自制操作系统day7（获取按键编码、FIFO缓冲区、鼠标、键盘控制器（Keyboard Controller, KBC）、PS/2协议）
day7
获取按键编码（hiarib04a）
void inthandler21(int *esp)
{struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) ADR_BOOTINFO; // 获取系统启动信息结构体指针unsigned char data, s[4]; // data: 键盘数据缓存，s: 格式化字符串缓存io_out8(PIC0_OCW2, 0x61); // 发送EOI命令（0x61）通知PIC中断处理完成// 具体说明：
// 1. PIC0_OCW2 是主PIC的操作命令字寄存器（端口地址0x20）
// 2. 0x61 的二进制形式是 01100001，其中：
// - 高三位 011 表示「指定IRQ级别的EOI命令」
// - 低五位 00001 表示IRQ1（键盘中断）
// 3. 该操作完成两个功能：
// a. 清除PIC的中断服务寄存器（ISR）对应位
// b. 允许PIC继续接收新的中断请求data = io_in8(PORT_KEYDAT); // 从键盘数据端口读取扫描码sprintf(s, "%02X", data); // 将扫描码转为16进制字符串boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31); // 清空显示区域（青灰色背景）putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s); // 显示白色文本的扫描码return;
}
这句话用来通知PIC“已经知道发生了IRQ1中断哦”。如果是IRQ3，则写成0x63。也就是说，将“0x60+IRQ号码”输出给OCW2就可以。执行这句话之后，PIC继续时刻监视IRQ1中断是否发生。
如果忘记了执行这句话，PIC就不再监视IRQ1中断，不管下次由键盘输入什么信息，系统都感知不到了。
从编号为0x0060的设备输入的8位信息是按键编码。编号为0x0060的设备就是键盘。
加快中断处理（hiarib04b）
struct KEYBUF {unsigned char data, flag;
};
#define PORT_KEYDAT 0x0060struct KEYBUF keybuf;
void inthandler21(int *esp)
{unsigned char data;io_out8(PIC0_OCW2, 0x61); data = io_in8(PORT_KEYDAT);if (keybuf.flag == 0) {keybuf.data = data;keybuf.flag = 1;}return;
}
for (;;) {io_cli();//如果flag是0，
//表示缓冲区为空；如果flag是1，就表示缓冲区中存有数据if (keybuf.flag == 0) {io_stihlt();} else {i = keybuf.data;keybuf.flag = 0;io_sti();sprintf(s, "%02X", i);boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31);putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);}}
io_sti();io_hlt();不等于io_stihlt();
如果io_sti()之后产生了中断，keybuf里就会存入数据，这时候让CPU进入HLT状态，keybuf里存入的数据就不会被觉察到。根据CPU的规范，机器语言的STI指令之后，如果紧跟着HLT指令，那么就暂不受理这两条指令之间的中断，而要等到HLT指令之后才受理，
缓冲区建立优点：
- 异步处理机制：键盘中断（IRQ1）发生时需要立即响应，但此时系统可能正在处理其他任务。缓冲区作为数据的中转站，允许中断处理程序快速保存数据后立即返回
- 防止数据丢失：当用户快速连续按键时，中断可能连续触发。缓冲区可以存储多个按键数据（虽然当前实现是单缓冲区，后续可以扩展为队列）
- 线程安全：通过flag标志位（keybuf.flag）实现简单的同步机制，避免主程序读取数据时与中断程序发生竞争
- 解耦硬件操作：将底层硬件读取（io_in8）与上层逻辑处理分离，提高代码的可维护性
自此中断处理和调用流程
- 中断向量表初始化 (在
int.c的 PIC 初始化中)
int.
