palacios/src/devices/keyboard.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #include <palacios/vmm.h>
  21 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  22 #include <palacios/vmm_types.h>
  23
  24 #include <palacios/vmm_ringbuffer.h>
  25 #include <palacios/vmm_lock.h>
  26 #include <palacios/vmm_intr.h>
  27 #include <palacios/vmm_host_events.h>
  28 #include <palacios/vm_guest.h>
  29
  30
  31 #ifndef CONFIG_DEBUG_KEYBOARD
  32 #undef PrintDebug
  33 #define PrintDebug(fmt, args...)
  34 #endif
  35
  36 #define KEYBOARD_DEBUG_80H   0
  37
  38
  39
  40 #define KEYBOARD_60H          0x60  // keyboard microcontroller
  41 #define KEYBOARD_64H          0x64  // onboard microcontroller
  42
  43 #define KEYBOARD_DELAY_80H    0x80  // written for timing
  44
  45 #define KEYBOARD_IRQ          0x1
  46 #define MOUSE_IRQ             0xc
  47
  48
  49
  50 // bits for the output port
  51 #define OUTPUT_RESET        0x01  // System reset on 0
  52 #define OUTPUT_A20          0x02  // A20 gate (1= A20 is gated)
  53 #define OUTPUT_RES1         0x04  // reserved
  54 #define OUTPUT_RES2         0x08  // reserved
  55 #define OUTPUT_OUTPUT_FULL  0x10  // output buffer full
  56 #define OUTPUT_INPUT_EMPTY  0x20  // input buffer empty
  57 #define OUTPUT_KBD_CLOCK    0x40  // keyboard clock (?)
  58 #define OUTPUT_KBD_DATA     0x80  // keyboard data
  59
  60 // bits for the input port
  61
  62 #define INPUT_RES0          0x01  // reserved
  63 #define INPUT_RES1          0x02  // reserved
  64 #define INPUT_RES2          0x04  // reserved
  65 #define INPUT_RES3          0x08  // reserved
  66 #define INPUT_RAM           0x10  // set to 1 if RAM exists?
  67 #define INPUT_JUMPER        0x20  // manufacturing jumper?
  68 #define INPUT_DISPLAY       0x40  // 0=color, 1=mono
  69 #define INPUT_KBD_INHIBIT   0x80  // 1=inhibit keyboard ?
  70
  71
  72 #define MOUSE_ACK           0xfa
  73
  74 // for queue operations
  75 #define QUEUE               0
  76 #define OVERWRITE           1
  77
  78 // for queue operations - whether it's data or cmd waiting on 60h
  79 #define DATA                0
  80 #define COMMAND             1
  81
  82 // for queue operations - whether this is keyboard or mouse data on 60h
  83 #define KEYBOARD            0
  84 #define MOUSE               1
  85
  86
  87
  88 struct cmd_reg {
  89     union {
  90         uint8_t val;
  91         struct {
  92             uint8_t irq_en        : 1;  // 1=interrupts enabled
  93             uint8_t mouse_irq_en  : 1;  // 1=interrupts enabled for mouse
  94             uint8_t self_test_ok  : 1;  // 1= self test passed
  95             uint8_t override      : 1;  // MBZ for  PS2
  96             uint8_t disable       : 1;  // 1=disabled keyboard
  97             uint8_t mouse_disable : 1;  // 1=disabled mouse
  98             uint8_t translate     : 1;  // 1=translate to set 1 scancodes (For PC Compatibility)
  99             uint8_t rsvd          : 1;  // must be zero
 100         } __attribute__((packed));
 101     } __attribute__((packed));
 102 } __attribute__((packed));
 103
 104
 105
 106
 107 struct status_reg {
 108     union {
 109         uint8_t val;
 110         struct {
 111             uint8_t out_buf_full        : 1; // 1=full (data for system)
 112             uint8_t in_buf_full         : 1; // 1=full (data for 8042)
 113             uint8_t self_test_ok        : 1; // 1=self-test-passed
 114             uint8_t cmd                 : 1; // 0=data on 60h, 1=cmd on 64h
 115             uint8_t enabled             : 1; // 1=keyboard is enabled
 116             uint8_t mouse_buf_full      : 1; // 1= mouse output buffer full
 117             uint8_t timeout_err         : 1; // 1=timeout of keybd
 118             uint8_t parity_err          : 1; // 1=parity error
 119         } __attribute__((packed));
 120     } __attribute__((packed));
 121 } __attribute__((packed));
 122
 123
 124
 125
 126
 127
 128 /* This QUEUE_SIZE must be 256 */
 129 /* Its designed this way to cause the start/end index to automatically
 130    wrap around (2^8 = 256) so an overrun will automatically readjust the
 131    indexes
 132 */
 133 #define QUEUE_SIZE 256
 134 struct queue {
 135     uint8_t queue[QUEUE_SIZE];
 136
 137     uint8_t start;
 138     uint8_t end;
 139     int count;
 140 };
 141
 142 struct keyboard_internal {
 143     //
 144     // 0x60 is the port for the keyboard microcontroller
 145     //   writes are commands
