Программирование голого железа Raspberry Pi

[CityAceE]

Итак, двигаемся дальше. Буквы в терминале - хорошо, красивая картинка на экране - ещё лучше! Но хочется какого-то интерактива. И вот здесь не всё так просто, как хотелось бы. Но об этом чуть ниже. А пока предлагаю вам текст короткой программы, которая опрашивает клавиатуру и выводит в терминал код нажатой клавиши:

org 0x6001000
    blx start
    thumb

start:
; Опрашиваем клавиатуру
    movw r0,0x6004  ; Keyboard Status Register
    movt r0,0x1000
    ldrb r1,[r0]
    and r1,0x10
    cmp r1,0x10
    bne finish
    movw r0,0x6008  ; Keyboard Data
    movt r0,0x1000
    ldrb r1,[r0]
    and r1,0xff

; Преобразуем байт в ASCII-строку в HEX-представлении
    adr r2,key_code+1
    mov r3,2
    mov r0,r1
hex_convert:
    and r1,0xf
    cmp r1,0xa
    addcs r1,0x7
    add r1,0x30
    strb r1,[r2]
    sub r2,1
    lsr r1,r0,4
    subs r3,1
    bne hex_convert

; Выводим строку в консоль
    movw r0,0x9000  ; Адрес консоли 0x10009000
    movt r0,0x1000
    ldrb r1,[key_code]
    strb r1,[r0]
    ldrb r1,[key_code+1]
    strb r1,[r0]
    ldrb r1,[key_code+2]
    strb r1,[r0]
 
finish:
    b start

key_code:
    db "00 "

Результат работы программы:



В эмулируемом компьютере клавиатура подключена с помощью MMIO (Memory-mapped I/O) контроллера PL050, порты которого смотрят прямо в память, а базовым является адрес 0x10006000:

Address	Type	Description
Base + 0x00	rw	Control register.
Base + 0x04	r	Status register.
Base + 0x08	rw	Received data (read)/ Data to be transmitted (write).
Base + 0x0c	rw	Clock divisor register.
Base + 0x10	r	Interrupt status register.

А это значения битов статусного регистра:

Bits	Name	Description
0	KMID	This bit reflects the status of the KMIDATAIN line after synchronizing.
1	KMIC	This bit reflects the status of the KMICLKIN line after synchronizing and sampling.
2	RXPARITY	This bit reflects the parity bit for the last received data byte (odd parity).
3	RXBUSY	This bit indicates that the PrimeCell KMI is currently receiving data. 0 = idle, 1 = receiving data.
4	RXFULL	This bit indicates that the receiver register is full and ready to be read. 0 = receive register empty, 1 = receive register full, ready to be read.
5	TXBUSY	This bit indicates that the PrimeCell KMI is currently sending data. 0 = idle, 1 = currently sending data.
6	TXEMPTY	This bit indicates that the transmit register is empty and ready to transmit. 0 = transmit register full, 1 = transmit register empty, ready to be written.
7	-	Reserved. Read unpredictable.

Здесь используется стандартный набор 2 скан-кодов AT-клавиатуры:

PS/2 keyboard scan codes (scan code set 2)

KEY	MAKE	BREAK	-----	KEY	MAKE	BREAK	-----	KEY	MAKE	BREAK
A	1C	F0,1C		9	46	F0,46		[	54	FO,54
B	32	F0,32		`	0E	F0,0E		INSERT	E0,70	E0,F0,70
C	21	F0,21		-	4E	F0,4E		HOME	E0,6C	E0,F0,6C
D	23	F0,23		=	55	FO,55		PG UP	E0,7D	E0,F0,7D
E	24	F0,24		\	5D	F0,5D		DELETE	E0,71	E0,F0,71
F	2B	F0,2B		BKSP	66	F0,66		END	E0,69	E0,F0,69
G	34	F0,34		SPACE	29	F0,29		PG DN	E0,7A	E0,F0,7A
H	33	F0,33		TAB	0D	F0,0D		U ARROW	E0,75	E0,F0,75
I	43	F0,43		CAPS	58	F0,58		L ARROW	E0,6B	E0,F0,6B
J	3B	F0,3B		L SHFT	12	FO,12		D ARROW	E0,72	E0,F0,72
K	42	F0,42		L CTRL	14	FO,14		R ARROW	E0,74	E0,F0,74
L	4B	F0,4B		L WIN	E0,1F	E0,F0,1F		NUM	77	F0,77
M	3A	F0,3A		L ALT	11	F0,11		KP /	E0,4A	E0,F0,4A
N	31	F0,31		R SHFT	59	F0,59		KP *	7C	F0,7C
O	44	F0,44		R CTRL	E0,14	E0,F0,14		KP -	7B	F0,7B
P	4D	F0,4D		R WIN	E0,27	E0,F0,27		KP +	79	F0,79
Q	15	F0,15		R ALT	E0,11	E0,F0,11		KP EN	E0,5A	E0,F0,5A
R	2D	F0,2D		APPS	E0,2F	E0,F0,2F		KP .	71	F0,71
S	1B	F0,1B		ENTER	5A	F0,5A		KP 0	70	F0,70
T	2C	F0,2C		ESC	76	F0,76		KP 1	69	F0,69
U	3C	F0,3C		F1	05	F0,05		KP 2	72	F0,72
V	2A	F0,2A		F2	06	F0,06		KP 3	7A	F0,7A
W	1D	F0,1D		F3	04	F0,04		KP 4	6B	F0,6B
X	22	F0,22		F4	0C	F0,0C		KP 5	73	F0,73
Y	35	F0,35		F5	03	F0,03		KP 6	74	F0,74
Z	1A	F0,1A		F6	0B	F0,0B		KP 7	6C	F0,6C
0	45	F0,45		F7	83	F0,83		KP 8	75	F0,75
1	16	F0,16		F8	0A	F0,0A		KP 9	7D	F0,7D
2	1E	F0,1E		F9	01	F0,01		]	5B	F0,5B
3	26	F0,26		F10	09	F0,09		;	4C	F0,4C
4	25	F0,25		F11	78	F0,78		'	52	F0,52
5	2E	F0,2E		F12	07	F0,07		,	41	F0,41
6	36	F0,36		PRNT SCRN	E0,12, E0,7C	E0,F0, 7C,E0, F0,12		.	49	F0,49
7	3D	F0,3D		SCROLL	7E	F0,7E		/	4A	F0,4A
8	3E	F0,3E		PAUSE	E1,14,77, E1,F0,14, F0,77	-NONE-

[свернуть]

То есть каждая клавиша имеет скан-коды для нажатия (make) и для отпускания (break). Так, при нажатии клавиши "A" мы получаем скан-код 0x1C, и продолжаем получать его вплоть до отпускания клавиши. А в момент отпускания генерируется двухбайтный скан-код 0xF0, 0x1C.

Теперь для тренировки вы можете попробовать подправить программу таким образом, чтобы она выводила не скан-код клавиши, а непосредственно её значение.