关于os的一些整理：第十五篇：键盘

这里主要是针对键盘鼠标进行编程，并提供相关键盘鼠标接口。并不关心当前是否可输入等这类等待IO的问题，这些交给输入输出子系统完成。

 

 

从键盘自身的角度看，键盘是一种输入输出设备，我们敲键盘，按下键盘键，释放键盘按下键，就是对键盘的输入，键盘接收到我们的按键后，会将按键对应的键码输出出去，也就是键盘将按键对应的键码存放在输出缓冲区中，就是对键盘的输出。

 

键盘内还有个输入缓冲区，我们也可以往键盘的这个输入缓冲区写入数据，这种情况下，对于键盘来说也是一种对键盘的输入，和敲键盘按下或释放按键对键盘输入不同的是，这里的输入数据是我们自己向键盘输入的。

 

但对于os来说，键盘是一种输入设备，对键盘需要提供的接口就是键盘读操作。键盘提供的读操作接口可以有3个接口。

 

在读键盘的时候，这里有两种情况，我们要读取键盘输入，首先得是键盘有输入或者有输入的数据让你去读，不管是按下释放键盘键的输入，还是我们往输入缓冲写入的数据，所以我们需要根据输出缓冲区的状态判断键盘是否有输入的数据。判断的依据就是检查输出缓冲区是否为空，为空的话说明没有数据可读，为满的话说明有数据可读。

 

所以这里第一个就是直接读键盘输入的接口，就是不检查输出缓冲区直接读，当然这种读操作可能不会读到数据，这种读操作也叫异步操作。

 

第二个读操作就是读之前检查输出缓冲区，知道输出缓冲区满再去读，这种情况也叫同步操作。

 

第三个是在前面两个思路的基础上提供的读键盘操作，按照前面的思路，键盘有输入的话，我们就把数据从输出缓冲区读出来，再存放在我们自己的一个输出缓冲区中。然后我们这里的读操作是从我们自己的输出缓冲区中去读，而不是直接从键盘内部的输出缓冲区读。

如果开启了键盘中断，读操作也有些差异，之前读键盘的时候，我们是根据输出缓冲区的状态来判断输出缓冲区中是否有数据可读。这里如果开启了键盘中断的话，可以依据键盘中断，如果有键盘输入，就会产生中断，也就是输出缓冲区中有数据可读。可以在键盘中断处理函数中读取键盘输入，把数据从输出缓冲区读出来，再存放在我们自己的一个输出缓冲区中。

 

PS/2设备

 

按键

 

 

扫描码

 

 

Scan Code Set

Scan Code Set规定了每个键盘按键按下或释放时产生的Scan Code，通常，按下或释放一个按键会产生一个对应的扫描码，当然也有一个按键产生多个扫描码的。同一个按键，不同的Scan Code Set产生的扫描码不同。目前主要有3种Scan Code Set。

 

Scan Code Set即扫描码集。

enum kb_scan_code_set_t 
{
  SCAN_CODE_SET_1 = 1, // Scan Code Set 1
  SCAN_CODE_SET_2 = 2, // Scan Code Set 2
  SCAN_CODE_SET_3 = 3  // Scan Code Set 3
};

大多数键盘在设计的时候都支持Scan Code Set 2。

 

按键扫描码对应ASCII码映射

通常按下键盘按键，对于显示字符，在显示屏幕上会对应的按键字符。当然，按键产生的是扫描码，并不是直接是显示的字符。所以需要建立按键扫描码到对应显示字符的映射，也就是对应字符的ASCII码，因为将一个字符输出到显示屏幕上显示的时候，实际上是将对应字符的ASCII码输出到显示屏幕上显示。

 

还有特殊按键，这些按键在按下时，并不会在显示屏幕上显示，它们是一些特殊控制功能键，如Shift，Ctrl，Alt，Enter等，这些也有必要建立对应的ASCII码映射。虽然我们不会直接将它们输出到显示屏幕上，但在响应这些特殊按键时，这么做是有好处的，因为不同的Scan Code Set对于同样的键产生的扫描码是不一样的，这样的话，如果不建立这些扫描码到对应ASCII码的映射，意味着需要针对不同Scan Code Set的按键扫描码进行不同的响应处理，即便按下的是同样的按键，比如，同样按下的是F1键，不同的Scan Code Set产生的扫描码不一样，如果没有对应的统一ASCII码映射，需要针对不同的Scan Code Set产生的扫描码进行响应。如果建立了对应的ASCII码映射，尽管采用的是不同的Scan Code Set，但映射的都是一样的ASCII码，可以采用同样的响应处理。

 

另外还有按键释放是产生的扫描码。

 

转换

为了解决不同Scan Code Set之间的兼容性问题，键盘控制器有一个翻译转换功能，可以将Scan Code Set 2翻译转换为Scan Code Set 1。

 

可以通过设置键盘控制器的配置字节来指定是否开启翻译转换功能，控制键盘控制器是否要将按键输入产生的扫描码翻译转换为Scan Code Set 1。

关于键盘控制器的配置字节可参考键盘控制器那篇文章。

 

翻译转换是由键盘控制器完成的，我们只是通过开启或关闭这个翻译转换功能，来控制键盘控制器是否需要翻译转换。

 

Scan Code Set转换

 

命令

#define KB_CMD_ED 0XED
#define KB_CMD_EE 0XEE
#define KB_CMD_F0 0XF0
#define KB_CMD_F2 0XF2
#define KB_CMD_F3 0XF3
#define KB_CMD_F4 0XF4
#define KB_CMD_F5 0XF5
#define KB_CMD_F6 0XF6
#define KB_CMD_F7 0XF7
#define KB_CMD_F8 0XF8
#define KB_CMD_F9 0XF9
#define KB_CMD_FA 0XFA
#define KB_CMD_FB 0XFB
#define KB_CMD_FC 0XFC
#define KB_CMD_FD 0XFD
#define KB_CMD_FE 0XFE
#define KB_CMD_FF 0XFF

 

确认

#define KB_CMD_ACK 0XFA

 

 

 

 

怎么接收键盘输入？

 

键盘鼠标操作

 

 

检查键盘

键盘类型

 

当前采用的是哪种Scan Code Set

 

键盘控制器是否开启翻译转换功能？

这决定了键盘当前采用的是哪套Scan Code Set。

 

是否开启键盘中断？

 

是否开启第1个（first）PS/2端口中断？

 

 

检查鼠标

鼠标类型 

 

检查扫描码集

 

 

设置扫描码集

 

键盘鼠标接口

键盘相关接口以"kb_"为前缀，以区分键盘控制器相关接口。

 

获取当前的扫描码集（Scan Code Set）

int kb_get_scan_code_set()
{
  unsigned char scan_code_set = 0;

  kb_send(KB_CMD_F0, 0); // command to get current scan code set

  scan_code_set = kb_read_16();

  kprintf("kb: scan code set: 0x%x.\r\n$", scan_code_set);
  return scan_code_set;
}

 

设置扫描码集（Scan Code Set）

int kb_set_scan_code_set(enum kb_scan_code_set_t scan_code_set)
{
  kb_send(KB_CMD_F0, scan_code_set); // command to set current scan code set
  return 0;
}