// PIC初始化时设置中断向量号
io_out8(PIC0_ICW2, 0x20); // IRQ0-7对应INT 0x20-0x27
io_out8(PIC1_ICW2, 0x28); // IRQ8-15对应INT 0x28-0x2f- 汇编层中断门处理 (在
naskfunc.nas中实现)
naskfunc.nas
_asm_inthandler21: ; 对应键盘中断(IRQ1)PUSH ESPUSH DSPUSHADMOV EAX,ESPPUSH EAXMOV AX,SSMOV DS,AXMOV ES,AXCALL _inthandler21 ; 调用C语言处理函数POP EAXPOPADPOP DSPOP ESIRETD- C语言中断服务程序 (在
int.c中实现)
int.c
// 键盘中断处理程序
void inthandler21(int *esp) {unsigned char data;io_out8(PIC0_OCW2, 0x61); // 通知PIC中断处理完成data = io_in8(PORT_KEYDAT); // 读取键盘数据// ... 缓冲区处理 ...
}完整的中断调用流程：
- 硬件中断触发 → 2. CPU查IDT表 → 3. 跳转至_asm_inthandlerXX → 4. 保存上下文 → 5. 调用C处理函数 → 6. 恢复上下文 → 7. IRETD返回
制作FIFO缓冲区（hiarib04c）
就是将缓冲区的数据部分弄成链表，但这里是静态数组，到下面整理缓冲区就是动态分配内存了
struct KEYBUF {unsigned char data[32];int next;
};
void inthandler21(int *esp)
{unsigned char data;io_out8(PIC0_OCW2, 0x61);data = io_in8(PORT_KEYDAT);if (keybuf.next < 32) {keybuf.data[keybuf.next] = data;keybuf.next++;}return;
}
for (;;) {io_cli();if (keybuf.next == 0) {io_stihlt();} else {i = keybuf.data[0];keybuf.next--;for (j = 0; j < keybuf.next; j++) {keybuf.data[j] = keybuf.data[j + 1];}io_sti();sprintf(s, "%02X", i);boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31);putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);}}
但这个程序，中断处理的时候涉及数据移送操作，如果在数据移送前中断的话，数据就会乱
所以下面就改善一下
改善FIFO缓冲区（hiarib04d）
其实就是一个双指针，一个读数据指针，一个写数据指针
写的时候直接覆盖写，到了len最大容量就归0
整理FIFO缓冲区（hiarib04e）
struct FIFO8 {unsigned char *buf;int p, q, size, free, flags;
};
/*可变缓冲区，size存入缓冲区的总字节数，变量free保存缓冲区里美欧数据的字节数，
buf存缓冲区的地址，p代表下一个数据写入地址（next_w），q代表下一个数据读出地址
（next_r）。
*/
void fifo8_init(struct FIFO8 *fifo, int size, unsigned char *buf)
/* 初始化FIFO缓冲区 */
{
fifo->size = size;
fifo->buf = buf;
fifo->free = size; /* 缓冲区的大小 */
fifo->flags = 0;
fifo->p = 0; /* 下一个数据写入位置 */
fifo->q = 0; /* 下一个数据读出位置 */
return;
}
#define FLAGS_OVERRUN 0x0001
int fifo8_put(struct FIFO8 *fifo, unsigned char data)
/* 向FIFO传送数据并保存 */
{
if (fifo->free == 0) {
/* 空余没有了，溢出 */
fifo->flags |= FLAGS_OVERRUN;
