30天自制作業系統學習-第8天

阿新 • • 發佈：2018-12-13

1 滑鼠解讀

我們昨天已經能通過滑鼠中斷取得資料了，但是遠遠有這些資料還不夠，我們希望我們能解讀這些資料，使之讓我們的滑鼠游標做出相應的動作，修改bootpack.c裡的HariMain主函式部分:


	for (;;) {
		io_cli();
		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {//鍵盤滑鼠都沒有輸入
			io_stihlt();
		} else {
			/*標準的PS/2協議資料格式為3位元組，滑鼠的按鍵和滾動資訊都採用這種格式彙報給主機。*/
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {//鍵盤輸入
				i = fifo8_get(&keyfifo);
				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);
			} else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {//滑鼠輸入
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_phase == 0) {
					/* 等待滑鼠的0xfa的狀態 */
					if (i == 0xfa) {
						mouse_phase = 1;
					}
				} else if (mouse_phase == 1) {
					/* 等待滑鼠的第一位元組 */
					mouse_dbuf[0] = i;
					mouse_phase = 2;
				} else if (mouse_phase == 2) {
					/* 等待滑鼠的第二位元組 */
					mouse_dbuf[1] = i;
					mouse_phase = 3;
				} else if (mouse_phase == 3) {
					/* 等待滑鼠的第三位元組 */
					mouse_dbuf[2] = i;
					mouse_phase = 1;
					/*滑鼠的3個位元組都齊了，顯示出來*/
					sprintf(s, "%02X %02X %02X", mouse_dbuf[0], mouse_dbuf[1], mouse_dbuf[2]);
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 32, 16, 32 + 8 * 8 - 1, 31);
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 32, 16, COL8_FFFFFF, s);
				}
			}
		}
	}

滑鼠中斷會發送三個位元組資料給主機，其中第一個是滑鼠按鍵，左鍵，右鍵，中鍵。剩下兩個位元組資料則是滑鼠在螢幕中對應的座標資訊，注意，滑鼠的y軸正方向向下。我們先檢查滑鼠狀態，判斷髮送的資料位元組是按鍵資訊還是滑鼠座標資訊。存入相應的結構體中。當第三個位元組傳送到主機完畢，我們輸出這些資訊，執行：

這時我們的滑鼠停留在真機中，現在進入qemu虛擬機器中，並嘗試移動滑鼠

成功捕獲滑鼠中斷髮送到主機的三個位元組資訊。

2 整理主函式

依然，我們將對滑鼠的資料處理進行封裝，使它成為一個函式，這樣我們的HariMain主函式看起來不會那麼糟糕。

/* bootpack主函式 */

#include "bootpack.h"
#include <stdio.h>

struct MOUSE_DEC {/*滑鼠資料，標誌*/
	unsigned char buf[3], phase;
};

extern struct FIFO8 keyfifo, mousefifo;
void enable_mouse(struct MOUSE_DEC *mdec);
void init_keyboard(void);
int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat);

void HariMain(void)
{
	struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) ADR_BOOTINFO;
	char s[40], mcursor[256], keybuf[32], mousebuf[128];
	int mx, my, i;
	struct MOUSE_DEC mdec;

	init_gdtidt();
	init_pic();
	io_sti(); /* IDT/PIC的初期化結束後解除CPU的中斷禁止 */
	fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
	fifo8_init(&mousefifo, 128, mousebuf);
	io_out8(PIC0_IMR, 0xf9); /* PIC1允許鍵盤(11111001) */
	io_out8(PIC1_IMR, 0xef); /* 允許滑鼠(11101111) */

	init_keyboard();

	init_palette();
	init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
	mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 以成為畫面中央的座標計算 */
	my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
	init_mouse_cursor8(mcursor, COL8_008484);
	putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16);
	sprintf(s, "(%d, %d)", mx, my);
	putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);

	enable_mouse(&mdec);

	for (;;) {
		io_cli();
		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {/*鍵盤滑鼠都沒有輸入*/
			io_stihlt();
		} else {
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {/*鍵盤輸入*/
				i = fifo8_get(&keyfifo);
				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);
			} else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {/*滑鼠輸入*/
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_decode(&mdec, i) != 0) {
					/* 3位元組都湊齊了，所以把它們顯示出來 */
					sprintf(s, "%02X %02X %02X", mdec.buf[0], mdec.buf[1], mdec.buf[2]);
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 32, 16, 32 + 8 * 8 - 1, 31);
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 32, 16, COL8_FFFFFF, s);
				}
			}
		}
	}
}