 146     //   reads from it usually return scancodes
 147     //   however, it can also return other data
 148     //   depending on the state of the onboard microcontroller
 149     //
 150     // 0x64 is the port for the onboard microcontroller
 151     //   writes are commands
 152     //   reads are status
 153     //
 154
 155     // state of the onboard microcontroller
 156     // this is needed because sometimes 0x60 reads come
 157     // from the onboard microcontroller
 158     enum {// Normal mode measn we deliver keys
 159         // to the vm and accept commands from it
 160         NORMAL,
 161         // after receiving cmd 0x60
 162         // keybaord uC cmd will subsequently arrive
 163         WRITING_CMD_BYTE,
 164         // after recieving 0xa5
 165         // password arrives on data port, null terminated
 166         TRANSMIT_PASSWD,
 167         // after having a d1 sent to 64
 168         // we wait for a new output byte on 60
 169         WRITING_OUTPUT_PORT,
 170         // after having a d2 sent to 64
 171         // we wait for a new output byte on 60
 172         // then make it available as a keystroke
 173         INJECTING_KEY,
 174         // after having a d3 sent to 64
 175         // we wait for a new output byte on 60
 176         // then make it available as a mouse event
 177         INJECTING_MOUSE,
 178         // after having a d4 sent to 64
 179         // we wait for a new output byte on 60
 180         // then send it to the mouse
 181         IN_MOUSE,
 182         // After the Keyboard LEDs are enabled
 183         // we wait for the output byte on 64?
 184         SET_LEDS,
 185         // After the Keyboard SET_RATE is called
 186         // we wait for the output byte on 64?
 187         SET_RATE,
 188     } state;
 189
 190
 191     enum {
 192         // Normal mouse state
 193         STREAM,
 194         // this is used for setting sample rate
 195         SAMPLE,
 196         // set resolution
 197         SET_RES,
 198     } mouse_state;
 199
 200
 201
 202     struct cmd_reg cmd;
 203     struct status_reg status;
 204
 205     uint8_t output_byte;      //  output port of onboard uC (e.g. A20)
 206     uint8_t input_byte;       //  input port of onboard uC
 207
 208     // Data for system
 209     uint8_t wrap;
 210
 211     int mouse_enabled;
 212
 213     struct queue kbd_queue;
 214     struct queue mouse_queue;
 215
 216     v3_lock_t kb_lock;
 217 };
 218
 219
 220 static int update_kb_irq(struct vm_device * dev) {
 221     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 222     int irq_num = 0;
 223
 224
 225     state->status.out_buf_full = 0;
 226     state->status.mouse_buf_full = 0;
 227
 228
 229     // If there is pending Keyboard data then it overrides mouse data
 230     if (state->kbd_queue.count > 0) {
 231         irq_num = KEYBOARD_IRQ;
 232     } else if (state->mouse_queue.count > 0) {
 233         irq_num = MOUSE_IRQ;
 234         state->status.mouse_buf_full = 1;
 235     }
 236
 237     PrintDebug("keyboard: interrupt 0x%d\n", irq_num);
 238
 239     if (irq_num) {
 240         // Global output buffer flag (for both Keyboard and mouse)
 241         state->status.out_buf_full = 1;
 242
 243         if (state->cmd.irq_en == 1) {
 244             v3_raise_irq(dev->vm, irq_num);
 245         }
 246     }
 247
 248     return 0;
 249 }
 250
 251
 252
 253 /* Only one byte is read per irq
 254  * So if the queue is still full after a data read, we re-raise the irq
 255  * If we keep reading an empty queue we return the last queue entry
 256  */
 257
 258 static int push_to_output_queue(struct vm_device * dev, uint8_t value, uint8_t cmd, uint8_t mouse) {
 259     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 260     struct queue * q = NULL;
 261
 262
 263     if (mouse) {
 264         q = &(state->mouse_queue);
 265     } else {
 266         q = &(state->kbd_queue);
 267     }
 268
 269     if (q->count == QUEUE_SIZE) {
 270         return 0;
 271     }
 272
 273     if (cmd) {
 274         state->status.cmd = 1;
 275     } else {
 276         state->status.cmd = 0;
 277     }
 278
 279     q->queue[q->end++] = value;
 280     q->count++;
 281
 282
 283     update_kb_irq(dev);
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288
 289
 290 static int pull_from_output_queue(struct vm_device * dev, uint8_t * value) {
 291     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 292     struct queue * q = NULL;
 293