return -1;
}
fifo->buf[fifo->p] = data;
fifo->p++;
if (fifo->p == fifo->size) {
fifo->p = 0;
}
fifo->free--;
return 0;
}
int fifo8_get(struct FIFO8 *fifo)
/* 从FIFO取得一个数据 */
{
int data;
if (fifo->free == fifo->size) {
/* 如果缓冲区为空，则返回 -1 */
return -1;
}
data = fifo->buf[fifo->q];
fifo->q++;
if (fifo->q == fifo->size) {
fifo->q = 0;
}
fifo->free++;
return data;
}
int fifo8_status(struct FIFO8 *fifo)
/* 报告一下到底积攒了多少数据 */
{
return fifo->size - fifo->free;
}
鼠标（harib04f）
#define PORT_KEYDAT 0x0060
#define PORT_KEYSTA 0x0064
#define PORT_KEYCMD 0x0064
#define KEYSTA_SEND_NOTREADY 0x02
#define KEYCMD_WRITE_MODE 0x60
#define KBC_MODE 0x47
void wait_KBC_sendready(void)
{
/* 等待键盘控制电路准备完毕 */
for (;;) {
if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {
break;
}
}
return;
//键盘控制电路（keyboard controller, KBC）做好准备动作，等待控制指令的到来。
//因为虽然CPU的电路很快，但键盘控制电路却没有那么快。
//如果键盘控制电路可以接受CPU指令了，CPU从设备号码0x0064处所读
//取的数据的倒数第二位（从低位开始数的第二位）应该是0。在确认到这一位是0之前，程序一直通过for语句循环查询。
}
void init_keyboard(void)
{
/* 初始化键盘控制电路
一边确认可否往键盘
控制电路传送信息，一边发送模式设定指令，指令中包含着要设定为何种模式。模
式设定的指令是0x60，利用鼠标模式的模式号码是0x47，*/
wait_KBC_sendready();
io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_WRITE_MODE);
wait_KBC_sendready();
io_out8(PORT_KEYDAT, KBC_MODE);
return;
}
键盘控制器（Keyboard Controller, KBC）
i8042 键盘控制器-------详细介绍 - LinKArftc - 博客园 (cnblogs.com)
在x86架构中，键盘控制器（Keyboard Controller, KBC）通过特定端口与CPU通信。以下是代码中涉及的端口地址、宏定义和函数的详细解释：
一、端口地址定义
| 宏定义 | 端口地址 | 功能描述 |
|---|---|---|
PORT_KEYDAT | 0x0060 | 键盘数据端口：用于读取键盘扫描码或发送键盘配置参数。 |
PORT_KEYSTA | 0x0064 | 键盘状态端口：读取键盘控制器的状态（如是否准备好接收命令）。 |
PORT_KEYCMD | 0x0064 | 键盘命令端口：向键盘控制器发送控制命令（与状态端口共享地址，操作区分方向）。 |
二、关键宏定义
| 宏定义 | 值 | 功能描述 |
|---|---|---|
KEYSTA_SEND_NOTREADY | 0x02 | 状态寄存器中的“发送未就绪”标志位：若该位为1，表示控制器忙，不能接收新命令。 |
KEYCMD_WRITE_MODE | 0x60 | 键盘控制器的命令：写入操作模式到配置字节。 |
KBC_MODE | 0x47 | 键盘控制器的工作模式参数：启用键盘和鼠标接口，并设置扫描码转换模式。 |
三、函数解析
1. wait_KBC_sendready()
void wait_KBC_sendready(void) {for (;;) {if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {break;}}return;
