当我们在 Windows 上按下一个键时会发生什么？
What happens when we press a key on Windows?
首先，我想告诉你，我是白手起家写这个问题的，因为我试图找到好的文档，但没有什么突出的...
按下按键会发生什么？
我觉得这很复杂，但我希望你能帮助我。
我搜索知道的：所有（但特别是主机上的程序启动以及密钥电信号如何编码和发送...）
可扩展主机控制器 (xHC) 具有定期传输环。 Windows 将此环编程为在每次以毫秒为单位的间隔过去时触发传输。正确的间隔在 USB 设备返回的 USB 描述符中指定。当传输发生时，xHC 将一个传输事件 TRB 放在事件环上并触发一个 MSI-X 中断，该中断作为某种处理器间中断绕过 IOAPIC。如果 Windows 检测到按下的键有一些变化，它将向当前具有焦点的应用程序发送一条消息（调用 window 的过程），其中一个参数中按下的键。
我不知道电信号，但我知道可扩展主机控制器是负责与现代 Windows 系统上的 USB 交互的 USB 控制器。由于现在 Windows 需要 x64 处理器，xHC 必须存在于您的主板上。 xHC 是符合 PCI-Express 规范的 PCI-Express 设备。
要找到 xHC，您：
- 在 RAM 中找到 RSDP ACPI table；
此 table 将在计算机启动期间由充当某种小型操作系统 (OS) 的 UEFI 固件找到。然后，OS 开发人员将编写一个名为 bootx64.efi 的小型 UEFI 应用程序，并将其放置在硬盘上的 FAT32 分区上。他们会将此应用程序放在 /boot/efi 目录中。 UEFI 固件将在计算机启动时直接启动该应用程序，这允许 OS 不需要用户输入来启动（类似于它过去与旧版 BIOS 的工作方式获取硬盘的第一个扇区并执行在那里找到的指令）。
UEFI 应用程序实际上是使用 EDK2 或 gnu-efi 编译的。这些编译器了解 UEFI 环境和规范。因此，他们将代码编译为系统调用，这些系统调用在引导期间存在并且可用于 OS 开发人员编写的 UEFI 应用程序。系统表（通常是 ACPI tables）作为参数提供给 UEFI 应用程序中的 UEFI 固件调用的“main”函数（通常称为 UefiMain）。因此，应用程序的代码可以简单地使用这些参数来查找 RSDP table 并将其传递给 OS.
- 使用 RSDP 查找 MCFG ACPI table；
table的链是RSDP -> XSDT -> MCFG。一旦 OS 找到了 MCFG，这个 table 指定了 PCI 配置的基地址 space。要与 PCI 设备交互，您可以使用内存映射 IO (MMIO)。您写入 RAM 中的某个位置，它会写入 PCI 设备的寄存器。因此，MCFG 指定了您将开始为插入计算机的不同 PCI 设备查找 MMIO 寄存器的基地址。
- 迭代 PCI 设备并查看它们的 ID，直到找到 xHC。
要迭代 PCI 设备，PCI 约定指定了一个公式，如下所示：
UINT64 physical_address = base_address + ((bus - first_bus) << 20 | device << 15 | function << 12);
base_address 用于特定细分组。每个段组可以有 256 个总线（suitable 用于大型服务器或具有大量组件的大型计算机）。最多可以有 65536 个段组，每个段组最多可以有 256 条 PCI 总线。每个 PCI 总线最多可以插入 32 个设备，每个设备最多可以有 8 个功能。每个功能也可以是一个 PCI 桥。这很容易理解，因为术语很清楚。这里的总线是 PCI 设备（如网卡、显卡、xHC、AHCI 等）用来与 RAM 通信的实际串行总线。该功能是 PCI 设备的一项功能，如控制 USB 设备、硬盘、HDMI 屏幕（用于显卡）等。PCI 桥将 PCI 总线桥接到另一条 PCI 总线。这意味着您可以拥有几乎无限数量的符合 PCI 规范的设备，因为桥允许通过添加其他 PCI 主机控制器来扩展设备树。
同时，总线只是一个介于 0 和 255 之间的数字。第一个总线在 MCFG ACPI table 中指定用于特定的段组。设备是0到31之间的数字，功能是0到7之间的数字。这个公式returns指向常规配置的物理地址space（所有功能都相同）它有特定的寄存器。这些寄存器用于确定设备的类型并为其加载适当的驱动程序。每个设备的每个功能因此得到一个配置 space.
对于 xHC，只有一个函数，其配置 space 返回的 ID 将为 class ID 的 0x0C 和 subclass ID 的 0x03 ( https://wiki.osdev.org/EXtensible_Host_Controller_Interface).
一旦找到 xHC，它就会变得相当复杂。您需要对其进行初始化并获取当前插入计算机的 USB 设备。您需要采取几个步骤才能使 xHC 正常运行。对于这一部分，我将让您阅读 xHCI 规范，该规范（在第 4 章）明确指定了需要采取的步骤 (https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/technical-specifications/extensible-host-controler-interface-usb-xhci.pdf)。
对于键盘部分，我将让您阅读我在计算机科学 stackexchange 上的回答之一：https://cs.stackexchange.com/questions/141870/when-are-a-controllers-registers-loaded-and-ready-to-inform-an-i-o-operation/141918#141918。
一些不错的链接：
首先，我想告诉你，我是白手起家写这个问题的，因为我试图找到好的文档，但没有什么突出的...
