2.2.3 Буфер клавиатуры

Буфер клавиатуры - это линейная область ОЗУ, в которую программа-обработчик прерывания №9 записывает данные об очередной нажатой символьной клавише, а прикладные программы считывают эти данные для дальнейшего использования. Для каждого нажатия клавиши в буфере зарезервировано по два байта: один (младший) байт для скан-кода клавиши, другой (старший байт) - для ASCII-кода символа, соответствующего этой клавише.

В первых PC/XT поддерживался буфер клавиатуры фиксированной длины 32 байта, который располагался в диапазоне адресов с 0040:001Eh по 0040:003Eh. Такой буфер рассчитан на регистрацию 16 последовательных нажатий клавиш.

В PC/AT адрес начала буфера (смещение относительно сегмента 0040h) указан в ячейке 0000:0480h, а адрес конца буфера - в ячейке 0000:0482h. Обычно эти ячейки содержат значения соответственно 001Eh и 003Eh, при этом размер и расположение буфера клавиатуры PC/AT аналогичны PC/XT.

При нажатии символьной клавиши обработчик прерывания вычисляет значение кода ASCII по ее скан-коду (с учетом текущего состояния флагов клавиатуры) и записывает эти коды в два соседних байта буфера.

Процесс записи данных в буфер клавиатуры и чтения данных из буфера регулируется двумя указателями. Двухбайтовое слово по адресу 0040:001Сh содержит адрес (смещение относительно сегмента 0040h) "головы" буфера, то есть указывает обработчику прерывания, куда следует записать пару кодов очередной нажатой клавиши, а двухбайтовое слово по адресу 0040:001Аh содержит адрес "хвоста" буфера, то есть указывает прикладной программе, откуда следует прочитать пару кодов первой из еще не прочитанных клавиш.

В исходном состоянии значения этих указателей одинаковы и равны 001Eh. После завершения каждой операции записи данных в буфер программа-обработчик 9-го прерывания инкрементирует (увеличивает на два) значение "головы", а программа, читающая буфер, соответственно инкрементирует значение "хвоста", – таким образом, при вводе данных с клавиатуры хвост буфера постоянно "догоняет" голову. Буфер клавиатуры организован циклически, то есть при достижении соответствующим указателем конца буфера этот указатель программно устанавливается в начало буфера.

Если прочитаны все записанные в буфер данные – указатели головы и хвоста совпадают, что является признаком "пустого" буфера. Буфер клавиатуры может оказаться "переполненным" – такая ситуация создается в случае, если прикладная программа не прочитала данные из буфера о 16 последних нажатых клавишах, и, следовательно, хвост "отстает" от головы на длину буфера (с учетом его циклической организации). Попытка ввода данных об очередной нажатой клавише в переполненный буфер будет заблокирована.

При прямом вводе кода символа пользователь, удерживая нажатой клавишу <Alt>, набирает ASCII-код символа (в десятичной системе счисления) на дополнительной цифровой клавиатуре. При этом обработчик 9-го прерывания последовательно суммирует вводимый пользователем код (с учетом разряда числа) и сохраняет промежуточные результаты суммирования в ячейке 0040:0019h, пока клавиша <Alt> остается нажатой. После отпускания клавиши <Alt> результат суммирования переписывается из ячейки 0040:0019h в буфер клавиатуры, а сама эта ячейка обнуляется. Естественно, в этом случае соответствующий байт скан-кода в буфере клавиатуры остается нулевым.

Факты нажатия управляющих клавиш <Shift>, <Ctrl>, <Alt>, <ScrollLock>, <NumLock>, CapsLock>, <SysReq> или <Pause>, а также факты отпускания любой клавиши никак не отражаются на состоянии буфера клавиатуры. При нажатии других "несимвольных" клавиш в буфер попадает только скан-код, а байт кода символа остается нулевым.