}- 功能：等待键盘控制器准备好接收命令。
- 实现：
- 循环读取状态端口（
0x0064）。 - 检查状态寄存器的第1位（
KEYSTA_SEND_NOTREADY）：- 若为0，表示控制器就绪，退出循环。
- 若为1，继续等待。
- 循环读取状态端口（
2. init_keyboard()
void init_keyboard(void) {wait_KBC_sendready();io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_WRITE_MODE); // 发送模式设置命令wait_KBC_sendready();io_out8(PORT_KEYDAT, KBC_MODE); // 写入模式参数return;
}- 功能：初始化键盘控制器的工作模式。
- 流程：
- 等待控制器就绪。
- 向命令端口（
0x0064）发送命令0x60（KEYCMD_WRITE_MODE），表示要写入配置字节。 - 再次等待控制器就绪。
- 向数据端口（
0x0060）写入模式参数0x47（KBC_MODE），配置控制器行为。
四、配置字节 0x47 的位定义
| 位 | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| 7 | Reserved | 保留位，必须设为0。 |
| 6 | Translation Mode | 1=启用扫描码转换（将XT键盘扫描码集1转换为AT键盘扫描码集2）。 |
| 5 | Second Port Clock | 0=启用鼠标接口（PS/2 Port 2）。 |
| 4 | First Port Clock | 0=启用键盘接口（PS/2 Port 1）。 |
| 3 | Ignore Lock Keys | 0=正常处理锁定键（如Caps Lock）。 |
| 2 | System Flag | 由BIOS设置的系统标志（通常设为0）。 |
| 1 | Second Port IRQ | 1=启用鼠标中断（IRQ12）。 |
| 0 | First Port IRQ | 1=启用键盘中断（IRQ1）。 |
0x47（二进制 01000111）的具体配置
| 位 | 值 | 作用 |
|---|---|---|
| 7 | 0 | 保留位为0，符合规范。 |
| 6 | 1 | 启用扫描码转换（将XT扫描码转换为AT扫描码，增强兼容性）。 |
| 5 | 0 | 启用鼠标接口（允许鼠标数据传输）。 |
| 4 | 0 | 启用键盘接口（允许键盘数据传输）。 |
| 3 | 0 | 正常处理Caps Lock等锁定键。 |
| 2 | 0 | 系统标志为0（通常由BIOS设置）。 |
| 1 | 1 | 启用鼠标中断（IRQ12），允许鼠标事件触发中断。 |
| 0 | 1 | 启用键盘中断（IRQ1），允许键盘事件触发中断。 |
五、硬件交互原理
- 端口I/O操作：
io_in8(port)：从指定端口读取1字节数据。io_out8(port, data)：向指定端口写入1字节数据。- 在x86中，端口地址空间独立于内存地址空间，需通过
IN/OUT指令访问。
- 键盘控制器流程：
- 发送命令：向
PORT_KEYCMD（0x0064）写入命令字节。 - 写入参数：向
PORT_KEYDAT（0x0060）写入命令参数（如模式字节）。 - 状态检查：从
PORT_KEYSTA（0x0064）读取状态，确保操作安全。
- 发送命令：向
六、代码的意义
这段代码的目标是配置键盘控制器以支持键盘和鼠标输入，具体作用包括：
- 启用键盘接口（允许接收按键扫描码）。
- 启用鼠标接口（为后续鼠标驱动做准备）。
- 设置扫描码转换模式，确保兼容性。
七、实际应用场景
- 操作系统启动初期：在初始化输入设备时调用
init_keyboard()，确保键盘可用。 - 外设驱动开发：理解端口通信是编写键盘/鼠标驱动的基础。
总结
这段代码通过操作键盘控制器的端口，配置其工作模式，为后续处理键盘和鼠标输入奠定基础。理解端口地址、状态标志和配置字节的细节，是开发操作系统输入子系统的关键一步。
发送鼠标激活指令
#define KEYCMD_SENDTO_MOUSE 0xd4
#define MOUSECMD_ENABLE 0xf4
void enable_mouse(void)
{
/* 激活鼠标 */
wait_KBC_sendready();