按下按键会发生什么？
我觉得这很复杂，但我希望你能帮助我。
我搜索知道的：所有（但特别是主机上的程序启动以及密钥电信号如何编码和发送...）
可扩展主机控制器 (xHC) 具有定期传输环。 Windows 将此环编程为在每次以毫秒为单位的间隔过去时触发传输。正确的间隔在 USB 设备返回的 USB 描述符中指定。当传输发生时，xHC 将一个传输事件 TRB 放在事件环上并触发一个 MSI-X 中断，该中断作为某种处理器间中断绕过 IOAPIC。如果 Windows 检测到按下的键有一些变化，它将向当前具有焦点的应用程序发送一条消息（调用 window 的过程），其中一个参数中按下的键。
我不知道电信号，但我知道可扩展主机控制器是负责与现代 Windows 系统上的 USB 交互的 USB 控制器。由于现在 Windows 需要 x64 处理器，xHC 必须存在于您的主板上。 xHC 是符合 PCI-Express 规范的 PCI-Express 设备。
要找到 xHC，您：
- 在 RAM 中找到 RSDP ACPI table；
此 table 将在计算机启动期间由充当某种小型操作系统 (OS) 的 UEFI 固件找到。然后，OS 开发人员将编写一个名为 bootx64.efi 的小型 UEFI 应用程序，并将其放置在硬盘上的 FAT32 分区上。他们会将此应用程序放在 /boot/efi 目录中。 UEFI 固件将在计算机启动时直接启动该应用程序，这允许 OS 不需要用户输入来启动（类似于它过去与旧版 BIOS 的工作方式获取硬盘的第一个扇区并执行在那里找到的指令）。
UEFI 应用程序实际上是使用 EDK2 或 gnu-efi 编译的。这些编译器了解 UEFI 环境和规范。因此，他们将代码编译为系统调用，这些系统调用在引导期间存在并且可用于 OS 开发人员编写的 UEFI 应用程序。系统表（通常是 ACPI tables）作为参数提供给 UEFI 应用程序中的 UEFI 固件调用的“main”函数（通常称为 UefiMain）。因此，应用程序的代码可以简单地使用这些参数来查找 RSDP table 并将其传递给 OS.
- 使用 RSDP 查找 MCFG ACPI table；
table的链是RSDP -> XSDT -> MCFG。一旦 OS 找到了 MCFG，这个 table 指定了 PCI 配置的基地址 space。要与 PCI 设备交互，您可以使用内存映射 IO (MMIO)。您写入 RAM 中的某个位置，它会写入 PCI 设备的寄存器。因此，MCFG 指定了您将开始为插入计算机的不同 PCI 设备查找 MMIO 寄存器的基地址。
- 迭代 PCI 设备并查看它们的 ID，直到找到 xHC。
要迭代 PCI 设备，PCI 约定指定了一个公式，如下所示：
UINT64 physical_address = base_address + ((bus - first_bus) << 20 | device << 15 | function << 12);
base_address 用于特定细分组。每个段组可以有 256 个总线（suitable 用于大型服务器或具有大量组件的大型计算机）。最多可以有 65536 个段组，每个段组最多可以有 256 条 PCI 总线。每个 PCI 总线最多可以插入 32 个设备，每个设备最多可以有 8 个功能。每个功能也可以是一个 PCI 桥。这很容易理解，因为术语很清楚。这里的总线是 PCI 设备（如网卡、显卡、xHC、AHCI 等）用来与 RAM 通信的实际串行总线。该功能是 PCI 设备的一项功能，如控制 USB 设备、硬盘、HDMI 屏幕（用于显卡）等。PCI 桥将 PCI 总线桥接到另一条 PCI 总线。这意味着您可以拥有几乎无限数量的符合 PCI 规范的设备，因为桥允许通过添加其他 PCI 主机控制器来扩展设备树。
同时，总线只是一个介于 0 和 255 之间的数字。第一个总线在 MCFG ACPI table 中指定用于特定的段组。设备是0到31之间的数字，功能是0到7之间的数字。这个公式returns指向常规配置的物理地址space（所有功能都相同）它有特定的寄存器。这些寄存器用于确定设备的类型并为其加载适当的驱动程序。每个设备的每个功能因此得到一个配置 space.
对于 xHC，只有一个函数，其配置 space 返回的 ID 将为 class ID 的 0x0C 和 subclass ID 的 0x03 ( https://wiki.osdev.org/EXtensible_Host_Controller_Interface).
一旦找到 xHC，它就会变得相当复杂。您需要对其进行初始化并获取当前插入计算机的 USB 设备。您需要采取几个步骤才能使 xHC 正常运行。对于这一部分，我将让您阅读 xHCI 规范，该规范（在第 4 章）明确指定了需要采取的步骤 (https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/technical-specifications/extensible-host-controler-interface-usb-xhci.pdf)。
对于键盘部分，我将让您阅读我在计算机科学 stackexchange 上的回答之一：https://cs.stackexchange.com/questions/141870/when-are-a-controllers-registers-loaded-and-ready-to-inform-an-i-o-operation/141918#141918。
一些不错的链接：