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AT互換機のPS/2キーボードコントローラ †

  • コントローラは8042
  • I/Oポート
    アドレス(hex)wideR/Wデバイス説明備考
    0060byteRKBCKBCデータポート/キーボードデータ
    0060byteWKBCKBCデータ出力
    0064byteRKBCステータスレジスタ
    0064byteWKBCKBC制御コマンド出力
  • ステータスレジスタについて
    • I/Oポート0064をバイトリードすると読める
    • bit0：1==データポートにキーデータが来ている
      • このbitが1になっていたら速やかに0060を読んでデータを受け取ること
      • IRQ-1は、ここが0→1になると発生すると考えてよい
    • bit1：0==キーボードコントローラに送信データを送ってよい
    • bit2：システムフラグ（起動後に0になる）
    • bit3：キーボードへ送信中のデータは、1==コマンド、0==データ
      • これは、0064に書き込むと自動的に1になり、0060に書き込むと自動的に0になる
    • bit4：1==キーボードは入力可能状態（enable）になっている
    • bit5：1==データ送信エラー
      • データポートにキーデータが来ているのに、受け取らないでいて、さらに次のキーコードがきてしまうとこれになる
    • bit6：1==データ受信エラー
    • bit7：パリティビットなので基本的に気にしなくてよいと思う
      • 0==奇数パリティ、1==偶数パリティ
  • キーコード
    • 基本：0060から読み取った値の、bit0-6がキーコード、bit7がメイク・ブレイク種別（0：メイク、1：ブレイク）
    • 以下に見るとおり、Aを押したらAの文字コードが送信されてくるわけではない。PCからみると、キーボードはただのスイッチボタンのかたまりであって、何番のボタンを押した（メイク）か、離した（ブレイク）か、が知らされるに過ぎない。ShiftやCtrlやAltなどとの組み合わせの管理や、NumLockやCapsLockの状態の管理、把握も全部やらなければいけない。
      • まあ逆にいえば、キー配置を変える（たとえばShiftとCtrlを入れ替えるなど）は、ソフトウェアで好きなようにできるということでもある。
    • 一般キーコード
      00：割り当てなし（これはこないはず）10：Q20：D
      01：ESC11：W21：F
      02：フルキーの112：E22：G
      03：フルキーの213：R23：H
      04：フルキーの314：T24：J
      05：フルキーの415：Y25：K
      06：フルキーの516：U26：L
      07：フルキーの617：I27：;
      08：フルキーの718：O28：:（英語キーボードでは'）
      09：フルキーの819：P29：全角・半角（英語キーボードでは`）
      0A：フルキーの91A：@（英語キーボードでは[）2A：左Shift
      0B：フルキーの01B：[（英語キーボードでは]）2B：]（英語キーボードではバックスラッシュ）
      0C：フルキーの-1C：フルキーのEnter2C：Z
      0D：フルキーの^（英語キーボードでは=）1D：左Ctrl2D：X
      0E：バックスペース1E：A2E：C
      0F：タブキー1F：S2F：V
      30：B40：F650：テンキーの260：リザーブ70：ひらがな
      31：N41：F751：テンキーの361：リザーブ？71：リザーブ？
      32：M42：F852：テンキーの062：リザーブ？72：リザーブ？
      33：,43：F953：テンキーの.63：リザーブ？73：_
      34：.44：F1054：SysReq64：リザーブ？74：リザーブ？
      35：/45：NumLock55：リザーブ？65：リザーブ？75：リザーブ？
      36：右Shift46：ScrollLock56：リザーブ？66：リザーブ？76：リザーブ？
      37：テンキーの*47：テンキーの757：F1167：リザーブ？77：リザーブ？
      38：左Alt48：テンキーの858：F1268：リザーブ？78：リザーブ？
      39：スペース49：テンキーの959：リザーブ？69：リザーブ？79：変換
      3A：CapsLock4A：テンキーの-5A：リザーブ？6A：リザーブ？7A：リザーブ？
      3B：F14B：テンキーの45B：リザーブ？6B：リザーブ？7B：無変換
      3C：F24C：テンキーの55C：リザーブ？6C：リザーブ？7C：リザーブ？
      3D：F34D：テンキーの65D: リザーブ？6D：リザーブ？7D：\
      3E：F44E：テンキーの+5E：リザーブ？6E：リザーブ？7E：リザーブ？
      3F：F54F：テンキーの15F：リザーブ？6F：リザーブ？7F：リザーブ？
      • 註：
      • 00はキーボードエラーを意味する。
  • E0拡張キーコード
    • これは E0 1C などの形式で送られてくる。メイクは E0 1C で、ブレイクは E0 9C というふうになる。ここに書かれていないものはリザーブ。
      E0 1C：テンキーのEnterE0 49：PageUpE0 5B：左Windows
      E0 1D：右CtrlE0 4B：←E0 5C：右Windows
      E0 35：テンキーの/E0 4D：→E0 5D：メニュー？キー