#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)
{
	/* 等待鍵盤控制器可以傳送資料 */
	for (;;) {
		if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {
			break;
		}
	}
	return;
}

void init_keyboard(void)
{
	/* 鍵盤控制器初始化 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_WRITE_MODE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, KBC_MODE);
	return;
}

#define KEYCMD_SENDTO_MOUSE		0xd4
#define MOUSECMD_ENABLE			0xf4

void enable_mouse(struct MOUSE_DEC *mdec)
{
	/*滑鼠有效 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE);
	/* 順利的話,ACK(0Xfa)會被送過來 */
	mdec->phase = 0; /* 等待0xfa的階段 */
	return;
}

int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat)
{
	if (mdec->phase == 0) {
		/* 等待滑鼠的0xfa的階段 */
		if (dat == 0xfa) {
			mdec->phase = 1;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 1) {
		/* 等待滑鼠第一位元組的階段 */
		mdec->buf[0] = dat;
		mdec->phase = 2;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 2) {
		/* 等待滑鼠第二位元組的階段 */
		mdec->buf[1] = dat;
		mdec->phase = 3;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 3) {
		/* 等待滑鼠第三子節的階段 */
		mdec->buf[2] = dat;
		mdec->phase = 1;
		return 1;
	}
	return -1; /* 應該不可能到這裡來*/
}

修改後並沒有新增什麼東西，只不過將滑鼠相關的變數封裝在一個結構體裡，另外在enable_mouse的末尾，因為滑鼠已經啟用，所有我們將phase重置歸零了。

3 滑鼠解讀(2)

修改結構體MOUSE_DEC，新增x,y,btn存放滑鼠座標資訊：

/* bootpack主函式 */

#include "bootpack.h"
#include <stdio.h>

struct MOUSE_DEC {
	unsigned char buf[3], phase;/*存放滑鼠位元組*/
	int x, y, btn;/*存放座標，以及按鍵資料*/
};

extern struct FIFO8 keyfifo, mousefifo;
void enable_mouse(struct MOUSE_DEC *mdec);
void init_keyboard(void);
int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat);

void HariMain(void)
{
	struct BOOTINFO *binfo = (struct BOOTINFO *) ADR_BOOTINFO;
	char s[40], mcursor[256], keybuf[32], mousebuf[128];
	int mx, my, i;
	struct MOUSE_DEC mdec;

	init_gdtidt();
	init_pic();
	io_sti(); /* IDT/PIC的初期化結束後解除CPU的中斷禁止 */
	fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
	fifo8_init(&mousefifo, 128, mousebuf);
	io_out8(PIC0_IMR, 0xf9); /* PIC1允許鍵盤(11111001) */
	io_out8(PIC1_IMR, 0xef); /* 允許滑鼠(11101111) */

	init_keyboard();

	init_palette();
	init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
	mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 以成為畫面中央的座標計算 */
	my = (binfo->scrny - 28 - 16) / 2;
	init_mouse_cursor8(mcursor, COL8_008484);
	putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16);
	sprintf(s, "(%d, %d)", mx, my);
	putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s);

	enable_mouse(&mdec);

	for (;;) {
		io_cli();
		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {
			io_stihlt();
		} else {
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {
				i = fifo8_get(&keyfifo);
				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);
			} else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_decode(&mdec, i) != 0) {
					/* 因為資料有3個位元組，所以顯示 */
					sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);
					if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {/*按下滑鼠左鍵，轉換為大寫L*/
						s[1] = 'L';
					}
					if ((mdec.btn & 0x02) != 0) {/*按下滑鼠右鍵，轉換為大寫R*/
						s[3] = 'R';
					}
					if ((mdec.btn & 0x04) != 0) {/*按下滑鼠中鍵，轉換為大寫C*/
						s[2] = 'C';
					}
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 32, 16, 32 + 15 * 8 - 1, 31);
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 32, 16, COL8_FFFFFF, s);
				}
			}
		}
	}
}

