编写键盘驱动

device/keyboard.c

@@ -5,6 +5,101 @@
 #include "../lib/kernel/print.h"
 #include "../kernel/interrupt.h"
 
+/*用转义字符定义部分控制字符*/
+#define esc '\033' // 八进制表示字符，也可以用十六进制'\x1b'
+#define backspace '\b'
+#define enter '\r'
+#define tab '\t'
+#define delete '\177' // 八进制表示字符，也可用十六进制 '\x7f'
+
+#define char_invisible 0
+#define ctrl_l_char char_invisible
+#define ctrl_r_char char_invisible
+#define shift_l_char char_invisible
+#define shift_r_char char_invisible
+#define alt_l_char char_invisible
+#define alt_r_char char_invisible
+#define caps_lock_char char_invisible
+
+/*定义控制字符的通码和断码*/
+#define shift_l_make 0x2a
+#define shift_r_make 0x36
+#define alt_l_make 0x38
+#define alt_r_make 0xe038
+#define alt_r_break 0xe0b8
+#define ctrl_l_make 0x1d
+#define ctrl_r_make 0xe01d
+#define ctrl_r_break 0xe09d
+#define caps_lock_make 0x3a
+// #define mac_command_make 0xe05b
+
+/*定义以下变量记录相应键是否按下的状态， ext_scancode 用于记录 makecode 是否以 0xe0 开头*/
+static bool ctrl_status, shift_status, alt_status, caps_lock_status, ext_scancode;
+/*以通码 make_code 为索引的二维数组*/
+static char keymap[][2] = {
+    /*扫描码未与 shift 组合*/
+    /* 0x00 */ {0, 0},
+    /* 0x01 */ {esc, esc},
+    /* 0x02 */ {'1', '!'},
+    /* 0x03 */ {'2', '@'},
+    /* 0x04 */ {'3', '#'},
+    /* 0x05 */ {'4', '$'},
+    /* 0x06 */ {'5', '%'},
+    /* 0x07 */ {'6', '^'},
+    /* 0x08 */ {'7', '&'},
+    /* 0x09 */ {'8', '*'},
+    /* 0x0A */ {'9', '('},
+    /* 0x0B */ {'0', ')'},
+    /* 0x0C */ {'-', '_'},
+    /* 0x0D */ {'=', '+'},
+    /* 0x0E */ {backspace, backspace},
+    /* 0x0F */ {tab, tab},
+    /* 0x10 */ {'q', 'Q'},
+    /* 0x11 */ {'w', 'W'},
+    /* 0x12 */ {'e', 'E'},
+    /* 0x13 */ {'r', 'R'},
+    /* 0x14 */ {'t', 'T'},
+    /* 0x15 */ {'y', 'Y'},
+    /* 0x16 */ {'u', 'U'},
+    /* 0x17 */ {'i', 'I'},
+    /* 0x18 */ {'o', 'O'},
+    /* 0x19 */ {'p', 'P'},
+    /* 0x1A */ {'[', '{'},
+    /* 0x1B */ {']', '}'},
+    /* 0x1C */ {enter, enter},
+    /* 0x1D */ {ctrl_l_char, ctrl_l_char},
+    /* 0x1E */ {'a', 'A'},
+    /* 0x1F */ {'s', 'S'},
+    /* 0x20 */ {'d', 'D'},
+    /* 0x21 */ {'f', 'F'},
+    /* 0x22 */ {'g', 'G'},
+    /* 0x23 */ {'h', 'H'},
+    /* 0x24 */ {'j', 'J'},
+    /* 0x25 */ {'k', 'K'},
+    /* 0x26 */ {'l', 'L'},
+    /* 0x27 */ {';', ':'},
+    /* 0x28 */ {'\'', '"'},
+    /* 0x29 */ {'`', '~'},
+    /* 0x2A */ {shift_l_char, shift_l_char},
+    /* 0x2B */ {'\\', '|'},
+    /* 0x2C */ {'z', 'Z'},
+    /* 0x2D */ {'x', 'X'},
+    /* 0x2E */ {'c', 'C'},
+    /* 0x2F */ {'v', 'V'},
+    /* 0x30 */ {'b', 'B'},
+    /* 0x31 */ {'n', 'N'},
+    /* 0x32 */ {'m', 'M'},
+    /* 0x33 */ {',', '<'},
+    /* 0x34 */ {'.', '>'},
+    /* 0x35 */ {'/', '?'},
+    /* 0x36 */ {shift_r_char, shift_r_char},
+    /* 0x37 */ {'*', '*'},
+    /* 0x38 */ {alt_l_char, alt_l_char},
+    /* 0x39 */ {' ', ' '},
+    /* 0x3A */ {caps_lock_char, caps_lock_char}
+    /* 其它按键暂不处理 */
+};
+
 // 键盘中断处理程序
 static void intr_keyboard_handler(void);
 
