Keyboard Controller
Der Keyboard Controller (KBC) sitzt auf dem Mainboard und dient, wie der Name vermuten lässt, unter anderem der Tastaturansteuerung. Aus historischen Gründen und da er eng mit dem Programmable Peripheral Interface (PPI) verbunden ist hat er noch viele weitere Funktionen.
Funktionen des KBC:
- Ansteuerung der Tastatur
- Ansteuerung des Auxiliary Port (z.B. PS/2-Maus)
- ein-/ausschalten der 21-Adressleitung (A20-Gate)
- CPU-Reset auslösen, also neustarten des Systems
- Information ob das System eine Monochrom- oder Farbgrafikkarte benutzt
Inhaltsverzeichnis
KBC-Typen
Es gibt mehrere KBC-Typen. Grob kann man alle diese Typen jedoch in zwei Arten einteilen.
XT-KBC
In alten XT-Systemen wurde nur über das Programmable Peripheral Interface (PPI) mit der Tastatur kommuniziert. Alle Scancodes der gedrückten Tasten konnten über Port 0x60 gelesen werden. Über die Bits 6-7 von Port 0x61 wird die Tastatur ein und aus geschaltete.
AT-KBC
In den nachfolgenden AT-Systemen wird über Port 0x64 die direkte Kommunikation mit der Tastatur ermöglicht. Außerdem wurde mit dem Auxiliary Port die Unterstüzung für ein weiteres Gerät hinzugefürgt.
Programmieren des KBC
Statusregister
lesen von Port 0x64
Bit 76543210
│││││││└─ Status des Ausgabepuffers (KBC -> CPU) : 0=leer; 1=voll (es kann von Port 0x60 gelesen werden)
││││││└── Status des Eingabepuffers (KBC <- CPU) : 0=leer (Schreiben auf 0x60 oder 0x64 möglich); 1=voll
│││││└─── Systemstatus? : 0=Reset/Selbsttest wird gerade ausgeführt; 1=Selbsttest OK
││││└──── zuletzt benutztes Port : 0=0x60; 1=0x61 oder 0x64?
│││└───── Tastatursperre : 0=Tastatur gesperrt; 1=Tastatur nicht gesperrt
││└────── PSAUX?
│└─────── Timeout : 1=Tastatur oder PSAUX-Gerät ragiert nicht?
└──────── Paritätsfehler : 1=Beim letzten Senden/Empfangen trat ein Paritätsfehler auf
Inputport
Lesen über KBC-Befehl 0xC0
Bit 76543210
│││││││└─ Keyboard data in pin?
││││││└── PS/2 mouse in pin?
│││││└─── Reserviert
││││└──── Reserviert
│││└───── Reserviert
││└────── Reserviert
│└─────── Wether you have a color or mono screen?
└──────── Tastatursperre : 0=Tastatur gesperrt; 1=Tastatur nicht gesperrt
Outputport
Lesen über KBC-Befehl 0xD0
schreiben über KBC-Befehl 0xD1
Bit 76543210
│││││││└─ 1=CPU-Reset
││││││└── 1=A20-Gate eingeschaltet
│││││└─── ? PS/2 mouse data out
││││└──── ? PS/2 mouse clock signal
│││└───── ? 1: Output buffer full
││└────── ? 1: Output buffer PS/2 mouse full
│└─────── ? Keyboard clock signal
└──────── ? Keyboard data out
Port 0x61
lesen und schreiben
Bit 76543210
│││││││└─ PPI \
││││││└── PPI \
│││││└─── PPI |Dieser Teil ist vom Programmable Peripheral Interface
││││└──── PPI |nicht überschreiben!