 294     if (state->kbd_queue.count > 0) {
 295         q = &(state->kbd_queue);
 296         PrintDebug("Reading from Keyboard Queue\n");
 297     } else if (state->mouse_queue.count > 0) {
 298         q = &(state->mouse_queue);
 299         PrintDebug("Reading from Mouse Queue\n");
 300     } else {
 301         uint8_t idx = state->kbd_queue.start - 1;
 302         PrintDebug("No Data in any queue\n");
 303         *value = state->kbd_queue.queue[idx];
 304         return 0;
 305     }
 306
 307     *value = q->queue[q->start++];
 308     q->count--;
 309
 310
 311     PrintDebug("Read from Queue: %x\n", *value);
 312     PrintDebug("QStart=%d, QEnd=%d\n", q->start, q->end);
 313
 314     update_kb_irq(dev);
 315
 316     return 0;
 317 }
 318
 319
 320 #include <palacios/vmm_telemetry.h>
 321
 322
 323 static int key_event_handler(struct v3_vm_info * vm,
 324                              struct v3_keyboard_event * evt,
 325                              void * private_data) {
 326     struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 327     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 328
 329     PrintDebug("keyboard: injected status 0x%x, and scancode 0x%x\n", evt->status, evt->scan_code);
 330
 331     if (evt->scan_code == 0x44) { // F10 debug dump
 332         int i = 0;
 333         for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
 334             v3_print_guest_state(&(vm->cores[i]));
 335         }
 336         //      PrintGuestPageTables(info, info->shdw_pg_state.guest_cr3);
 337     }
 338 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC
 339     else if (evt->scan_code == 0x43) { // F9 Sym test
 340         struct guest_info * core = &(vm->cores[0]);
 341         PrintDebug("Testing sym call\n");
 342         sym_arg_t a0 = 0x1111;
 343         sym_arg_t a1 = 0x2222;
 344         sym_arg_t a2 = 0x3333;
 345         sym_arg_t a3 = 0x4444;
 346         sym_arg_t a4 = 0x5555;
 347         uint64_t call_start = 0;
 348         uint64_t call_end = 0;
 349
 350         V3_Print("Exits before symcall: %d\n", (uint32_t)core->num_exits);
 351
 352         rdtscll(call_start);
 353         v3_sym_call5(core, SYMCALL_TEST, &a0, &a1, &a2, &a3, &a4);
 354         rdtscll(call_end);
 355
 356         V3_Print("Symcall latency = %d cycles (%d exits)\n", (uint32_t)(call_end - call_start), (uint32_t)core->num_exits);
 357
 358         V3_Print("Symcall  Test Returned arg0=%x, arg1=%x, arg2=%x, arg3=%x, arg4=%x\n",
 359                  (uint32_t)a0, (uint32_t)a1, (uint32_t)a2, (uint32_t)a3, (uint32_t)a4);
 360
 361     }
 362 #endif
 363     else if (evt->scan_code == 0x42) { // F8 debug toggle
 364         extern int v3_dbg_enable;
 365
 366         PrintDebug("Toggling Debugging\n");
 367         v3_dbg_enable ^= 1;
 368     } else if (evt->scan_code == 0x41) { // F7 telemetry dump
 369 #ifdef CONFIG_TELEMETRY
 370         v3_print_telemetry(vm);
 371 #endif
 372     }
 373
 374
 375
 376     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 377
 378     if ( (state->status.enabled == 1)      // onboard is enabled
 379          && (state->cmd.disable == 0) )  {   // keyboard is enabled
 380
 381         push_to_output_queue(dev, evt->scan_code, DATA, KEYBOARD);
 382     }
 383
 384     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 385
 386     return 0;
 387 }
 388
 389
 390 static int mouse_event_handler(struct v3_vm_info * vm,
 391                                struct v3_mouse_event * evt,
 392                                void * private_data) {
 393     struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 394     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 395     int ret = 0;
 396
 397     PrintDebug("keyboard: injected mouse packet 0x %x %x %x\n",
 398                evt->data[0], evt->data[1], evt->data[2]);
 399
 400     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 401
 402     switch (state->mouse_state) {
 403         case STREAM:
 404
 405             if (state->cmd.mouse_disable == 0) {
 406                 push_to_output_queue(dev, evt->data[0], DATA, MOUSE);
 407                 push_to_output_queue(dev, evt->data[1], DATA, MOUSE);
 408                 push_to_output_queue(dev, evt->data[2], DATA, MOUSE);
 409             }
 410             break;
 411         default:
 412             PrintError("Invalid mouse state\n");
 413             ret = -1;
 414             break;
 415     }
 416
 417
 418     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 419
