30天自制操作系统学习-第8天

1 鼠标解读

 我们昨天已经能通过鼠标中断取得数据了，但是远远有这些数据还不够，我们希望我们能解读这些数据，使之让我们的鼠标光标做出相应的动作，修改bootpack.c里的HariMain主函数部分:

	for (;;) {
		io_cli();
		if (fifo8_status(&keyfifo) + fifo8_status(&mousefifo) == 0) {//键盘鼠标都没有输入
			io_stihlt();
		} else {
			/*标准的PS/2协议数据格式为3字节，鼠标的按键和滚动信息都采用这种格式汇报给主机。*/
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {//键盘输入
				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) {//鼠标输入
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_phase == 0) {
					/* 等待鼠标的0xfa的状态 */
					if (i == 0xfa) {
						mouse_phase = 1;
					}
				} else if (mouse_phase == 1) {
					/* 等待鼠标的第一字节 */
					mouse_dbuf[0] = i;
					mouse_phase = 2;
				} else if (mouse_phase == 2) {
					/* 等待鼠标的第二字节 */
					mouse_dbuf[1] = i;
					mouse_phase = 3;
				} else if (mouse_phase == 3) {
					/* 等待鼠标的第三字节 */
					mouse_dbuf[2] = i;
					mouse_phase = 1;
					/*鼠标的3个字节都齐了，显示出来*/
					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);
				}
			}
		}
	}

鼠标中断会发送三个字节数据给主机，其中第一个是鼠标按键，左键，右键，中键。剩下两个字节数据则是鼠标在屏幕中对应的坐标信息，注意，鼠标的y轴正方向向下。我们先检查鼠标状态，判断发送的数据字节是按键信息还是鼠标坐标信息。存入相应的结构体中。当第三个字节发送到主机完毕，我们输出这些信息，运行：

这时我们的鼠标停留在真机中，现在进入qemu虚拟机中，并尝试移动鼠标

成功捕获鼠标中断发送到主机的三个字节信息。

2 整理主函数

依然，我们将对鼠标的数据处理进行封装，使它成为一个函数，这样我们的HariMain主函数看起来不会那么糟糕。

/* bootpack主函数 */

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

struct MOUSE_DEC {/*鼠标数据，标志*/
	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的初期化结束后解除CPU的中断禁止 */
	fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
	fifo8_init(&mousefifo, 128, mousebuf);
	io_out8(PIC0_IMR, 0xf9); /* PIC1允许键盘(11111001) */
	io_out8(PIC1_IMR, 0xef); /* 允许鼠标(11101111) */

	init_keyboard();

	init_palette();
	init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
	mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 以成为画面中央的坐标计算 */
	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) {/*键盘鼠标都没有输入*/
			io_stihlt();
		} else {
			if (fifo8_status(&keyfifo) != 0) {/*键盘输入*/
				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) {/*鼠标输入*/
				i = fifo8_get(&mousefifo);
				io_sti();
				if (mouse_decode(&mdec, i) != 0) {
					/* 3字节都凑齐了，所以把它们显示出来 */
					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)
{
	/* 等待键盘控制器可以发送数据 */
	for (;;) {
		if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {
			break;
		}
	}
	return;
}

void init_keyboard(void)
{
	/* 键盘控制器初始化 */
	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)
{
	/*鼠标有效 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE);
	/* 顺利的话,ACK(0Xfa)会被送过来 */
	mdec->phase = 0; /* 等待0xfa的阶段 */
	return;
}

int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat)
{
	if (mdec->phase == 0) {
		/* 等待鼠标的0xfa的阶段 */
		if (dat == 0xfa) {
			mdec->phase = 1;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 1) {
		/* 等待鼠标第一字节的阶段 */
		mdec->buf[0] = dat;
		mdec->phase = 2;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 2) {
		/* 等待鼠标第二字节的阶段 */
		mdec->buf[1] = dat;
		mdec->phase = 3;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 3) {
		/* 等待鼠标第三子节的阶段 */
		mdec->buf[2] = dat;
		mdec->phase = 1;
		return 1;
	}
	return -1; /* 应该不可能到这里来*/
}

修改后并没有新增什么东西，只不过将鼠标相关的变量封装在一个结构体里，另外在enable_mouse的末尾，因为鼠标已经激活，所有我们将phase重置归零了。

3 鼠标解读(2)

修改结构体MOUSE_DEC，新增x,y,btn存放鼠标坐标信息：

/* bootpack主函数 */

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

struct MOUSE_DEC {
	unsigned char buf[3], phase;/*存放鼠标字节*/
	int x, y, btn;/*存放坐标，以及按键数据*/
};

