_ENC_DATA);
- char result;
// 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
result = ps2_issue_cmd(PS2_CMD_READ_CFG, PS2_NO_ARG);
// 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。
timer_run_ms(5, ps2_process_cmd, NULL, TIMER_MODE_PERIODIC);
+ /*
+ * 一切准备就绪后，我们才教ioapic去启用IRQ#1。
+ * 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
+ * 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
+ * 初始化8042，屏蔽了所有中断，IF=0）。
+ * 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
+ * 我们的队列中，以供上层读取。
+ *
+ * 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。
+ */
+ uint8_t irq_kbd = ioapic_get_irq(acpi_ctx, PC_AT_IRQ_KBD);
+ ioapic_redirect(irq_kbd, PC_KBD_IV, 0, IOAPIC_DELMOD_FIXED);
+
done:
cpu_enable_interrupt();
}
void ps2_process_cmd(void* arg) {
- // 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。
- // 如果是这种情况则跳过，留到下一轮再尝试处理。
- // 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。
- // （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 fault了，所以也没有讨论的意义）
- // 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。
- // 因此，我们这里仅仅进行判断。
- // 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
- // 就只是用来开关键盘上的LED灯（如CAPSLOCK）。
- if (!cmd_q.queue_len || cmd_q.lock) {
+ /*
+ * 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。
+ * 如果是这种情况则跳过，留到下一轮再尝试处理。
+ * 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。
+ * （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 fault了，所以也没有讨论的意义）
+ * 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。
+ * 因此，我们这里仅仅进行判断。
+ * 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
+ * 就只是用来开关键盘上的LED灯（如CAPSLOCK）。
+ */
+ if (mutex_on_hold(&cmd_q.mutex) || !cmd_q.queue_len) {
return;
}
- // kbd_state.state |= KBD_STATE_CMDPROCS;
// 处理队列排头的指令
struct ps2_cmd *pending_cmd = &cmd_q.cmd_queue[cmd_q.queue_ptr];
char result;
int attempts = 0;
// 尝试将命令发送至PS/2键盘（通过PS/2控制器）
- // 如果不成功（0x60 IO口返回 0xfe，即 NAK 或 Resend）
+ // 如果不成功（0x60 IO口返回 0xfe，即 NAK i.e. Resend）
// 则尝试最多五次
do {
result = ps2_issue_dev_cmd(pending_cmd->cmd, pending_cmd->arg);
+#ifdef KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
+ kbd_state.state += KBD_STATE_CMDPROCS;
+#endif
attempts++;
} while(result == PS2_RESULT_NAK && attempts < PS2_DEV_CMD_MAX_ATTEMPTS);
}
void kbd_buffer_key_event(kbd_keycode_t key, uint8_t scancode, kbd_kstate_t state) {
- // forgive me on these ugly bit-level tricks,
- // I really hate doing branching on these "fliping switch" things
+ /*
+ forgive me on these ugly bit-level tricks,
+ I really hate doing branching on these "fliping switch" things
+ */
if (key == KEY_CAPSLK) {
kbd_state.key_state ^= KBD_KEY_FCAPSLKED & -state;
} else if (key == KEY_NUMSLK) {
state = state | kbd_state.key_state;
key = key & (0xffdf | -('a' > key || key > 'z' || !(state & KBD_KEY_FCAPSLKED)));
- if (!key_buf.lock) {
+ if (!mutex_on_hold(&key_buf.mutex)) {
struct kdb_keyinfo_pkt* keyevent_pkt = ps2_keybuffer_next_write();
*keyevent_pkt = (struct kdb_keyinfo_pkt) {
.keycode = key,
};
}
- // kprintf(KDEBUG "%c (t=%d, s=%x, c=%d)\n", key & 0x00ff, timestamp, state, key >> 8);
- return; // do not delete this return
+ return;
}
- // Ooops, this guy generates irq!
- ps2_device_post_cmd(PS2_KBD_CMD_SETLED, (kbd_state.key_state >> 1) & 0x00ff);
+ if (state & KBD_KEY_FPRESSED) {
+ // Ooops, this guy generates irq!
+ ps2_device_post_cmd(PS2_KBD_CMD_SETLED, (kbd_state.key_state >> 1) & 0x00ff);
+ }
}
void intr_ps2_kbd_handler(const isr_param* param) {
- // Do not move this line. It is in the right place and right order.
+ // This is important! Don't believe me? try comment it out and run on Bochs!
+ while (!(io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL));
+
+ // I know you are tempting to move this chunk after the keyboard state check.