 420     return ret;
 421 }
 422
 423
 424 static int keyboard_reset_device(struct vm_device * dev) {
 425     struct keyboard_internal * data = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 426
 427     memset(data, 0, sizeof(struct keyboard_internal));
 428
 429     data->state = NORMAL;
 430     data->mouse_state = STREAM;
 431
 432
 433     // PS2, keyboard+mouse enabled, generic translation
 434     data->cmd.val = 0;
 435
 436     data->cmd.irq_en = 1;
 437     data->cmd.mouse_irq_en = 1;
 438     data->cmd.self_test_ok = 1;
 439     /** **/
 440
 441
 442     // buffers empty, no errors
 443     data->status.val = 0;
 444
 445     data->status.self_test_ok = 1; // self-tests passed
 446     data->status.enabled = 1;// keyboard ready
 447     /** **/
 448
 449
 450     data->output_byte = 0;  //  ?
 451
 452     data->input_byte = INPUT_RAM;  // we have some
 453     // also display=color, jumper 0, keyboard enabled
 454
 455     PrintDebug("keyboard: reset device\n");
 456
 457     return 0;
 458
 459 }
 460
 461
 462
 463 static int keyboard_start_device(struct vm_device * dev) {
 464     PrintDebug("keyboard: start device\n");
 465     return 0;
 466 }
 467
 468
 469 static int keyboard_stop_device(struct vm_device * dev) {
 470     PrintDebug("keyboard: stop device\n");
 471     return 0;
 472 }
 473
 474
 475
 476 static int mouse_write_output(struct vm_device * dev, uint8_t data) {
 477     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 478
 479     switch (state->mouse_state) {
 480         case NORMAL:
 481             switch (data) {
 482
 483                 case 0xff: //reset
 484                     if (state->mouse_enabled == 0) {
 485                         push_to_output_queue(dev, 0xfe, DATA, MOUSE) ;   // no mouse!
 486                     } else {
 487                         push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 488                         push_to_output_queue(dev, 0xaa, DATA, MOUSE) ;
 489                         push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE) ;
 490                     }
 491                     break;
 492
 493 /*              case 0xfe: //resend */
 494 /*                  PushToOutputQueue(dev, 0xfa, OVERWRITE, DATA, MOUSE) ;  */
 495 /*                  PrintDebug(" mouse resend begins "); */
 496 /*                  state->mouse_done_after_ack = 0; */
 497 /*                  state->mouse_needs_ack = 0; */
 498 /*                  state->mouse_state = STREAM1; */
 499 /*                  return 0;  // not done */
 500 /*                  break; */
 501
 502                 case 0xf6: // set defaults
 503                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 504                     PrintDebug(" mouse set defaults ");
 505
 506                     break;
 507
 508                 case 0xf5: // disable data reporting
 509                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 510                     PrintDebug(" mouse disable data reporting ");
 511                     break;
 512
 513                 case 0xf4: // enable data reporting
 514                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 515                     PrintDebug(" mouse enable data reporting ");
 516                     break;
 517
 518                 case 0xf3: // set sample rate
 519                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 520                     state->mouse_state = SAMPLE;
 521                     PrintDebug(" mouse set sample rate begins ");
 522                     break;
 523
 524                 case 0xf2: // get device id
 525                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 526                     push_to_output_queue(dev, 0x0,  DATA, MOUSE);
 527                     PrintDebug(" mouse get device id begins ");
 528                     break;
 529
 530                 case 0xf0: // set remote mode
 531                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 532                     PrintDebug(" mouse set remote mode  ");
 533                     break;
 534
 535                 case 0xee: // set wrap mode
 536                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 537                     PrintError(" mouse set wrap mode (ignored)  ");
 538                     break;
 539
 540                 case 0xec: // reset wrap mode
 541                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 542                     PrintError(" mouse reset wrap mode (ignored)  ");