io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE);
wait_KBC_sendready();
io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE);
return; /* 顺利的话,键盘控制其会返送回ACK(0xfa)*/
}
在x86架构中，PS/2键盘控制器（KBC）负责管理键盘和鼠标的通信。以下是代码的逐层解析：
一、关键宏定义
| 宏定义 | 值 | 功能描述 |
|---|---|---|
KEYCMD_SENDTO_MOUSE | 0xD4 | 键盘控制器命令：指示下一个写入数据端口的字节将发送到鼠标（而非键盘）。 |
MOUSECMD_ENABLE | 0xF4 | 鼠标命令：启用鼠标数据报告模式（开始发送移动/按键事件）。 |
二、代码流程分析
函数 enable_mouse()
void enable_mouse(void) {wait_KBC_sendready(); // 等待KBC就绪io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE); // 发送命令0xD4到命令端口（0x64）wait_KBC_sendready(); // 再次等待KBC就绪io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE); // 发送命令0xF4到数据端口（0x60）return; // 正常情况下，KBC会返回ACK（0xFA）
}三、分步详解
1. wait_KBC_sendready()
- 作用：确保键盘控制器（KBC）可接收新命令。
- 实现：循环读取状态端口（
0x64），直到状态寄存器的“发送未就绪”位（KEYSTA_SEND_NOTREADY=0x02）为0。
2. 发送命令 0xD4 到命令端口（0x64）
- 目的：通知KBC，下一个写入数据端口（
0x60）的字节是发送给鼠标的指令（而非键盘）。 - PS/2协议：键盘和鼠标共享同一控制器，通过此命令区分目标设备。
3. 发送命令 0xF4 到数据端口（0x60）
- 作用：向鼠标发送“启用数据报告”指令。此后，鼠标将开始发送移动和按键事件数据包。
- 响应：鼠标应返回
0xFA（ACK确认），表示指令已接收。
四、硬件交互逻辑
-
KBC与设备的通信链
CPU → KBC命令端口(0x64) → 发送命令0xD4 → KBC → 转发到鼠标 CPU → KBC数据端口(0x60) → 发送数据0xF4 → KBC → 转发到鼠标 -
ACK确认机制
- 鼠标收到有效指令后，会通过KBC返回
0xFA（需通过中断或轮询读取数据端口获取）。 - 此代码未处理ACK，可能依赖后续中断服务程序（ISR）处理。
- 鼠标收到有效指令后，会通过KBC返回
五、技术细节
1. 键盘控制器状态寄存器（PORT_KEYSTA=0x64）
| 位 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | Output Buffer Full | 1=数据端口（0x60）有数据待读取。 |
| 1 | Input Buffer Full | 1=控制器忙，不能接收命令（代码检查此位）。 |
| 2-7 | 保留 |
2. 鼠标命令 0xF4 的作用
-
启用数据报告模式：鼠标持续发送数据包，格式为3字节：
Byte 1: Y溢出 | X溢出 | Y符号位 | X符号位 | 保留 | 中键 | 右键 | 左键 Byte 2: X轴移动量（补码） Byte 3: Y轴移动量（补码）
六、实际应用场景
- 操作系统初始化阶段：在键盘初始化后调用此函数，激活鼠标输入。
- 驱动程序开发：理解PS/2协议是处理传统输入设备的基础。
七、注意事项
- ACK处理：需在中断处理中捕获
0xFA，否则可能错过鼠标数据。 - 兼容性：现代硬件可能使用USB替代PS/2，需额外判断设备存在性。
- 错误处理：未收到ACK时需重试或报错。
总结
此代码通过键盘控制器向鼠标发送启用指令，使其进入数据报告模式。核心步骤为：
- 等待控制器就绪 → 2. 声明目标为鼠标 → 3. 发送启用命令。
理解PS/2协议和端口I/O操作是开发输入设备驱动的关键。
PS/2协议解释
PS/2协议是早期计算机用于连接键盘和鼠标的通信标准，尽管逐渐被USB取代，但在许多传统系统和嵌入式设备中仍有应用。以下是其核心机制和关键细节的详解：