+ // But DO NOT. This chunk is in right place and right order. Moving it at your own risk
// This is to ensure we've cleared the output buffer everytime, so it won't pile up across irqs.
uint8_t scancode = io_inb(PS2_PORT_ENC_DATA);
kbd_keycode_t key;
* 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
* 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。
*
- * Problem 1:
+ * Problem 1 (Fixed):
* 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。
* 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。
+ * Solution:
+ * 累加掩码 ;)
+ *
+ * Problem 2:
+ * + 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 Condition!
+ * + 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。
*/
- // FIXME: Address Problem #1
- // if ((kbd_state.state & KBD_STATE_CMDPROCS)) {
- // kbd_state.state &= ~KBD_STATE_CMDPROCS;
- // return;
- // }
-
- // 目前还是使用该方法。。。
- if (scancode >= 0xfa) {
+#ifdef KBD_ENABLE_SPIRQ_FIX
+ if ((kbd_state.state & 0xc0)) {
+ kbd_state.state -= KBD_STATE_CMDPROCS;
+
return;
}
-
- //kprintf(KINFO "%x\n", scancode & 0xff);
+#endif
+
+#ifdef KBD_DBGLOG
+ kprintf(KDEBUG "%x\n", scancode & 0xff);
+#endif
switch (kbd_state.state)
{
static uint8_t ps2_issue_cmd(char cmd, uint16_t arg) {
ps2_post_cmd(PS2_PORT_CTRL_CMDREG, cmd, arg);
-
- char result;
// 等待PS/2控制器返回。通过轮询（polling）状态寄存器的 bit 0
// 如置位，则表明返回代码此时就在 0x60 IO口上等待读取。
- while(!((result = io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS)) & PS2_STATUS_OFULL));
-
- return io_inb(PS2_PORT_ENC_CMDREG);
-}
-
-static uint8_t ps2_issue_dev_cmd(char cmd, uint16_t arg) {
- ps2_post_cmd(PS2_PORT_ENC_CMDREG, cmd, arg);
-
- char result;
-
- // 等待PS/2控制器返回。通过轮询（polling）状态寄存器的 bit 0
- // 如置位，则表明返回代码此时就在 0x60 IO口上等待读取。
- while(!((result = io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS)) & PS2_STATUS_OFULL));
+ while(!(io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL));
return io_inb(PS2_PORT_ENC_CMDREG);
}
static void ps2_post_cmd(uint8_t port, char cmd, uint16_t arg) {
- char result;
// 等待PS/2输入缓冲区清空，这样我们才可以写入命令
- while((result = io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS)) & PS2_STATUS_IFULL);
+ while(io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_IFULL);
io_outb(port, cmd);
+ io_delay(PS2_DELAY);
+
if (!(arg & PS2_NO_ARG)) {
// 所有参数一律通过0x60传入。
io_outb(PS2_PORT_ENC_CMDREG, (uint8_t)(arg & 0x00ff));
+ io_delay(PS2_DELAY);
}
}
-struct kdb_keyinfo_pkt* kbd_try_read_one() {
+static uint8_t ps2_issue_dev_cmd(char cmd, uint16_t arg) {
+ ps2_post_cmd(PS2_PORT_ENC_CMDREG, cmd, arg);
+
+ // 等待PS/2控制器返回。通过轮询（polling）状态寄存器的 bit 0
+ // 如置位，则表明返回代码此时就在 0x60 IO口上等待读取。
+ while(!(io_inb(PS2_PORT_CTRL_STATUS) & PS2_STATUS_OFULL));
+
+ return io_inb(PS2_PORT_ENC_CMDREG);
+}
+
+int kbd_recv_key(struct kdb_keyinfo_pkt* key_event) {
if (!key_buf.buffered_len) {
- return NULL;
+ return 0;
}
- key_buf.lock = 1;
- struct kdb_keyinfo_pkt* pkt_copy =
- (struct kdb_keyinfo_pkt*) lxmalloc(sizeof(struct kdb_keyinfo_pkt));
+ mutex_lock(&key_buf.mutex);
struct kdb_keyinfo_pkt* pkt_current = &key_buf.buffer[key_buf.read_ptr];
- *pkt_copy = *pkt_current;
+ *key_event = *pkt_current;
key_buf.buffered_len--;
key_buf.read_ptr = (key_buf.read_ptr + 1) % PS2_KBD_RECV_BUFFER_SIZE;
- key_buf.lock = 0;
- return pkt_copy;
+ mutex_unlock(&key_buf.mutex);
+ return 1;
}
static struct kdb_keyinfo_pkt* ps2_keybuffer_next_write() {
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