@@ -22,8 +117,119 @@ void keyboard_init(void)
 // 键盘中断处理程序
 static void intr_keyboard_handler(void)
 {
-    uint8_t scancode = inb(KBD_DATA_PORT); // 必须要读取输出缓冲寄存器，否则 8042 不再继续响应键盘中断
-    put_int(scancode);
-    put_char(' ');
+    /* 这次中断发生之前的上一次中断，以下任意三个键是否有按下 */
+    bool ctrl_down_last = ctrl_status;
+    bool shift_down_last = shift_status;
+    bool caps_lock_last = caps_lock_status;
+
+    bool break_code;
+    uint16_t scancode = inb(KBD_DATA_PORT); // 必须要读取输出缓冲寄存器，否则 8042 不再继续响应键盘中断
+
+    /* 若 scancode 是 e0 开头的，表示此键的按下将产生多个扫描码，
+    所以马上结束此次中断处理函数，等待下一个扫描码进来*/
+    if (scancode == 0xe0)
+    {
+        ext_scancode = true;
+        return;
+    }
+
+    /*如果上次是 0xe0 开头的，将扫描码合并 */
+    if (ext_scancode)
+    {
+        scancode = ((0xe000) | scancode);
+        ext_scancode = false;
+    }
+
+    /* 若 scancode 高 bit 为 1，表示此键弹起(断码) */
+    break_code = ((scancode & 0x0080) != 0);
+    if (break_code)
+    {
+        // 由于 ctrol_r 和 ctrol_l 的 make_code 和 break_code 都是两字节
+        // 所以可用下面的方法取 make_code
+        // !多字节的扫描码暂不处理 TODO:
+        uint16_t make_code = (scancode &= 0xff7f);
+
+        /* 若是任意以下三个键弹起了，将状态设置为 false */
+        if (make_code == ctrl_l_make || make_code == ctrl_r_make)
+        {
+            ctrl_status = false;
+        }
+        else if (make_code == shift_l_make || make_code == shift_r_make)
+        {
+            shift_status = false;
+        }
+        else if (make_code == alt_l_make || make_code == alt_r_make)
+        {
+            alt_status = false;
+        }
+        /* caps_lock 不是弹起后关闭，所以需要单独处理*/
+
+        return; // 直接返回结束此次中断处理程序
+    }
+    /* 若为通码 makecode，只处理数组中定义的键及 alt_right 和 ctrl 键*/
+    else if ((scancode > 0x00 && scancode < 0x3b) || (scancode == alt_r_make) || (scancode == ctrl_r_make))
+    {
+        bool shift = false; // 判断是否与 shift 组合，用来在一维数组中索引对应的字符
+
+        /** 代表两个字母的键
+         * 0x0e 数字 '0'~'9', 字符'-', 字符 '='
+         * 0x29 字符 '`'
+         * 0x1a 字符 '['
+         * 0x1b 字符 ']'
+         * 0x2b 字符 '\\'
+         * 0x27 字符 ';'
+         * 0x28 字符 '\'
+         * 0x33 字符 ','
+         * 0x34 字符 '.'
+         * 0x35 字符 '/'
+         * * */
+        if ((scancode < 0x0e) || (scancode == 0x29) ||
+            (scancode == 0x1a) || (scancode == 0x1b) ||
+            (scancode == 0x2b) || (scancode == 0x27) ||
+            (scancode == 0x28) || (scancode == 0x33) ||
+            (scancode == 0x34) || (scancode == 0x35))
+        {
+            if (shift_down_last)
+                shift = true; // 如果同时按下了 shift 键
+        }
+        else // 默认为字母键
+        {
+            if (shift_down_last && caps_lock_last)
+                shift = false; // 同时按下 shift 和 capslock 键
+            else if (shift_down_last || caps_lock_last)
+                shift = true; // 按下 shift 键或者 capslock 键
+            else
+                shift = false;
+        }
+
+        // 将扫描码的高字节置 0，主要针对高字节是 e0 的扫描码
+        uint8_t index = (scancode &= 0x00ff);
+        char cur_chr = keymap[index][shift];
+
+        /* 只处理 ASCII 码不为 0 的键 */
+        if (cur_chr)
+        {
+            put_char(cur_chr);
+            return;
+        }
+
+        /* 记录本次是否按下了下面几类控制键之一，供下次键入判断组合键 */
+        if (scancode == alt_l_make || scancode == alt_r_make)
+            alt_status = true;
+        else if (scancode == shift_l_make || scancode == shift_r_make)
+            shift_status = true;
+        else if (scancode == ctrl_l_make || scancode == ctrl_r_make)
+            ctrl_status = true;
+        else if (scancode == caps_lock_make)
+            // 不管之前是否有按下 caps_lock 键，当再次按下时则状态取反
+            caps_lock_status = !caps_lock_status;
+    }
+    else
+    {
+        put_str("\n\nUnknown key. make key: 0x");
+        put_int(scancode);
+        put_char('\n');
+    }
+
     return;
 }