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
 321
 322 static int key_event_handler(struct guest_info * info,
 323                              struct v3_keyboard_event * evt,
 324                              void * private_data) {
 325     struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 326     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 327
 328     PrintDebug("keyboard: injected status 0x%x, and scancode 0x%x\n", evt->status, evt->scan_code);
 329
 330     if (evt->scan_code == 0x44) { // F10 debug dump
 331         v3_print_guest_state(info);
 332         //      PrintGuestPageTables(info, info->shdw_pg_state.guest_cr3);
 333     }
 334 #ifdef CONFIG_SYMBIOTIC
 335     else if (evt->scan_code == 0x43) { // F9 Sym test
 336         PrintDebug("Testing sym call\n");
 337         sym_arg_t a0 = 0x1111;
 338         sym_arg_t a1 = 0x2222;
 339         sym_arg_t a2 = 0x3333;
 340         sym_arg_t a3 = 0x4444;
 341         sym_arg_t a4 = 0x5555;
 342
 343         v3_sym_call5(info, SYMCALL_TEST, &a0, &a1, &a2, &a3, &a4);
 344
 345         V3_Print("Symcall  Test Returned arg0=%x, arg1=%x, arg2=%x, arg3=%x, arg4=%x\n",
 346                  (uint32_t)a0, (uint32_t)a1, (uint32_t)a2, (uint32_t)a3, (uint32_t)a4);
 347
 348     }
 349 #endif
 350     else if (evt->scan_code == 0x42) { // F8 Sym test2
 351         extern int v3_dbg_enable;
 352
 353         PrintDebug("Toggling Debugging\n");
 354         v3_dbg_enable ^= 1;
 355     }
 356
 357
 358
 359     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 360
 361     if ( (state->status.enabled == 1)      // onboard is enabled
 362          && (state->cmd.disable == 0) )  {   // keyboard is enabled
 363
 364         push_to_output_queue(dev, evt->scan_code, DATA, KEYBOARD);
 365     }
 366
 367     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 368
 369     return 0;
 370 }
 371
 372
 373 static int mouse_event_handler(struct guest_info * info,
 374                                struct v3_mouse_event * evt,
 375                                void * private_data) {
 376     struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 377     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 378     int ret = 0;
 379
 380     PrintDebug("keyboard: injected mouse packet 0x %x %x %x\n",
 381                evt->data[0], evt->data[1], evt->data[2]);
 382
 383     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 384
 385     switch (state->mouse_state) {
 386         case STREAM:
 387
 388             if (state->cmd.mouse_disable == 0) {
 389                 push_to_output_queue(dev, evt->data[0], DATA, MOUSE);
 390                 push_to_output_queue(dev, evt->data[1], DATA, MOUSE);
 391                 push_to_output_queue(dev, evt->data[2], DATA, MOUSE);
 392             }
 393             break;
 394         default:
 395             PrintError("Invalid mouse state\n");
 396             ret = -1;
 397             break;
 398     }
 399
 400
 401     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 402
 403     return ret;
 404 }
 405
 406
 407 static int keyboard_reset_device(struct vm_device * dev) {
 408     struct keyboard_internal * data = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 409
 410     memset(data, 0, sizeof(struct keyboard_internal));
 411
 412     data->state = NORMAL;
 413     data->mouse_state = STREAM;
 414
 415
 416     // PS2, keyboard+mouse enabled, generic translation
 417     data->cmd.val = 0;
 418
 419     data->cmd.irq_en = 1;
 420     data->cmd.mouse_irq_en = 1;
 421     data->cmd.self_test_ok = 1;
 422     /** **/
 423
 424
 425     // buffers empty, no errors
 426     data->status.val = 0;
 427
 428     data->status.self_test_ok = 1; // self-tests passed
 429     data->status.enabled = 1;// keyboard ready
 430     /** **/
 431
 432
 433     data->output_byte = 0;  //  ?