 543                     break;
 544
 545                 case 0xeb: // read data
 546                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 547                     PrintError(" mouse switch to wrap mode (ignored)  ");
 548                     break;
 549
 550                 case 0xea: // set stream mode
 551                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 552                     PrintDebug(" mouse set stream mode  ");
 553                     break;
 554
 555                 case 0xe9: // status request
 556                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 557                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 558                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 559                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 560                     PrintDebug(" mouse status request begins  ");
 561                     break;
 562
 563                 case 0xe8: // set resolution
 564                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK,  DATA, MOUSE) ;
 565                     PrintDebug(" mouse set resolution begins  ");
 566                     state->mouse_state = SET_RES;
 567                     break;
 568
 569                 case 0xe7: // set scaling 2:1
 570                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 571                     PrintDebug(" mouse set scaling 2:1 ");
 572                     break;
 573
 574                 case 0xe6: // set scaling 1:1
 575                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 576                     PrintDebug(" mouse set scaling 1:1 ");
 577                     break;
 578
 579                 default:
 580                     PrintDebug(" receiving unknown mouse command (0x%x) in acceptable state ", data);
 581                     break;
 582             }
 583
 584             break;
 585         case SAMPLE:
 586         case SET_RES:
 587         default:
 588             PrintDebug(" receiving mouse output in unhandled state (0x%x) ", state->mouse_state);
 589             return -1;
 590     }
 591
 592     return 0;
 593 }
 594
 595
 596
 597 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
 598 static int keyboard_write_delay(ushort_t port, void * src,  uint_t length, struct vm_device * dev) {
 599
 600     if (length == 1) {
 601         PrintDebug("keyboard: write of 0x%x to 80h\n", *((uint8_t*)src));
 602         return 1;
 603     } else {
 604         PrintDebug("keyboard: write of >1 byte to 80h\n", *((uint8_t*)src));
 605         return length;
 606     }
 607 }
 608
 609 static int keyboard_read_delay(struct guest_info * core, ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 610
 611     if (length == 1) {
 612         *(uint8_t *)dest = v3_inb(port);
 613
 614         PrintDebug("keyboard: read of 0x%x from 80h\n", *((uint8_t*)dest));
 615
 616         return 1;
 617     } else {
 618         PrintDebug("keyboard: read of >1 byte from 80h\n");
 619
 620         return length;
 621     }
 622 }
 623 #endif
 624
 625
 626
 627
 628
 629 static int keyboard_write_command(struct guest_info * core, ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 630     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 631     uint8_t cmd = *(uint8_t *)src;
 632
 633     // Should always be single byte write
 634     if (length != 1) {
 635         PrintError("keyboard: write of >1 bytes (%d) to 64h\n", length);
 636         return -1;
 637     }
 638
 639
 640     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 641
 642     if (state->state != NORMAL) {
 643         PrintDebug("keyboard: warning - receiving command on 64h but state != NORMAL\n");
 644     }
 645
 646     PrintDebug("keyboard: command 0x%x on 64h\n", cmd);
 647
 648     switch (cmd) {
 649         case 0x20:  // READ COMMAND BYTE (returned in 60h)
 650             push_to_output_queue(dev, state->cmd.val, COMMAND, KEYBOARD);
 651             PrintDebug("keyboard: command byte 0x%x returned\n", state->cmd.val);
 652             break;
 653
 654         case 0x60:  // WRITE COMMAND BYTE (read from 60h)
 655             state->state = WRITING_CMD_BYTE; // we need to make sure we send the next 0x60 byte appropriately
 656             PrintDebug("keyboard: prepare to write command byte\n");
 657             break;
 658
 659             // case 0x90-9f - write to output port  (?)
