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概要

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概要

我昨天安装了一个新的 TrueOS 实例（FreeBSD 变体），并插入了 USB 键盘（Logitech G510）。它在安装环境中、首次启动设置期间以及直到新实例重新启动之前都运行良好。此时，它似乎完全停止发送输入，从 BSD 的启动时模块加载阶段识别它开始，因为那时 Scroll Lock 停止工作。但是，LCD 屏幕和背光灯打开，如果我插入另一个键盘，它会跟踪状态变化（Caps/NumLock 等），并且它在 Windows/Linux 和我的笔记本电脑上运行良好。

我尝试过在 BIOS 中打开/关闭 Legacy USB 和 Hand-off 的各种组合，以及使用不同的端口，但均无济于事。不同的 USB 键盘（下面日志中的“供应商 0x1241 USB 键盘”）无论哪种方式都可以正常工作。 USB 鼠标一直有效。没有 PS/2 端口。

知道这里发生了什么以及如何解决它吗？谢谢！

% dmesg | grep kb
kbd1 at kbdmux0
atkbdc0: <Keyboard controller (i8042)> at port 0x60,0x64 on isa0
atkbd0: <AT Keyboard> irq 1 on atkbdc0
kbd0 at atkbd0
atkbd0: [GIANT-LOCKED]
ukbd0 on uhub5
ukbd0: <vendor 0x1241 USB Keyboard, class 0/0, rev 1.10/2.80, addr 2> on usbus6
kbd2 at ukbd0
ukbd1 on uhub0
ukbd1: <Logitech G510 Gaming Keyboard, class 0/0, rev 2.00/1.65, addr 2> on usbus0
kbd3 at ukbd1

% ll /dev/*kb*
crw-------  1 root  wheel  0x47 Oct 31 10:46 /dev/atkbd0
lrwxr-xr-x  1 root  wheel     6 Oct 31 10:46 /dev/kbd0 -> atkbd0
lrwxr-xr-x  1 root  wheel     7 Oct 31 10:46 /dev/kbd1 -> kbdmux0
lrwxr-xr-x  1 root  wheel     5 Oct 31 10:46 /dev/kbd2 -> ukbd0
lrwxr-xr-x  1 root  wheel     5 Oct 31 10:46 /dev/kbd3 -> ukbd1
crw-------  1 root  wheel  0x25 Oct 31 10:46 /dev/kbdmux0
crw-------  1 root  wheel  0x62 Oct 31 10:46 /dev/ukbd0
crw-------  1 root  wheel  0x6a Oct 31 10:46 /dev/ukbd1

答案1

概要

发生的事情实际上非常简单：为了提供真正的 N 键无冲突以及所有这些额外的游戏和其他按键，罗技调整了通过 USB 报告键盘输入事件的方式。 FreeBSD 内核内置的 USB 输入报告解析库不支持此功能。如果您没有过滤内核消息输出，您会看到类似的消息

hid_get_item：项目数（991）被截断为 255
hid_get_item：项目数（257）被截断为 255
或者

hid_get_item:364：项目数被截断为 255

细节

USB 输入报告协议允许 USB HID 拥有两组，每组最多 65531 个密钥。当前的 USB 标准定义了第一组中键 4 ( A a) 到 231 ( )的代码。 ⌘ Right GUI“游戏键盘”的按键数量比这多得多，其中大多数按键与标准化按键代码不对应，并且实际上无论如何都可能属于第二组。

USB HID从概念上来说将键盘活动报告为一个巨大的位图，每个键对应一位，描述键盘上所有键的当前向上/向下状态。虽然这确实是 8 个修饰键的情况，代码为 224 到 231，通常其他键以倒排数组的形式报告。从设备通过线路发送到 USB 主机的键盘输入报告包括指数位图中的位数被设置为 1。

这种倒排数组形式可以节省空间。我现在在我的 126 键多媒体键盘上输入此答案，每个输入报告需要 16 个字节才能以位图形式报告整个键盘。然而，对于倒排数组，它仅使用 8 个字节，其中 6 个是非修饰键的数组索引。

这种倒排数组形式的问题在于，人们不会不劳而获：

  • 它限制了翻转。 有了完整的位图，就可以实现真正的 N 键翻转（受到键盘矩阵本身的任何硬件限制）。对于倒排数组形式，数组索引的数量限制了翻转的数量。传统上，由于 USB HID 标准实际上在附录中描述了这种“启动”报告格式，因此 USB HID 键盘在其报告中提供 6 个数组索引，允许同时按下最多 6 个（非修饰符）键。
  • 它限制了关键代码。 数组索引通常是 8 位整数。使它们更宽，以便它们可以容纳超过 256 个键代码，并且要么需要超过 8 个字节来报告 6 个同时按下的（非修饰符）键，要么将可以报告的同时按下的键的数量减少到少于6.

    不幸的是，游戏键盘需要能够报告远远超过 256 个键代码。从上述日志摘录中可以看出，罗技游戏键盘的按键代码在一种情况下最多为 257 个，在另一种情况下最多为 991 个。这并不意味着它有 257 和 991 个键。这意味着键码值的范围有那么宽吗？

FreeBSD 内核的限制，更具体地说是链接到 FreeBSD 内核的 libusb 精简版的限制，有些微妙。正如经常报道的那样，它们并不是位图大小的限制。它们是对 USB 术语中所谓的限制报告计数的一个输入项。 FreeBSD 将报告计数限制为 255，如果实际报告计数大于 255，则打印上述消息。

这会产生以下后果：两个都键盘输入的直位图形式和倒排数组形式。

  • 对于直位图形式，这意味着大于 255 的位图将在第 255 个键码处被截断。即仅考虑位图的前 64 个字节。这限制了将被识别的键代码的范围。
  • 对于倒排数组形式，这意味着仅使用前 255 个数组索引。当然，前 255 个数组索引可以包含任何键代码。这限制了有效的展期金额。

对于前者来说，这比后者更成问题。在重要的情况下，没有一个明智的人会使用倒排数组形式而不是位图形式。具有 255 个数组索引的倒排数组很多较少的与同等位图形式相比，空间效率更高，因为相同大小的位图可以表示 8 倍的键代码，并具有真正的 N 键翻转。

因此，罗技希望报告 257 或 991 键码范围内的任何键码，以使所有额外的键都能正常工作。 （为什么这样分割，与不同类型按键的代码被分组到不同的“页面”，以及输入项不能跨越多个“页面”的方式有关。这是USB的奥秘，超出了本文的范围）答案。）并且它希望为人们提供不止 6 键无滚转功能。

为此，它切换到 USB输入报告描述符格式使用位图和大量报告。 （USB 允许 HID 有多种输入报告格式，它们可以在这些格式之间进行切换。）FreeBSD 内核不喜欢这样，问题随之而来。

本地修复是强制 Logitech 键盘继续使用“启动”输入报告描述符格式，该格式提供 6 键翻转，并且无法发送键盘上任何额外按键的代码，而不是其“本机”报告描述符格式。这可以在每个系统引导程序中使用该命令完成usbconfig，并为其提供add_quirk UQ_KBD_BOOTPROTO子命令。

关键是将此怪癖放入 FreeBSD 内核中内置的现有预定义怪癖列表中，并由内核神奇地应用于匹配的 USB 设备。

服务修复是修复内核中的 libusb 削减，以便它不会将报告计数限制在 255。尽管在 FreeBSD 邮件列表之一上对此进行了简短而肤浅的讨论，但没有人这样做过。

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