 434
 435     data->input_byte = INPUT_RAM;  // we have some
 436     // also display=color, jumper 0, keyboard enabled
 437
 438     PrintDebug("keyboard: reset device\n");
 439
 440     return 0;
 441
 442 }
 443
 444
 445
 446 static int keyboard_start_device(struct vm_device * dev) {
 447     PrintDebug("keyboard: start device\n");
 448     return 0;
 449 }
 450
 451
 452 static int keyboard_stop_device(struct vm_device * dev) {
 453     PrintDebug("keyboard: stop device\n");
 454     return 0;
 455 }
 456
 457
 458
 459 static int mouse_write_output(struct vm_device * dev, uint8_t data) {
 460     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 461
 462     switch (state->mouse_state) {
 463         case NORMAL:
 464             switch (data) {
 465
 466                 case 0xff: //reset
 467                     if (state->mouse_enabled == 0) {
 468                         push_to_output_queue(dev, 0xfe, DATA, MOUSE) ;   // no mouse!
 469                     } else {
 470                         push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 471                         push_to_output_queue(dev, 0xaa, DATA, MOUSE) ;
 472                         push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE) ;
 473                     }
 474                     break;
 475
 476 /*              case 0xfe: //resend */
 477 /*                  PushToOutputQueue(dev, 0xfa, OVERWRITE, DATA, MOUSE) ;  */
 478 /*                  PrintDebug(" mouse resend begins "); */
 479 /*                  state->mouse_done_after_ack = 0; */
 480 /*                  state->mouse_needs_ack = 0; */
 481 /*                  state->mouse_state = STREAM1; */
 482 /*                  return 0;  // not done */
 483 /*                  break; */
 484
 485                 case 0xf6: // set defaults
 486                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 487                     PrintDebug(" mouse set defaults ");
 488
 489                     break;
 490
 491                 case 0xf5: // disable data reporting
 492                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 493                     PrintDebug(" mouse disable data reporting ");
 494                     break;
 495
 496                 case 0xf4: // enable data reporting
 497                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 498                     PrintDebug(" mouse enable data reporting ");
 499                     break;
 500
 501                 case 0xf3: // set sample rate
 502                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 503                     state->mouse_state = SAMPLE;
 504                     PrintDebug(" mouse set sample rate begins ");
 505                     break;
 506
 507                 case 0xf2: // get device id
 508                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 509                     push_to_output_queue(dev, 0x0,  DATA, MOUSE);
 510                     PrintDebug(" mouse get device id begins ");
 511                     break;
 512
 513                 case 0xf0: // set remote mode
 514                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 515                     PrintDebug(" mouse set remote mode  ");
 516                     break;
 517
 518                 case 0xee: // set wrap mode
 519                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 520                     PrintError(" mouse set wrap mode (ignored)  ");
 521                     break;
 522
 523                 case 0xec: // reset wrap mode
 524                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 525                     PrintError(" mouse reset wrap mode (ignored)  ");
 526                     break;
 527
 528                 case 0xeb: // read data
 529                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 530                     PrintError(" mouse switch to wrap mode (ignored)  ");
 531                     break;
 532
 533                 case 0xea: // set stream mode
 534                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 535                     PrintDebug(" mouse set stream mode  ");
 536                     break;
 537
 538                 case 0xe9: // status request
 539                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 540                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 541                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 542                     push_to_output_queue(dev, 0x00, DATA, MOUSE);
 543                     PrintDebug(" mouse status request begins  ");
 544                     break;
 545
 546                 case 0xe8: // set resolution