 660
 661         case 0xa1: // Get version number
 662             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 663             PrintDebug("keyboard: version number 0x0 returned\n");
 664             break;
 665
 666         case 0xa4:  // is password installed?  send result to 0x60
 667             // we don't support passwords
 668             push_to_output_queue(dev, 0xf1, COMMAND, KEYBOARD);
 669             PrintDebug("keyboard: password not installed\n");
 670             break;
 671
 672         case 0xa5:  // new password will arrive on 0x60
 673             state->state = TRANSMIT_PASSWD;
 674             PrintDebug("keyboard: pepare to transmit password\n");
 675             break;
 676
 677         case 0xa6:  // check passwd;
 678             // since we do not support passwords, we will simply ignore this
 679             // the implication is that any password check immediately succeeds
 680             // with a blank password
 681             PrintDebug("keyboard: password check succeeded\n");
 682             break;
 683
 684         case 0xa7:  // disable mouse
 685             state->cmd.mouse_disable = 1;
 686             PrintDebug("keyboard: mouse disabled\n");
 687             break;
 688
 689         case 0xa8:  // enable mouse
 690             state->cmd.mouse_disable = 0;
 691             PrintDebug("keyboard: mouse enabled\n");
 692             break;
 693
 694         case 0xa9:  // mouse interface test  (always succeeds)
 695             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 696             PrintDebug("keyboard: mouse interface test succeeded\n");
 697             break;
 698
 699         case 0xaa:  // controller self test (always succeeds)
 700             push_to_output_queue(dev, 0x55, COMMAND, KEYBOARD);
 701             PrintDebug("keyboard: controller self test succeeded\n");
 702             break;
 703
 704         case 0xab:  // keyboard interface test (always succeeds)
 705             push_to_output_queue(dev, 0, COMMAND, KEYBOARD);
 706             PrintDebug("keyboard: keyboard interface test succeeded\n");
 707             break;
 708
 709         case 0xad:  // disable keyboard
 710             state->cmd.disable = 1;
 711             PrintDebug("keyboard: keyboard disabled\n");
 712             break;
 713
 714         case 0xae:  // enable keyboard
 715             state->cmd.disable = 0;
 716             PrintDebug("keyboard: keyboard enabled\n");
 717             break;
 718
 719         case 0xaf:  // get version
 720             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 721             PrintDebug("keyboard: version 0 returned \n");
 722             break;
 723
 724         case 0xd0: // return microcontroller output on 60h
 725             push_to_output_queue(dev, state->output_byte, COMMAND, KEYBOARD);
 726             PrintDebug("keyboard: output byte 0x%x returned\n", state->output_byte);
 727             break;
 728
 729         case 0xd1: // request to write next byte on 60h to the microcontroller output port
 730             state->state = WRITING_OUTPUT_PORT;
 731             PrintDebug("keyboard: prepare to write output byte\n");
 732             break;
 733
 734         case 0xd2:  //  write keyboard buffer (inject key)
 735             state->state = INJECTING_KEY;
 736             PrintDebug("keyboard: prepare to inject key\n");
 737             break;
 738
 739         case 0xd3: //  write mouse buffer (inject mouse)
 740             state->state = INJECTING_MOUSE;
 741             PrintDebug("keyboard: prepare to inject mouse\n");
 742             break;
 743
 744         case 0xd4: // write mouse device (command to mouse?)
 745             state->state = IN_MOUSE;
 746             PrintDebug("keyboard: prepare to inject mouse command\n");
 747             break;
 748
 749         case 0xc0: //  read input port
 750             push_to_output_queue(dev, state->input_byte, COMMAND, KEYBOARD);
 751             PrintDebug("keyboard: input byte 0x%x returned\n", state->input_byte);
 752             break;
 753
 754         case 0xc1:  //copy input port lsn to status msn
 755             state->status.val &= 0x0f;
 756             state->status.val |= (state->input_byte & 0xf) << 4;
 757             PrintDebug("keyboard: copied input byte low 4 bits to status reg hi 4 bits\n");
 758             break;
 759
 760         case 0xc2: // copy input port msn to status msn
 761             state->status.val &= 0x0f;
 762             state->status.val |= (state->input_byte & 0xf0);
 763             PrintDebug("keyboard: copied input byte hi 4 bits to status reg hi 4 bits\n");
 764             break;
 765
 766         case 0xe0: // read test port
 767             push_to_output_queue(dev, state->output_byte >> 6, COMMAND, KEYBOARD);
 768             PrintDebug("keyboard: read 0x%x from test port\n", state->output_byte >> 6);
 769             break;
 770
 771
 772         case 0xf0:   // pulse output port
 773         case 0xf1:   // this should pulse 0..3 of cmd_byte on output port
 774         case 0xf2:   // instead of what is currently in output_byte (I think)
 775         case 0xf3:   // main effect is taht if bit zero is zero