#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)
{
	/* 等待鍵盤控制器可以傳送資料 */
	for (;;) {
		if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {
			break;
		}
	}
	return;
}

void init_keyboard(void)
{
	/* 鍵盤控制器初始化 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_WRITE_MODE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, KBC_MODE);
	return;
}

#define KEYCMD_SENDTO_MOUSE		0xd4
#define MOUSECMD_ENABLE			0xf4

void enable_mouse(struct MOUSE_DEC *mdec)
{
	/* 滑鼠有效 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE);
	/* 順利的話，ACK（0xfa）被髮送過來 */
	mdec->phase = 0; /* 等待滑鼠0xfa階段 */
	return;
}

int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat)
{
	if (mdec->phase == 0) {
		/* 等待滑鼠的0xfa的階段 */
		if (dat == 0xfa) {
			mdec->phase = 1;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 1) {
		/* 等待滑鼠第一位元組的階段 */
		if ((dat & 0xc8) == 0x08) {
			/* 如果第一位元組正確 */
			mdec->buf[0] = dat;
			mdec->phase = 2;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 2) {
		/* 等待滑鼠第二位元組的階段 */
		mdec->buf[1] = dat;
		mdec->phase = 3;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 3) {
		/* 等待滑鼠的第三位元組階段 */
		mdec->buf[2] = dat;
		mdec->phase = 1;
		mdec->btn = mdec->buf[0] & 0x07;
		mdec->x = mdec->buf[1];/*儲存x軸資訊*/
		mdec->y = mdec->buf[2];/*儲存y軸資訊*/
		if ((mdec->buf[0] & 0x10) != 0) {
			mdec->x |= 0xffffff00;/*按位或取數值*/
		}
		if ((mdec->buf[0] & 0x20) != 0) {
			mdec->y |= 0xffffff00;/*按位或取數值*/
		}
		mdec->y = - mdec->y; /* 滑鼠的y方向與畫面符號方向相反 */
		return 1;
	}
	return -1; /* 應該不會到這兒來 */
}

我們執行並移動滑鼠：

可以看到顯示出滑鼠座標資訊了，那麼進一步我們就可以通過滑鼠座標資訊，對滑鼠游標進行設定了。

4 移動滑鼠游標

通過滑鼠中斷獲取的滑鼠座標資訊，我們修改滑鼠游標的顯示，對主函式HariMain中的for迴圈修改即可：

for (;;) {
		io_cli();
		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {
			io_stihlt();
		} else {
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {
				i = fifo8_get(&keyfifo);
				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);
			} else if (fifo8_status(&mousefifo) != 0) {
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_decode(&mdec, i) != 0) {
					/* 因為資料有3個位元組，所以顯示 */
					sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);
					if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {
						s[1] = 'L';
					}
					if ((mdec.btn & 0x02) != 0) {
						s[3] = 'R';
					}
					if ((mdec.btn & 0x04) != 0) {
						s[2] = 'C';
					}
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 32, 16, 32 + 15 * 8 - 1, 31);
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 32, 16, COL8_FFFFFF, s);
					/* 滑鼠游標移動 */
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, mx, my, mx + 15, my + 15); /* マウス消す */
					mx += mdec.x;
					my += mdec.y;
					if (mx < 0) {/*越界時重置*/
						mx = 0;
					}
					if (my < 0) {/*越界時重置*/
						my = 0;
					}
					if (mx > binfo->scrnx - 16) {/*邊界*/
						mx = binfo->scrnx - 16;
					}
					if (my > binfo->scrny - 16) {/*邊界*/
						my = binfo->scrny - 16;
					}
					sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 0, 79, 15); /* 隱藏座標 */
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s); /* 顯示座標 */
					putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16); /* 描畫滑鼠 */
				}
			}
		}
	}

這樣當我們移動滑鼠時，滑鼠中斷髮送資料到主機，我們接收資料並重新設定滑鼠游標的位置即可，執行：

移動滑鼠：

滑鼠游標也跟著移動啦！

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3 滑鼠解讀(2)

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