 547                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK,  DATA, MOUSE) ;
 548                     PrintDebug(" mouse set resolution begins  ");
 549                     state->mouse_state = SET_RES;
 550                     break;
 551
 552                 case 0xe7: // set scaling 2:1
 553                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 554                     PrintDebug(" mouse set scaling 2:1 ");
 555                     break;
 556
 557                 case 0xe6: // set scaling 1:1
 558                     push_to_output_queue(dev, MOUSE_ACK, DATA, MOUSE) ;
 559                     PrintDebug(" mouse set scaling 1:1 ");
 560                     break;
 561
 562                 default:
 563                     PrintDebug(" receiving unknown mouse command (0x%x) in acceptable state ", data);
 564                     break;
 565             }
 566
 567             break;
 568         case SAMPLE:
 569         case SET_RES:
 570         default:
 571             PrintDebug(" receiving mouse output in unhandled state (0x%x) ", state->mouse_state);
 572             return -1;
 573     }
 574
 575     return 0;
 576 }
 577
 578
 579
 580 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
 581 static int keyboard_write_delay(ushort_t port, void * src,  uint_t length, struct vm_device * dev) {
 582
 583     if (length == 1) {
 584         PrintDebug("keyboard: write of 0x%x to 80h\n", *((uint8_t*)src));
 585         return 1;
 586     } else {
 587         PrintDebug("keyboard: write of >1 byte to 80h\n", *((uint8_t*)src));
 588         return length;
 589     }
 590 }
 591
 592 static int keyboard_read_delay(ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 593
 594     if (length == 1) {
 595         *(uint8_t *)dest = v3_inb(port);
 596
 597         PrintDebug("keyboard: read of 0x%x from 80h\n", *((uint8_t*)dest));
 598
 599         return 1;
 600     } else {
 601         PrintDebug("keyboard: read of >1 byte from 80h\n");
 602
 603         return length;
 604     }
 605 }
 606 #endif
 607
 608
 609
 610
 611
 612 static int keyboard_write_command(ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 613     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 614     uint8_t cmd = *(uint8_t *)src;
 615
 616     // Should always be single byte write
 617     if (length != 1) {
 618         PrintError("keyboard: write of >1 bytes (%d) to 64h\n", length);
 619         return -1;
 620     }
 621
 622
 623     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 624
 625     if (state->state != NORMAL) {
 626         PrintDebug("keyboard: warning - receiving command on 64h but state != NORMAL\n");
 627     }
 628
 629     PrintDebug("keyboard: command 0x%x on 64h\n", cmd);
 630
 631     switch (cmd) {
 632         case 0x20:  // READ COMMAND BYTE (returned in 60h)
 633             push_to_output_queue(dev, state->cmd.val, COMMAND, KEYBOARD);
 634             PrintDebug("keyboard: command byte 0x%x returned\n", state->cmd.val);
 635             break;
 636
 637         case 0x60:  // WRITE COMMAND BYTE (read from 60h)
 638             state->state = WRITING_CMD_BYTE; // we need to make sure we send the next 0x60 byte appropriately
 639             PrintDebug("keyboard: prepare to write command byte\n");
 640             break;
 641
 642             // case 0x90-9f - write to output port  (?)
 643
 644         case 0xa1: // Get version number
 645             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 646             PrintDebug("keyboard: version number 0x0 returned\n");
 647             break;
 648
 649         case 0xa4:  // is password installed?  send result to 0x60
 650             // we don't support passwords
 651             push_to_output_queue(dev, 0xf1, COMMAND, KEYBOARD);
 652             PrintDebug("keyboard: password not installed\n");
 653             break;
 654
 655         case 0xa5:  // new password will arrive on 0x60
 656             state->state = TRANSMIT_PASSWD;
 657             PrintDebug("keyboard: pepare to transmit password\n");
 658             break;
 659
 660         case 0xa6:  // check passwd;
 661             // since we do not support passwords, we will simply ignore this
 662             // the implication is that any password check immediately succeeds
 663             // with a blank password
 664             PrintDebug("keyboard: password check succeeded\n");
 665             break;
 666
 667         case 0xa7:  // disable mouse
 668             state->cmd.mouse_disable = 1;
 669             PrintDebug("keyboard: mouse disabled\n");
 670             break;
 671
 672         case 0xa8:  // enable mouse
 673             state->cmd.mouse_disable = 0;
 674             PrintDebug("keyboard: mouse enabled\n");