│││└───── PPI /
││└────── PPI /
│└─────── Setzt die "clock"-Leitung auf low, so dass die Tastatur keine Daten an den PC senden kann
└──────── 0=Tastatur eingeschaltet; 1=Tastatur ausgeschaltet
KBC-Befehle
schreiben auf Port 0x64 (Bevor man auf Port 0x64 schreibt, muss der Ausgabepuffer leer sein (Port[0x64].Bit[1]==0) und die Tastatur darf sich nicht mehr im Resetmodus befinden (Port[0x64].Bit[2]==1))
0xAA Tastatur-Selbsttest. Sollte 0x55 auf Port 0x60 zurückgeben. 0xAB Testen des Tastaturanschlusses. Auf Port 0x60 wird ein Byte zurückgegeben: 00h: No error 01h: Clock low 02h: Clock high 03h: Data low 04h: Data high ffh: Total Error 0xAD Deaktivieren der Tastatur 0xAE Aktivieren der Tastatur 0xC0 Lesen des Inputports. Gibt den Inhalt vom Inputport auf Port 0x60 aus. (Siehe: Inputport) 0xD0 Lesen des Outputports. Gibt den Inhalt vom Outputport auf Port 0x60 aus. (Siehe: Outputport) 0xD1 Schreiben des Outputports. Den neuen Wert für das Outputport auf Port 0x60 schreiben. (Siehe: Outputport) 0xD2 ? 0xD3 ? 0xD4 ? 0xE0 ? 0xFx ?
Tastatur-Befehle
schreiben auf Port 0x60 (Bevor man auf Port 0x60 schreibt, muss der Ausgabepuffer leer sein (Port[0x64].Bit[1]==0) und die Tastatur darf sich nicht mehr im Resetmodus befinden (Port[0x64].Bit[2]==1))
0xED Setzen der LEDs auf der Tastatur. Ein zweites Byte wird über Port 0x60 gesendet:
Bit 76543210
│││││││└─ Scroll Lock : 0=aus 1=an
││││││└── Num Lock : 0=aus 1=an
│││││└─── Caps Lock : 0=aus 1=an
└┴┴┴┴──── 0
0xEE Dieser Befehl ist zum testen der Tastatur. Die Tastatur sollte mit 0xEE antworten.
0xF0 Auswählen des Scancodes. Als Parameter den Scancode 1, 2(standard) oder 3 auf Port 0x60 senden.
(Anmerkung: Kann man mit dem Wert 0 als Parameter den aktuellen Scancode auslesen?)
0xF2 Diesen Befhel sendet man zum identifiziren der Tastatur. Es gibt folgende Rückgabewerte:
XT Tastatur : Timeout (leider NICHT Port[0x64].Bit[6]=1, sondern selbst zu messender Zweitwert)
AT Tastatur : Rückgabewert 0xFA
MF II Tastatur : Rückgabewert 0xFA 0xAB 0x41
0xF3 Setzen der Wiederholrate für gedrückte Tasten. Ein zweites Byte wird über Port 0x60 gesendet:
Bit 76543210
│││└┴┴┴┴─ Wiederholrate der Taste nach der Wartezeit
│││ Wert : Wiederholungen pro Sekunde
│││ 00000 : 30
│││ 00001 : 26,7
│││ 00010 : 24
│││ 00100 : 20
│││ 01000 : 15
│││ 01010 : 10
│││ 01101 : 9
│││ 10000 : 7,5
│││ 10100 : 5
│││ 11111 : 2
│││
│└┴────── Wartezeit bevor eine gehaltene Taste wiederholt wird.
│ 00 : 250 ms
│ 01 : 500 ms
│ 10 : 750 ms
│ 11 : 1000 ms
│
└──────── 0
0xF4 ?
0xF5 ?
0xF6 ?
0xFE ?
0xFF ?
Beispiele zur benutzen der KBC Funktionen
Ein einfacher Tastatur Handler
... kommt noch ;)
CPU-reset
Der CPU-Reset wird ausgelöst indem der Wert 0xFE in das Outputport geschrieben wird.
;Warten bis der Eingabepuffer lehr ist wait: in al, x064 test al, 00000010b jne wait ;Befehl 0xD1 zum schreiben des Inputports an den KBC senden mov al, 0xD1 out 0x64, al ;Wieder warten bis der Eingabepuffer lehr ist wait2: in al, x064 test al, 00000010b jne wait2 ;Den neuen Wert für das Inputport über Port 0x60 senden mov al, 0xFE out 0x60, al