 776         case 0xf4:   // should cause reset
 777         case 0xf5:   // I doubt anything more recent than a 286 running
 778         case 0xf6:   // OS2 with the penalty box will care
 779         case 0xf7:
 780         case 0xf8:
 781         case 0xf9:
 782         case 0xfa:
 783         case 0xfb:
 784         case 0xfc:
 785         case 0xfd:
 786         case 0xfe:
 787         case 0xff:
 788             PrintDebug("keyboard: ignoring pulse of 0x%x (low=pulsed) on output port\n", (cmd & 0xf));
 789             break;
 790
 791             // case ac  diagonstic - returns 16 bytes from keyboard microcontroler on 60h
 792         default:
 793             PrintDebug("keyboard: ignoring command (unimplemented)\n");
 794             break;
 795     }
 796
 797     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 798
 799     return length;
 800 }
 801
 802 static int keyboard_read_status(struct guest_info * core, ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 803     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 804
 805     if (length != 1) {
 806         PrintError("keyboard: >1 byte read for status (64h)\n");
 807         return -1;
 808     }
 809
 810     PrintDebug("keyboard: read status (64h): ");
 811
 812     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 813
 814     *(uint8_t *)dest = state->status.val;
 815
 816     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 817
 818     PrintDebug("0x%x\n", *(uint8_t *)dest);
 819
 820     return length;
 821 }
 822
 823 static int keyboard_write_output(struct guest_info * core, ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 824     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 825     int ret = length;
 826
 827     if (length != 1) {
 828         PrintError("keyboard: write of 60h with >1 byte\n");
 829         return -1;
 830     }
 831
 832     uint8_t data = *(uint8_t *)src;
 833
 834     PrintDebug("keyboard: output 0x%x on 60h\n", data);
 835
 836     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 837
 838     switch (state->state) {
 839         case WRITING_CMD_BYTE:
 840             state->cmd.val = data;
 841             state->state = NORMAL;
 842             PrintDebug("keyboard: wrote new command byte 0x%x\n", state->cmd.val);
 843             break;
 844
 845         case WRITING_OUTPUT_PORT:
 846             state->output_byte = data;
 847             state->state = NORMAL;
 848             PrintDebug("keyboard: wrote new output byte 0x%x\n", state->output_byte);
 849             break;
 850
 851         case INJECTING_KEY:
 852             push_to_output_queue(dev, data, COMMAND, KEYBOARD);  // probably should be a call to deliver_key_to_vmm()
 853             state->state = NORMAL;
 854             PrintDebug("keyboard: injected key 0x%x\n", data);
 855             break;
 856
 857         case INJECTING_MOUSE:
 858             push_to_output_queue(dev, data, DATA, MOUSE);
 859             //      PrintDebug("keyboard: ignoring injected mouse event 0x%x\n", data);
 860             PrintDebug("keyboard: injected mouse event 0x%x\n", data);
 861             state->state = NORMAL;
 862             break;
 863
 864         case IN_MOUSE:
 865             PrintDebug("keyboard: mouse action: ");
 866             if (mouse_write_output(dev, data)) {
 867                 state->state = NORMAL;
 868             }
 869             PrintDebug("\n");
 870             break;
 871
 872         case TRANSMIT_PASSWD:
 873             if (data) {
 874                 //ignore passwd
 875                 PrintDebug("keyboard: ignoring password character 0x%x\n",data);
 876             } else {
 877                 // end of password
 878                 state->state = NORMAL;
 879                 PrintDebug("keyboard: done with password\n");
 880             }
 881             break;
 882
 883         case SET_LEDS:
 884             PrintDebug("Keyboard: LEDs being set...\n");
 885             push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 886             state->state = NORMAL;
 887             break;
 888
 889         case SET_RATE:
 890             PrintDebug("Keyboard: Rate being set...\n");
 891             push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 892             state->state = NORMAL;
 893             break;
 894
 895         default:
 896         case NORMAL: {
 897             // command is being sent to keyboard controller
 898             switch (data) {
 899                 case 0xff: // reset
 900                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD); // ack
 901                     push_to_output_queue(dev, 0xaa, COMMAND, KEYBOARD);
 902                     PrintDebug("keyboard: reset complete and acked\n");
 903                     break;
 904
 905                 case 0xf5: // disable scanning
 906                 case 0xf4: // enable scanning
 907                     // ack
 908                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 909                     // should do something here... PAD
 910                     PrintDebug("keyboard: %s scanning done and acked\n", (data == 0xf5) ? "disable" : "enable");
 911                     break;