 675             break;
 676
 677         case 0xa9:  // mouse interface test  (always succeeds)
 678             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 679             PrintDebug("keyboard: mouse interface test succeeded\n");
 680             break;
 681
 682         case 0xaa:  // controller self test (always succeeds)
 683             push_to_output_queue(dev, 0x55, COMMAND, KEYBOARD);
 684             PrintDebug("keyboard: controller self test succeeded\n");
 685             break;
 686
 687         case 0xab:  // keyboard interface test (always succeeds)
 688             push_to_output_queue(dev, 0, COMMAND, KEYBOARD);
 689             PrintDebug("keyboard: keyboard interface test succeeded\n");
 690             break;
 691
 692         case 0xad:  // disable keyboard
 693             state->cmd.disable = 1;
 694             PrintDebug("keyboard: keyboard disabled\n");
 695             break;
 696
 697         case 0xae:  // enable keyboard
 698             state->cmd.disable = 0;
 699             PrintDebug("keyboard: keyboard enabled\n");
 700             break;
 701
 702         case 0xaf:  // get version
 703             push_to_output_queue(dev, 0x00, COMMAND, KEYBOARD);
 704             PrintDebug("keyboard: version 0 returned \n");
 705             break;
 706
 707         case 0xd0: // return microcontroller output on 60h
 708             push_to_output_queue(dev, state->output_byte, COMMAND, KEYBOARD);
 709             PrintDebug("keyboard: output byte 0x%x returned\n", state->output_byte);
 710             break;
 711
 712         case 0xd1: // request to write next byte on 60h to the microcontroller output port
 713             state->state = WRITING_OUTPUT_PORT;
 714             PrintDebug("keyboard: prepare to write output byte\n");
 715             break;
 716
 717         case 0xd2:  //  write keyboard buffer (inject key)
 718             state->state = INJECTING_KEY;
 719             PrintDebug("keyboard: prepare to inject key\n");
 720             break;
 721
 722         case 0xd3: //  write mouse buffer (inject mouse)
 723             state->state = INJECTING_MOUSE;
 724             PrintDebug("keyboard: prepare to inject mouse\n");
 725             break;
 726
 727         case 0xd4: // write mouse device (command to mouse?)
 728             state->state = IN_MOUSE;
 729             PrintDebug("keyboard: prepare to inject mouse command\n");
 730             break;
 731
 732         case 0xc0: //  read input port
 733             push_to_output_queue(dev, state->input_byte, COMMAND, KEYBOARD);
 734             PrintDebug("keyboard: input byte 0x%x returned\n", state->input_byte);
 735             break;
 736
 737         case 0xc1:  //copy input port lsn to status msn
 738             state->status.val &= 0x0f;
 739             state->status.val |= (state->input_byte & 0xf) << 4;
 740             PrintDebug("keyboard: copied input byte low 4 bits to status reg hi 4 bits\n");
 741             break;
 742
 743         case 0xc2: // copy input port msn to status msn
 744             state->status.val &= 0x0f;
 745             state->status.val |= (state->input_byte & 0xf0);
 746             PrintDebug("keyboard: copied input byte hi 4 bits to status reg hi 4 bits\n");
 747             break;
 748
 749         case 0xe0: // read test port
 750             push_to_output_queue(dev, state->output_byte >> 6, COMMAND, KEYBOARD);
 751             PrintDebug("keyboard: read 0x%x from test port\n", state->output_byte >> 6);
 752             break;
 753
 754
 755         case 0xf0:   // pulse output port
 756         case 0xf1:   // this should pulse 0..3 of cmd_byte on output port
 757         case 0xf2:   // instead of what is currently in output_byte (I think)
 758         case 0xf3:   // main effect is taht if bit zero is zero
 759         case 0xf4:   // should cause reset
 760         case 0xf5:   // I doubt anything more recent than a 286 running
 761         case 0xf6:   // OS2 with the penalty box will care
 762         case 0xf7:
 763         case 0xf8:
 764         case 0xf9:
 765         case 0xfa:
 766         case 0xfb:
 767         case 0xfc:
 768         case 0xfd:
 769         case 0xfe:
 770         case 0xff:
 771             PrintDebug("keyboard: ignoring pulse of 0x%x (low=pulsed) on output port\n", (cmd & 0xf));
 772             break;
 773
 774             // case ac  diagonstic - returns 16 bytes from keyboard microcontroler on 60h
 775         default:
 776             PrintDebug("keyboard: ignoring command (unimplemented)\n");
 777             break;
 778     }
 779
 780     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 781
 782     return length;
 783 }
 784
