Rato

O pacote 28 05 FB move o rato cinco unidades para a direita e cinco para baixo. Para chegar a estes deltas, é preciso juntar três bytes: o primeiro contém sinais e botões, os seguintes contêm os oito bits inferiores de X e Y. O rato PS/2 usa o i8042 e IRQ12; cada atendimento do laboratório recolhe um byte.

Anatomia do pacote

Os dois contadores de deslocamento do rato têm nove bits em complemento para dois. O primeiro byte contém o bit mais significativo de cada delta; os bytes seguintes contêm os oito bits inferiores.

Os botões indicam o estado no instante do pacote, não apenas uma mudança, por isso um botão a 1 em vários pacotes pode significar que continua premido; a aplicação deve por isso detetar a transição de solto para premido em vez de reagir a cada pacote com o botão ativo.

Reconstruir nove bits

Se o bit de sinal de X estiver a 0, $\Delta x$ é o valor sem sinal do segundo byte. Se estiver a 1, subtrai 256:

Aqui $b_1$ e $b_2$ estão entre 0 e 255; $s_x$ e $s_y$ são 0 ou 1 obtidos do primeiro byte. Isto representa o intervalo de nove bits, de -256 a 255, na ausência de overflow.

No pacote 28 05 FB, o primeiro byte 0x28 tem o bit 5 a 1 e o bit 4 a 0, por isso o sinal X é 0 e o sinal Y é 1. Obtemos $\Delta x=5$ e $\Delta y=251-256=-5$.

No protocolo, Y positivo significa movimento para cima. Num ecrã onde Y cresce para baixo, atualiza screen_y -= delta_y, ou seja, partindo de (100, 100), o pacote do exemplo leva a (105, 105).

O programa seguinte imprime dx=5 dy=-5 x=105 y=105, porque aplica a fórmula de nove bits e a conversão para coordenadas de ecrã:

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
  uint8_t bytes[] = {0x28, 0x05, 0xFB};
  int dx = (int)bytes[1] - ((bytes[0] & 0x10u) ? 256 : 0);
  int dy = (int)bytes[2] - ((bytes[0] & 0x20u) ? 256 : 0);
  int x = 100 + dx;
  int y = 100 - dy;
  printf("dx=%d dy=%d x=%d y=%d\n", dx, dy, x, y);
  return 0;
}

Este exemplo assume ausência de overflow e não aplica limites do ecrã. Na aplicação, mantém a soma num tipo com sinal, limita às coordenadas permitidas e só depois converte para o tipo da posição.

Montagem e sincronização

Mantém um array de três bytes e um índice. Se o índice for 0, aceita apenas um byte com bit 3 a 1. Se não tiver esse bit, descarta-o. Nos índices 1 e 2, guarda o byte sem repetir o teste, porque os dados podem ter qualquer valor.

Quando o índice chega a 3, entrega o pacote completo e volta a 0, porque o bit 3 também pode estar ativo nos bytes de dados. É uma ajuda de sincronização, não uma prova de que nunca juntaste pedaços de dois pacotes.

Se uma leitura falhar ou houver erro de comunicação durante a montagem, invalida o pacote parcial e volta a procurar um primeiro byte. Um erro não deve produzir um movimento com bytes antigos. Se os bits de overflow estiverem ativos, a magnitude correspondente não é fiável. Define se ignoras esse eixo ou todo o movimento; ainda podes interpretar os botões se o pacote foi recebido validamente.

Stream, remote e reporting

Em stream mode, o rato envia pacotes quando há movimento ou mudança de botões, até à taxa de amostragem configurada. Ativar o modo não é o mesmo que ativar o envio: data reporting pode estar desligado.

Em remote mode, o programa pede um pacote com 0xEB. Isso é útil para uma experiência de polling. Cada byte do pacote continua a passar pelo output buffer do i8042; não chega um array de três bytes numa única leitura.

Subscreve IRQ12 com a política exclusiva apropriada ao laboratório, para o driver normal do Minix não disputar os bytes. Guarda a configuração relevante e repõe o modo e reporting ao sair.

Enviar um comando

Os comandos do rato não se escrevem diretamente na porta de comandos do KBC. Para enviar cada byte:

1. Espera IBF a 0 e escreve 0xD4 em 0x64, a ordem ao KBC para encaminhar o byte seguinte ao rato.
2. Espera IBF a 0 e escreve o byte em 0x60.
3. Espera a resposta e lê-a de 0x60, tratando timeout e erros.

O rato confirma com 0xFA cada comando e cada argumento que aceita. A exceção documentada nos slides é o comando de reenvio: quando o byte recebido é o próprio 0xFE enviado pelo anfitrião, o rato não devolve ACK. No sentido contrário, 0xFE como resposta do rato pede reenvio e 0xFC assinala erro. Limita as tentativas. O ACK não é o conteúdo da resposta de um comando que devolve dados: essa resposta vem depois.

Para definir taxa de amostragem, há uma sequência para 0xF3 e outra para o argumento. Cada uma usa 0xD4 e recebe o seu ACK. Se o argumento provocar 0xFE, a regra apresentada nos slides pede repetir o comando completo, não apenas o argumento. Os dois bytes do rato precisam novamente de encaminhamento por 0xD4 e de confirmação; o próprio 0xD4 é uma ordem ao KBC e não recebe ACK do rato.

Em stream mode com reporting ativo, desativa reporting antes de enviar outros comandos para não misturar pacotes de movimento com respostas. A fase de comandos e a fase de receção de pacotes devem ter um dono claro do output buffer.

De pacotes a gestos

Um gesto depende de uma sequência, por isso precisa de estado. Num exemplo próprio, queremos um arrasto horizontal para a direita com botão esquerdo premido, comprimento de pelo menos 100 unidades e desvio vertical absoluto no máximo 5.

Começa em WAIT_PRESS. Na transição de botão solto para premido, passa a DRAWING e põe os acumulados a zero. Enquanto o botão continuar premido, soma os deltas. Se o movimento voltar para a esquerda ou o desvio ultrapassar a tolerância, passa a INVALID e ignora os movimentos até o botão ser largado. Só uma nova pressão inicia outro candidato. Se $x\geq100$ e $|y|\leq5$, reconhece o gesto uma vez e passa a COMPLETE, onde espera pela libertação. Largar o botão antes disso cancela-o. Neste modelo, o pacote da pressão inicia o candidato, mas não acrescenta movimento; só os seguintes, ainda com o botão premido, entram na soma.

A decisão de usar desvio vertical acumulado é parte do enunciado. Aceitar cada pacote com $|\Delta y|\leq5$ permitiria dez pacotes de +5 e um desvio final de 50. O parser de bytes e a máquina do gesto resolvem problemas distintos: a primeira produz pacotes completos; a segunda interpreta o seu significado ao longo do tempo.