      E0 37：PrintScreenE0 4F：End
      E0 38：右AltE0 50：↓
      E0 46：BreakE0 51：PageDown
      E0 47：HomeE0 52：Insert
      E0 48：↑E0 53：Delete
  • 以下のキーコードは、実際のキー入力と関わりなく送られてくるので、読み捨てるのが良いとKは考えている。
    E0 2A：無視E0 AA：無視
    E0 36：無視E0 B6：無視
  • E1拡張キーコード
    • これは2種類しかない
      E1 1D 45：PauseのメイクE1 9D C5：Pauseのブレイク
  • キーのリピート
    • リピートは、ブレイクすることなくメイクが送られてくることで表現される
    • BreakとPauseはリピートが発生しない
  • LEDの制御など
    • NumLockやCapsLockなどのLEDの制御には、次の方法でキーボードにコマンドやデータを送る。
      • 1.ステータスレジスタを読んで、bit1が0になるのを待つ。
      • 2.データ出力(0060のこと)に、送りたい1バイトを書く。
      • 3.キーボードから1バイト通知が来るのを待つ。これはキー入力を待つのと同じ方法になる（IRQで待ってもいいし、ステータスレジスタのbit0が1になるのをループで見張ってもいい）。
      • 4.その通知が0xfaであれば、その1バイトは正しくキーボードに送られたことを意味する。0xfeであれば送信ミスなので、1.に戻ってもう一回送る。
    • LED制御の場合は、上記の手法を2回やって、 ED xx というデータを送ればよい。ここで、xxのbit0がScrollLock、bit1がNumLock、bit2がCapsLockになる（それぞれ0で消灯、1で点灯）。bit3-7はリザーブで常に0。
    • その他のコマンドとして以下のものがある。
      • EE：このコマンドはキーボードが正常に動作しているかどうかのチェックのためのもので、うまくいっているときは、キーボードから0xeeという1バイトが送られてくる。この1バイトは、4.での0xfaの代わりに送られてくるので注意。
      • F0 xx：このコマンドはキーボードのスキャンコード（キーコード）のフォーマットを設定するためのもので、xx=01に設定するのが一般的である。xx=02やxx=03にもできるが、この場合このページでの説明通りにはならなくなる。なお、xx=00にすると現在設定されているモードを通知してくる。04以上はリザーブ。キーボードをリセットするとデフォルトでは F0 02 になっていると説明している資料もあるけど、Kが試した範囲ではみんな F0 01 になっているようであった。
      • F2：このコマンドを送ると、2バイトのキーボードIDが通知されてくる。これは通常、0x83abである。これで英語キーボードか日本語キーボードかを見分けられるということはないと思うが、実験したことはないのでKには確信はない。英語キーボードで0x83abが送られてくるのはまず間違いない。
      • F3 xx：このコマンドはキーリピート間隔を設定する。xxのbit0-4の5ビットで、リピート間隔を設定でき、数字が小さいほどリピート間隔が小さくなる（＝リピートが速くなる）。bit5-6の2ビットでリピート開始までの時間を制御できて、0:250ms、1:500ms、2:750ms、3:1000msから選べる。bit7はリザーブで常に0にすること。キーボードがリセットされたときは、 F3 2B の状態になっている。
      • F4：キーボード入力を可能にする（キーボードイネーブル）。電源投入時はイネーブルになっている。
      • F5：キーボード初期化＆キーボードディゼーブル。設定を電源時状態に戻して、しかもキーボード入力を受け付けない状態にする（これはいろいろ設定をやり直すときに、設定中にキーデータが混ざるとややこしくなるので、それを避けるためのコマンド）。
      • F6：キーボード初期化（ディゼーブルなし）。基本的にF5と同じだけど、キーボードはイネーブルになっている。
      • F7：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • F8：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • F9：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • FA：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • FB：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • FC：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • FD：スキャンコード（コマンドF0参照）が3の場合しか関係ないので、説明省略。
      • FE：キーボードに対して、「直前の1バイトをうまく受け取れなかったから再度送ってくれ」と通知するためのコマンド。キーコード受信時などでパリティエラーがあったりしたときに、利用するといいかもしれない。
      • FF：キーボードリセット。これはF6とは異なり、単に初期化するだけではなく、電源投入時に行う自己診断も再度やる。自己診断に成功すると、キーボードは0xaaというデータを勝手に送ってくる。自己診断に失敗すると、0xfcというデータを送ってくる。PC動作中にキーボードを接続した場合も（こういうことをやっていいのかどうかは分からないけど）、0xaaか0xfcが最初にやってくる。