一、物理接口与电气特性
- 接口定义
-
PS/2接口为6针Mini-DIN，实际使用4针：
引脚 功能 1 数据线（DATA） 3 地线（GND） 4 VCC（+5V） 5 时钟线（CLK）
-
- 通信方式
- 同步串行传输：设备（键盘/鼠标）与主机（键盘控制器）通过CLK同步，DATA线传输数据。
- 主从模式：默认设备控制CLK，主机可接管时钟（如发送命令时）。
二、数据帧格式
每帧数据包含 11位，按顺序如下：
| 位 | 名称 | 值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | 起始位 | 0 | 标志数据开始 |
| 8 | 数据位 | 0/1 | LSB（最低位）优先发送 |
| 1 | 奇偶校验位 | 0/1 | 奇校验（数据位+校验位的1个数为奇） |
| 1 | 停止位 | 1 | 标志数据结束 |
示例：键盘发送按键按下码 0x1C（字母’A’的扫描码）的帧结构：
0 0011100 1 1 → 起始位 + 数据（二进制0011100，LSB优先为0011100） + 奇偶位 + 停止位。
三、通信方向与流程
1. 设备到主机（如按键事件）
- 设备检测到动作（如按键按下），生成中断（IRQ1键盘/IRQ12鼠标）。
- 设备拉低CLK并发送数据帧。
- 主机读取DATA线，在CLK下降沿采样数据位。
2. 主机到设备（如发送命令）
- 主机拉低CLK至少100μs，通知设备准备接收命令。
- 主机控制CLK，逐位发送命令帧。
- 设备在接收到命令后，返回ACK（
0xFA）或错误码。
四、关键命令与响应
1. 键盘常用命令
| 命令 | 值 | 功能 | 响应 |
|---|---|---|---|
| 重置 | 0xFF | 复位键盘 | 0xFA + 0xAA |
| 启用扫描 | 0xF4 | 开始发送按键事件 | 0xFA |
| 设置LED | 0xED | 控制Num/Caps/Scroll灯 | 0xFA |
2. 鼠标常用命令
| 命令 | 值 | 功能 | 响应 |
|---|---|---|---|
| 重置 | 0xFF | 复位鼠标 | 0xFA + 0xAA |
| 启用报告 | 0xF4 | 开始发送移动/按键数据 | 0xFA |
| 设置分辨率 | 0xE8 | 调整移动灵敏度 | 0xFA |
五、数据包格式
1. 键盘数据包
- 单字节：传输按键的扫描码（按下或释放）。
- 例如：
0x1C（A键按下），0x9C（A键释放，前缀0xF0表示释放）。
- 例如：
2. 鼠标数据包
-
标准3字节格式（兼容模式）：
字节 位7-0 Byte1 Y溢出 Byte2 X轴移动量（8位补码，-128~127） Byte3 Y轴移动量（8位补码，-128~127）
六、错误处理与重试
- 奇偶校验错误：主机检测到校验错误时，可发送重传命令（
0xFE）。 - 超时：若设备未响应，主机可复位设备或记录错误。
- ACK缺失：未收到
0xFA时，主机应重发命令或初始化设备。
七、PS/2与USB的对比
| 特性 | PS/2 | USB |
|---|---|---|
| 热插拔 | 不支持（可能损坏设备） | 支持 |
| 中断机制 | 专用IRQ（低延迟） | 轮询或中断传输 |
| 协议复杂度 | 简单（固定数据包） | 复杂（多种传输类型、描述符） |
| 应用场景 | 传统设备、嵌入式系统 | 现代外设、即插即用 |
八、操作系统中的实现
- 初始化流程：
- 启用键盘/鼠标接口 → 发送重置命令 → 配置扫描码模式。
- 中断处理程序：
- 读取数据端口（
0x60） → 解析扫描码或鼠标包 → 传递事件到上层。
- 读取数据端口（
- 缓冲区管理：
- 维护循环队列存储输入事件，避免数据丢失。
总结
PS/2协议通过同步串行通信实现低延迟输入，其核心在于时钟同步、数据帧格式和命令响应机制。
从鼠标接受数据（harib04g）
struct FIFO8 mousefifo;
void inthandler2c(int *esp)
/* 来自PS/2鼠标的中断 */
{
unsigned char data;
io_out8(PIC1_OCW2, 0x64); /* 通知PIC1 IRQ-12的受理已经完成 */
io_out8(PIC0_OCW2, 0x62); /* 通知PIC0 IRQ-02的受理已经完成 */
data = io_in8(PORT_KEYDAT);
fifo8_put(&mousefifo, data);
