8042 PS/2 Controller的工作筆記

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一、概述

       借wiki(http://wiki.osdev.org/%228042%22_PS/2_Controller)的圖：

       其中黃色的就是PS/2 KBC（KeyBoard Controller）。這裡可以明顯看出，KBC和Keyboard（後簡稱KBD）是兩個完全不同的東西，KBC是一個簡單的chip，KBD則是我們常使用的普通外部裝置。

       還可以看到，PS/2的鍵盤滑鼠是與PS/2 KBC交換資料的。而只有KBC最終向CPU report了資料，才會最終反饋給使用者（比如說在螢幕上顯示我們的按鍵內容等）。簡單來說，KBC就是PS/2鍵盤滑鼠與系統溝通的“中介”。

       這裡插入一個討論，我們筆記本基本沒有PS/2的介面，那還需要KBC嗎？

       答案是需要。因為在Legacy OS（比如DOS，Legacy Win7等等）環境，即使是USB的鍵盤滑鼠，它們的資料也是轉換成PS/2資料，回傳給KBC，再通知CPU的。具體這裡不詳述，我們知道目前KBC為什麼還存在就好~等到哪一天徹底淘汰LegacyOS，或者說我們只做UEFI BIOS，大概就可以高興的跟KBC say goodbye了。

 

二、從KBC兩種工作模式來瞭解低速裝置（= =）

       在介紹工作模式前，有必要大概瞭解KBC是如何工作的。

       首先，KBC內部可以參考下面的，大概有這麼幾個寄存器：Input/Output Buffer,Status Register。Buffer用來暫存資料，Status主要就是來記錄Buffer的狀態。

       知道KBC結構，再結合概述裡的圖，KBC的基本工作流程就清楚了：PS/2鍵盤滑鼠的資料發送給KBC，暫存在KBC的Buffer，再由KBC轉寄給CPU。

       從這個工作流程分析，鍵盤滑鼠的資料是由使用者產生的，一旦產生就發送給KBC，這部分的行為更多由裝置的firmware決定。而KBC什麼時候把資料轉寄給CPU呢？終於可以說到它的兩種工作模式了。

       KBC的工作模式分Polling和Interrupts兩種。詳述可以參考wiki裡“Recieving Bytes From Device/s”這部分（其實按我的理解叫Ready to send bytes to system可能更合適），這裡主要是談談我所理解的。Polling更多依賴於系統軟體（也就是BIOS）行為，在BIOS部分會透過timer，定期檢查KBC的status register，一旦被標記為output buffer full，就意味著有東西要輸出了，此時就可以透過KBC的資料連接埠讀出資料。而Interrupt工作模式，是一旦資料連接埠有資料，就向CPU發IRQ，CPU通過IRQ編號知道來自什麼裝置，這部分更多是硬體行為了。

       可以看出，Polling模式下受限於KBC buffer空間，Interrupt模式受限於發中斷本身。

 

三、在實際應用中的經驗（不完整，待補充）

       首先，如果需要KBC工作在Interrupt模式，需要特別注意IRQ的配置。最近新平台DOS下鍵盤無法使用，問題就出在IRQ。講清楚這個問題，需要先對wiki上的圖再進行補充。天色已晚，改日再續~

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