  • ほかにキーボードインターフェースを使ってできること
    • キーボードインタフェースは、なぜかキーボード以外のデバイスも管轄していて、いろいろなことができます。
    • 以下のコマンドや後続データを書く場合は、かならずステータスレジスタを読んで、「キーボードコントローラに送信データを送ってよい」になっているかどうか確認してくださいね。
    • 8042モードレジスタ直接書き込み：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、60を書き込む。
      • その後、KBCデータ出力（0060）にモードレジスタに書き込みたいデータを書く。
      • モードレジスタのビット構成は以下のとおり。
      • bit0:これを1にすると、キーボードからデータが来たときにIRQ-1を発生させるようになる。
      • bit1：これを1にすると、マウスからデータが来たときにIRQ-12を発生させるようになる。
      • bit2：システムフラグ。用途はよく分からない。とりあえず1にしとけばいいらしい（パワーオンリセットによってここは0クリアされるらしい）。
      • bit3：これを1にするとキーボードロックができなくなるらしい。
      • bit4：これを1にするとキーボードインタフェースが使えなくなる。
      • bit5：これを1にするとマウスインタフェースが使えなくなる。
      • bit6：スキャンコード01を使うときはこれを1にする。他のスキャンコードを使うときはこのビットを0にするらしいが実は良く分からない。
      • bit7：このピットはリザーブなので常に0を設定する。
    • 8042モードレジスタ直接読み込み：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、20を書き込む。
      • するとKBCデータポートに8042モードレジスタの内容が送られてくるので、これを受け取る。
    • キーボードインタフェース無効化コマンド：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、ADを書き込む。
      • このコマンドによって8042モードレジスタのbit4が1になる。
    • キーボードインタフェース有効化コマンド：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、AEを書き込む。
      • このコマンドによって8042モードレジスタのbit4が0になる。
    • マウスインタフェース無効化コマンド：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、A7を書き込む。
      • このコマンドによって8042モードレジスタのbit5が1になる。
    • マウスインタフェース有効化コマンド：
      • KBC制御コマンド出力（0064）に、A8を書き込む。
      • このコマンドによって8042モードレジスタのbit5が0になる。
  • (まだ未完成)
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リンク †

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こめんと欄 †

  • マウスはどのように制御するのですか？ -- 名無しさん 2005-03-08 (火) 19:42:26
  • ご質問ありがとうございます。マウス関係はそのうちページを作りたいと思います。 -- K 2005-03-10 (木) 13:15:21
  • レスありがとうございます。マウスページ期待しております。 -- 名無しさん 2005-03-10 (木) 23:45:05
  • CapsLockが知らないうちについているってことはあるのでしょうか？ -- kyon? 2007-06-19 (火) 15:19:35
  • 参考になりました。 -- 名無しさん2 2009-07-12 (日) 18:43:04
  • 参考になりました。 -- 名無しさん2 2009-07-13 (月) 20:37:48
  • 8042モードレジスタのbit6は、scan code set 1に変換するかどうかを選択するビットらしいです。1にセットすると、スキャンコードがscan code set 1に変換された後、インプットバッファに送られ、0にクリアすると、スキャンコードが無変換でバッファに送られます。（参考：http://www.computer-engineering.org/ps2keyboard/） -- uchan 2009-08-30 (日) 17:48:12
  • なぜ９８のキーボードの説明がないのか。疑問を持っている -- 忍 2010-04-07 (水) 15:22:47
  • Why isn't the page English-commented? -- RS 2010-06-07 (月) 21:24:16
  • 初めまして。ちょっと質問があります。5Bはwindowsキー,5Dはアプリケーションキーではないでしょうか。 -- MNAS? 2014-03-16 (日) 07:01:26
  • 確認ができたので、編集しました。 -- MNAS? 2014-03-25 (火) 18:56:12
  • すみません。拡張キーコードの時もありました. -- MNAS? 2014-03-31 (月) 11:14:29

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Last-modified: 2014-09-05 (金) 11:41:37 (3511d)