 785 static int keyboard_read_status(ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 786     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 787
 788     if (length != 1) {
 789         PrintError("keyboard: >1 byte read for status (64h)\n");
 790         return -1;
 791     }
 792
 793     PrintDebug("keyboard: read status (64h): ");
 794
 795     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 796
 797     *(uint8_t *)dest = state->status.val;
 798
 799     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 800
 801     PrintDebug("0x%x\n", *(uint8_t *)dest);
 802
 803     return length;
 804 }
 805
 806 static int keyboard_write_output(ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 807     struct keyboard_internal *state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 808     int ret = length;
 809
 810     if (length != 1) {
 811         PrintError("keyboard: write of 60h with >1 byte\n");
 812         return -1;
 813     }
 814
 815     uint8_t data = *(uint8_t *)src;
 816
 817     PrintDebug("keyboard: output 0x%x on 60h\n", data);
 818
 819     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 820
 821     switch (state->state) {
 822         case WRITING_CMD_BYTE:
 823             state->cmd.val = data;
 824             state->state = NORMAL;
 825             PrintDebug("keyboard: wrote new command byte 0x%x\n", state->cmd.val);
 826             break;
 827
 828         case WRITING_OUTPUT_PORT:
 829             state->output_byte = data;
 830             state->state = NORMAL;
 831             PrintDebug("keyboard: wrote new output byte 0x%x\n", state->output_byte);
 832             break;
 833
 834         case INJECTING_KEY:
 835             push_to_output_queue(dev, data, COMMAND, KEYBOARD);  // probably should be a call to deliver_key_to_vmm()
 836             state->state = NORMAL;
 837             PrintDebug("keyboard: injected key 0x%x\n", data);
 838             break;
 839
 840         case INJECTING_MOUSE:
 841             push_to_output_queue(dev, data, DATA, MOUSE);
 842             //      PrintDebug("keyboard: ignoring injected mouse event 0x%x\n", data);
 843             PrintDebug("keyboard: injected mouse event 0x%x\n", data);
 844             state->state = NORMAL;
 845             break;
 846
 847         case IN_MOUSE:
 848             PrintDebug("keyboard: mouse action: ");
 849             if (mouse_write_output(dev, data)) {
 850                 state->state = NORMAL;
 851             }
 852             PrintDebug("\n");
 853             break;
 854
 855         case TRANSMIT_PASSWD:
 856             if (data) {
 857                 //ignore passwd
 858                 PrintDebug("keyboard: ignoring password character 0x%x\n",data);
 859             } else {
 860                 // end of password
 861                 state->state = NORMAL;
 862                 PrintDebug("keyboard: done with password\n");
 863             }
 864             break;
 865
 866         case SET_LEDS:
 867             PrintDebug("Keyboard: LEDs being set...\n");
 868             push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 869             state->state = NORMAL;
 870             break;
 871
 872         case SET_RATE:
 873             PrintDebug("Keyboard: Rate being set...\n");
 874             push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 875             state->state = NORMAL;
 876             break;
 877
 878         default:
 879         case NORMAL: {
 880             // command is being sent to keyboard controller
 881             switch (data) {
 882                 case 0xff: // reset
 883                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD); // ack
 884                     push_to_output_queue(dev, 0xaa, COMMAND, KEYBOARD);
 885                     PrintDebug("keyboard: reset complete and acked\n");
 886                     break;
 887
 888                 case 0xf5: // disable scanning
 889                 case 0xf4: // enable scanning
 890                     // ack
 891                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 892                     // should do something here... PAD
 893                     PrintDebug("keyboard: %s scanning done and acked\n", (data == 0xf5) ? "disable" : "enable");
 894                     break;
 895
 896                 case 0xf3:
 897                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 898                     state->state = SET_RATE;
 899                     break;
 900
 901                 case 0xf2: // get keyboard ID
 902                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 903                     push_to_output_queue(dev, 0xab, COMMAND, KEYBOARD);
 904                     push_to_output_queue(dev, 0x83, COMMAND, KEYBOARD);