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的初期化结束后解除CPU的中断禁止 */
	fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
	fifo8_init(&mousefifo, 128, mousebuf);
	io_out8(PIC0_IMR, 0xf9); /* PIC1允许键盘(11111001) */
	io_out8(PIC1_IMR, 0xef); /* 允许鼠标(11101111) */

	init_keyboard();

	init_palette();
	init_screen8(binfo->vram, binfo->scrnx, binfo->scrny);
	mx = (binfo->scrnx - 16) / 2; /* 以成为画面中央的坐标计算 */
	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) {
					/* 因为数据有3个字节，所以显示 */
					sprintf(s, "[lcr %4d %4d]", mdec.x, mdec.y);
					if ((mdec.btn & 0x01) != 0) {/*按下鼠标左键，转换为大写L*/
						s[1] = 'L';
					}
					if ((mdec.btn & 0x02) != 0) {/*按下鼠标右键，转换为大写R*/
						s[3] = 'R';
					}
					if ((mdec.btn & 0x04) != 0) {/*按下鼠标中键，转换为大写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)
{
	/* 等待键盘控制器可以发送数据 */
	for (;;) {
		if ((io_in8(PORT_KEYSTA) & KEYSTA_SEND_NOTREADY) == 0) {
			break;
		}
	}
	return;
}

void init_keyboard(void)
{
	/* 键盘控制器初始化 */
	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)
{
	/* 鼠标有效 */
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYCMD, KEYCMD_SENDTO_MOUSE);
	wait_KBC_sendready();
	io_out8(PORT_KEYDAT, MOUSECMD_ENABLE);
	/* 顺利的话，ACK（0xfa）被发送过来 */
	mdec->phase = 0; /* 等待鼠标0xfa阶段 */
	return;
}

int mouse_decode(struct MOUSE_DEC *mdec, unsigned char dat)
{
	if (mdec->phase == 0) {
		/* 等待鼠标的0xfa的阶段 */
		if (dat == 0xfa) {
			mdec->phase = 1;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 1) {
		/* 等待鼠标第一字节的阶段 */
		if ((dat & 0xc8) == 0x08) {
			/* 如果第一字节正确 */
			mdec->buf[0] = dat;
			mdec->phase = 2;
		}
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 2) {
		/* 等待鼠标第二字节的阶段 */
		mdec->buf[1] = dat;
		mdec->phase = 3;
		return 0;
	}
	if (mdec->phase == 3) {
		/* 等待鼠标的第三字节阶段 */
		mdec->buf[2] = dat;
		mdec->phase = 1;
		mdec->btn = mdec->buf[0] & 0x07;
		mdec->x = mdec->buf[1];/*保存x轴信息*/
		mdec->y = mdec->buf[2];/*保存y轴信息*/
		if ((mdec->buf[0] & 0x10) != 0) {
			mdec->x |= 0xffffff00;/*按位或取数值*/
		}
		if ((mdec->buf[0] & 0x20) != 0) {
			mdec->y |= 0xffffff00;/*按位或取数值*/
		}
		mdec->y = - mdec->y; /* 鼠标的y方向与画面符号方向相反 */
		return 1;
	}
	return -1; /* 应该不会到这儿来 */
}

我们运行并移动鼠标：

可以看到显示出鼠标坐标信息了，那么进一步我们就可以通过鼠标坐标信息，对鼠标光标进行设置了。

4 移动鼠标光标

通过鼠标中断获取的鼠标坐标信息，我们修改鼠标光标的显示，对主函数HariMain中的for循环修改即可：

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) {
					/* 因为数据有3个字节，所以显示 */
					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);
					/* 鼠标光标移动 */
					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) {/*越界时重置*/
						mx = 0;
					}
					if (my < 0) {/*越界时重置*/
						my = 0;
					}
					if (mx > binfo->scrnx - 16) {/*边界*/
						mx = binfo->scrnx - 16;
					}
					if (my > binfo->scrny - 16) {/*边界*/
						my = binfo->scrny - 16;
					}
					sprintf(s, "(%3d, %3d)", mx, my);
					boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 0, 79, 15); /* 隐藏坐标 */
					putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 0, COL8_FFFFFF, s); /* 显示坐标 */
					putblock8_8(binfo->vram, binfo->scrnx, 16, 16, mx, my, mcursor, 16); /* 描画鼠标 */
				}
			}
		}
	}

这样当我们移动鼠标时，鼠标中断发送数据到主机，我们接收数据并重新设置鼠标光标的位置即可，运行：

移动鼠标：

鼠标光标也跟着移动啦！