return;
}在x86系统中，处理来自PS/2鼠标的中断（IRQ12）时，需要与可编程中断控制器（PIC）交互以确认中断处理完成。以下是代码的详细解释：
一、代码功能概述
这段代码是处理PS/2鼠标中断的中断服务程序（ISR），主要完成以下操作：
- 通知PIC中断处理完成：通过向主PIC和从PIC发送EOI（End of Interrupt）命令。
- 读取鼠标数据：从键盘控制器数据端口获取鼠标事件数据。
- 存储数据到缓冲区：将数据存入FIFO队列供后续处理。
二、关键代码解析
1. 中断处理流程
void inthandler2c(int *esp) {unsigned char data;// 通知PIC中断处理完成io_out8(PIC1_OCW2, 0x64); // 从PIC（IRQ12）的EOIio_out8(PIC0_OCW2, 0x62); // 主PIC（IRQ2）的EOI// 读取鼠标数据data = io_in8(PORT_KEYDAT);// 存入FIFO队列fifo8_put(&mousefifo, data);return;
}2. PIC的端口与命令
- PIC1_OCW2：从PIC（PIC1）的操作命令字端口，地址为
0xA0。 - PIC0_OCW2：主PIC（PIC0）的操作命令字端口，地址为
0x20。 - EOI命令值：
0x64和0x62是特殊EOI命令，通知PIC中断已处理。
三、PIC的EOI通知机制
1. 主从PIC的级联
- 主PIC（PIC0）：处理IRQ0-IRQ7。
- 从PIC（PIC1）：处理IRQ8-IRQ15，其输出连接到主PIC的IRQ2。
- 中断传递：当从PIC的IRQ12（鼠标中断）触发时，主PIC的IRQ2也会被激活。
2. 发送EOI命令的必要性
- 目的：告诉PIC中断处理已完成，允许其继续响应新中断。
- 级联场景：处理从PIC的中断（如IRQ12）时，需向主从PIC均发送EOI。
3. 特殊EOI命令详解
-
OCW2格式：
位 7 ® 6 (SL) 5 (EOI) 4-0 (L3-L0) 值 0 1 1 中断级别 -
从PIC（IRQ12）的EOI命令
0x64：- 二进制：
01100100 - SL=1, EOI=1：表示发送特殊EOI命令。
- L3-L0=0100：指定从PIC的中断级别4（对应IRQ12 = IRQ8 + 4）。
- 二进制：
-
主PIC（IRQ2）的EOI命令
0x62：- 二进制：
01100010 - SL=1, EOI=1：特殊EOI命令。
- L3-L0=0010：指定主PIC的中断级别2（IRQ2）。
- 二进制：
四、代码执行步骤
-
发送EOI到从PIC：
io_out8(0xA0, 0x64); // 通知从PIC，IRQ4（即IRQ12）已处理- 从PIC收到命令后，清除IRQ4的中断状态。
-
发送EOI到主PIC：
io_out8(0x20, 0x62); // 通知主PIC，IRQ2（级联中断）已处理- 主PIC收到命令后，清除IRQ2的中断状态。
-
读取鼠标数据：
data = io_in8(0x60); // 从键盘控制器数据端口读取鼠标数据包- 数据端口
0x60用于传输键盘和鼠标的输入数据。
- 数据端口
-
存储数据到缓冲区：
fifo8_put(&mousefifo, data); // 将数据存入队列供后续解析- 使用FIFO队列避免中断处理过程中数据丢失。
五、关联硬件行为
- 中断触发：鼠标移动或点击时，键盘控制器通过IRQ12通知CPU。
- PIC级联：从PIC通过主PIC的IRQ2向CPU传递中断。
- 数据包格式：PS/2鼠标数据为3字节，需在后续代码中解析。
六、常见问题
1. 为何需要同时通知主从PIC？
- 从PIC的中断通过主PIC的IRQ2级联，需两者均确认中断完成，否则后续中断会被阻塞。
2. 0x64和0x62如何计算？
- 特殊EOI命令公式：
OCW2 = 0x60 | (IRQ_LEVEL & 0x07)- 从PIC IRQ4：
0x60 | 4 = 0x64 - 主PIC IRQ2：
0x60 | 2 = 0x62
- 从PIC IRQ4：
3. 是否必须使用特殊EOI？
- 常规EOI（
0x20）仅适用于非特殊模式，级联中断需特殊EOI明确指定中断级别。
总结
这段代码通过向主从PIC发送特殊EOI命令，确保中断处理正确完成，并读取鼠标数据存入缓冲区。理解PIC的级联机制和OCW2命令格式，是编写可靠中断处理程序的关键。