 905                     PrintDebug("Keyboard: Requesting Keyboard ID\n");
 906                     break;
 907
 908                 case 0xed: // enable keyboard LEDs
 909                     push_to_output_queue(dev, 0xfa, COMMAND, KEYBOARD);
 910                     state->state = SET_LEDS;
 911                     break;
 912
 913                 case 0xfe: // resend
 914                 case 0xfd: // set key type make
 915                 case 0xfc: // set key typ make/break
 916                 case 0xfb: // set key type typematic
 917                 case 0xfa: // set all typematic make/break/typematic
 918                 case 0xf9: // set all make
 919                 case 0xf8: // set all make/break
 920                 case 0xf7: // set all typemaktic
 921                 case 0xf6: // set defaults
 922                     PrintError("keyboard: unhandled known command 0x%x on output buffer (60h)\n", data);
 923                     ret = -1;
 924                     break;
 925
 926                 default:
 927                     PrintError("keyboard: unhandled unknown command 0x%x on output buffer (60h)\n", data);
 928                     state->status.out_buf_full = 1;
 929                     ret = -1;
 930                     break;
 931             }
 932             break;
 933         }
 934     }
 935
 936     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 937
 938     return ret;
 939 }
 940
 941 static int keyboard_read_input(ushort_t port, void * dest, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 942     struct keyboard_internal * state = (struct keyboard_internal *)(dev->private_data);
 943
 944     if (length != 1) {
 945         PrintError("keyboard: unknown size read from input (60h)\n");
 946         return -1;
 947     }
 948
 949     addr_t irq_state = v3_lock_irqsave(state->kb_lock);
 950
 951     pull_from_output_queue(dev, (uint8_t *)dest);
 952
 953     v3_unlock_irqrestore(state->kb_lock, irq_state);
 954
 955     PrintDebug("keyboard: read from input (60h): 0x%x\n", *(uint8_t *)dest);
 956
 957     return length;
 958 }
 959
 960
 961
 962
 963
 964
 965 static int keyboard_free(struct vm_device * dev) {
 966
 967     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_60H);
 968     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_64H);
 969 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
 970     v3_dev_unhook_io(dev, KEYBOARD_DELAY_80H);
 971 #endif
 972     keyboard_reset_device(dev);
 973     return 0;
 974 }
 975
 976
 977
 978
 979
 980 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 981     .free = keyboard_free,
 982     .reset = keyboard_reset_device,
 983     .start = keyboard_start_device,
 984     .stop = keyboard_stop_device,
 985 };
 986
 987
 988
 989
 990 static int keyboard_init(struct guest_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 991     struct keyboard_internal * keyboard_state = NULL;
 992     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 993
 994     PrintDebug("keyboard: init_device\n");
 995
 996     keyboard_state = (struct keyboard_internal *)V3_Malloc(sizeof(struct keyboard_internal));
 997
 998     keyboard_state->mouse_queue.start = 0;
 999     keyboard_state->mouse_queue.end = 0;
1000     keyboard_state->mouse_queue.count = 0;
1001
1002     keyboard_state->kbd_queue.start = 0;
1003     keyboard_state->kbd_queue.end = 0;
1004     keyboard_state->kbd_queue.count = 0;
1005
1006     keyboard_state->mouse_enabled = 0;
1007
1008     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, keyboard_state);
1009
1010     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
1011         PrintError("Could not attach device %s\n", name);
1012         return -1;
1013     }
1014
1015
1016     keyboard_reset_device(dev);
1017
1018
1019     v3_lock_init(&(keyboard_state->kb_lock));
1020
1021
1022     // hook ports
1023     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_64H, &keyboard_read_status, &keyboard_write_command);
1024     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_60H, &keyboard_read_input, &keyboard_write_output);
1025
1026     v3_hook_host_event(vm, HOST_KEYBOARD_EVT, V3_HOST_EVENT_HANDLER(key_event_handler), dev);
1027     v3_hook_host_event(vm, HOST_MOUSE_EVT, V3_HOST_EVENT_HANDLER(mouse_event_handler), dev);
1028
1029
1030 #if KEYBOARD_DEBUG_80H
1031     v3_dev_hook_io(dev, KEYBOARD_DELAY_80H, &keyboard_read_delay, &keyboard_write_delay);
1032 #endif
1033
1034
1035     //
1036     // We do not hook the IRQ here.  Instead, the underlying device driver
1037     // is responsible to call us back
1038     //
1039
1040     return 0;
1041 }
1042
1043
1044 device_register("KEYBOARD", keyboard_init)