 912
 913                 case 0xf3:
 914                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 915                     state->state = SET_RATE;
 916                     break;
 917
 918                 case 0xf2: // get keyboard ID
 919                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 920                     push_to_output_queue(dev, 0xab, COMMAND, KEYBOARD);
 921                     push_to_output_queue(dev, 0x83, COMMAND, KEYBOARD);
 922                     PrintDebug("Keyboard: Requesting Keyboard ID\n");
 923                     break;
 924
 925                 case 0xed: // enable keyboard LEDs
 926                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 927                     state->state = SET_LEDS;
 928                     break;
 929
 930                 case 0xfe: // resend
 931                 case 0xfd: // set key type make
 932                 case 0xfc: // set key typ make/break
 933                 case 0xfb: // set key type typematic
 934                 case 0xfa: // set all typematic make/break/typematic
 935                 case 0xf9: // set all make
 936                 case 0xf8: // set all make/break
 937                 case 0xf7: // set all typemaktic
 938                 case 0xf6: // set defaults
 939                     PrintError("keyboard: unhandled known command 0x%x on output buffer (60h)\n", data);
 940                     ret = -1;
 941                     break;
 942
 943                 default:
 944                     PrintError("keyboard: unhandled unknown command 0x%x on output buffer (60h)\n", data);
 945                     state->status.out_buf_full = 1;
 946                     ret = -1;
 947                     break;
 948             }
 949             break;
 950         }
 951     }
 952
 953     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 954
 955     return ret;
 956 }
 957
 958 static int keyboard_read_input(struct guest_info * core, ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 959     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 960
 961     if (length != 1) {
 962         PrintError("keyboard: unknown size read from input (60h)\n");
 963         return -1;
 964     }
 965
 966     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 967
 968     pull_from_output_queue(dev, (uint8_t *)dest);
 969
 970     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 971
 972     PrintDebug("keyboard: read from input (60h): 0x%x\n", *(uint8_t *)dest);
 973
 974     return length;
 975 }
 976
 977
 978
 979
 980
 981
 982 static int keyboard_free(struct vm_device * dev) {
 983
 984     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_60H);
 985     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_64H);
 986 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
 987     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_DELAY_80H);
 988 #endif
 989     keyboard_reset_device(dev);
 990     return 0;
 991 }
 992
 993
 994
 995
 996
 997 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 998     .free = keyboard_free,
 999     .reset = keyboard_reset_device,
1000     .start = keyboard_start_device,
1001     .stop = keyboard_stop_device,
1002 };
1003
1004
1005
1006
1007 static int keyboard_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
1008     struct keyboard_internal * keyboard_state = NULL;
1009     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
1010
1011     PrintDebug("keyboard: init_device\n");
1012
1013     keyboard_state = (struct keyboard_internal *)V3_Malloc(sizeof(struct keyboard_internal));
1014
1015     keyboard_state->mouse_queue.start = 0;
1016     keyboard_state->mouse_queue.end = 0;
1017     keyboard_state->mouse_queue.count = 0;
1018
1019     keyboard_state->kbd_queue.start = 0;
1020     keyboard_state->kbd_queue.end = 0;
1021     keyboard_state->kbd_queue.count = 0;
1022
1023     keyboard_state->mouse_enabled = 0;
1024
1025     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, keyboard_state);
1026
1027     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
1028         PrintError("Could not attach device %s\n", name);
1029         return -1;
1030     }
1031
1032
1033     keyboard_reset_device(dev);
1034
1035
1036     v3_lock_init(&(keyboard_state->kb_lock));
1037
1038
1039     // hook ports
1040     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_64H, &keyboard_read_status, &keyboard_write_command);
1041     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_60H, &keyboard_read_input, &keyboard_write_output);
1042
1043     v3_hook_host_event(vm, HOST_KEYBOARD_EVT, V3_HOST_EVENT_HANDLER(key_event_handler), dev);
1044     v3_hook_host_event(vm, HOST_MOUSE_EVT, V3_HOST_EVENT_HANDLER(mouse_event_handler), dev);
1045
1046
1047 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
1048     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_DELAY_80H, &keyboard_read_delay, &keyboard_write_delay);
1049 #endif
1050
1051
1052     //
1053     // We do not hook the IRQ here.  Instead, the underlying device driver
1054     // is responsible to call us back
1055     //
1056
1057     return 0;
1058 }
1059
1060
1061 device_register("KEYBOARD", keyboard_init)