Deutsches Tastaturlayout

[Gast]

Abgesehen von der "program.c" gibt es nur noch in der "video.c" einen "Filter", der beseitigt werden sollte:

// video.c (version 111)

void putch(int8_t c)

// else if(c >= ' ') // Läßt nur 0x20 bis 0x7F durch.
 else if(c != 0)     // Falls c == 0 gerät putch seltsamerweise in eine Endlosschleife!

//  *pos = c | att;
  *pos = ((uint8_t) c) | att; // Vielleicht kennt jemand einen schöneren Cast hier weil Bit-Operationen
                              // mit 'signed' meistens nicht das erwartete Ergebnis bringen.
                              // Die Umlaute werden sonst z.B. mit 'falschen' Attributen angezeigt.

Nun sollte der "keyboard_GER.h" nichts mehr im Wege stehen.
Bis auf eine Kleinigkeit: Die Taste links vom "y" (<>|) hat bei mir den Scancode 0x56.

[Erhard Henkes]

Danke für das Aufspüren dieser Stellen! Allerdings hat sich nun noch nichts geändert. Nun muss man wieder in den Tastaturtreiber und die Keymaps einsteigen.

Die Taste links vom "y" (<>|) hat bei mir den Scancode 0x56

Ja, das ist eine Taste, die aus der Reihe tanzt. Da hatten wir noch Nullen in der Keymap. Jetzt klappt das wie folgt:

... KDEL, 0, 0, '<', KF11 ...
... KDEL, 0, 0, '>', KF11 ...

US-Keyboard-Layout: http://www.conjective.ch/kbdus/keymap.pdf
Scancodes: http://www.win.tue.nl/~aeb/linux/kbd/scancodes-1.html#ss1.4
ASCII/ANSI-Tabellen: http://www.torsten-horn.de/techdocs/ascii.htm
Codepage 437: http://lowlevel.brainsware.org/wiki/index.php/Codepage_437 (äöüߧ kommen nicht als solche raus, da muss in putch(...) noch umgewandelt werden)

Den Scancode kann man selbst mittels eines zusätzlichen printformat(...) in keyboard.c leicht verfolgen:

uint8_t ScanToASCII()
{
	uint8_t retchar;	               // The character that returns the scan code to ASCII code
	scan = FetchAndAnalyzeScancode();  // Grab scancode, and get the position of the shift key

    /// TEST
    printformat(" scan:%d ",scan); // <--------- hier!
    /// TEST

	if( ShiftKeyDown )
	    retchar = asciiShift[scan];	   // (Upper) Shift Codes
	else
		retchar = asciiNonShift[scan]; // (Lower) Non-Shift Codes

	if( ( !(scan == KRLEFT_SHIFT || scan == KRRIGHT_SHIFT) ) && ( KeyPressed == 1 ) ) //filter Shift Key and Key Release
	    return retchar; // ASCII version
	else
	    return 0;
}

[Erhard Henkes]

Geschafft! äöüß°§ <--- alles geht!
Problem: In der userlib.h/c musste getchar() und putch() umgebaut werden von char auf unsigned char, damit die Werte >127 sauber durch kamen.

[Erhard Henkes]

Die Abfolge der Umwandlungen ist:

Keyboard-Input ==> Scancode (Taste) + Shift(Non-Shift) ==> ASCII ==> Codepage437 ==> Monitor-Output

Damit printformat("äöüߧ°ÄÖÜ") sauber auf dem Monitor ankommt, müssen die keymaps in ASCII geführt werden. Die Umwandlung nach codepage437 darf erst in putch(...) erfolgen. Ich habe dafür in video.c eine Funktion transferFromAsciiToCodepage437(...) eingeführt. Provisorischer Inhalt:

static uint8_t transferFromAsciiToCodepage437(uint8_t ascii)
{
    uint8_t c;
    if      ( ascii == 0xE4 ) c = 0x84; // ä
    else if ( ascii == 0xF6 ) c = 0x94; // ö
    else if ( ascii == 0xFC ) c = 0x81; // ü
    else if ( ascii == 0xDF ) c = 0xE1; // ß
    else if ( ascii == 0xA7 ) c = 0x15; // §
    else if ( ascii == 0xB0 ) c = 0xF8; // °
    else if ( ascii == 0xC4 ) c = 0x8E; // Ä
    else if ( ascii == 0xD6 ) c = 0x99; // Ö
    else if ( ascii == 0xDC ) c = 0x9A; // Ü
    else    { c = ascii;  } // to be checked for more deviations

    return c;
}

In putch(...):

void putch(int8_t c)
{
    uint8_t uc = transferFromAsciiToCodepage437((uint8_t)c); // no negative values

Nun funktioniert die deutsche Tastatur sehr gut. Es fehlen nun nur noch die Verarbeitung von AltGr+Taste etc. im Keyboard-Treiber.

Wer das mit prüfen möchte:
http://www.henkessoft.de/OS_Dev/Downloads/111a.zip
(Ich habe diese Version noch nicht nach SVN geschoben, da die shell noch überarbeitet werden muss)

[Gast]

Gute Arbeit! Bringt richtig Spaß zu testen. Folgendes könnte noch geändert werden:

//--------------------------------------------
// program.c (version 111a)

// if(i<0xFF) // test-wise open
 if(i<70)   // sonst kann entry[80] überlaufen

//--------------------------------------------
// keyboard_GER.h (version 111a)

static unsigned char asciiNonShift[] = {
// ... '0', 0xDF, '´', BACKSPACE,
... '0', 0xDF, '\'', BACKSPACE, // Der Editor setzt für '´' einen falschen Wert.

"AltGr" generiert auf "Druck" zwei Scancodes (0x60+0x38). Wenn man jetzt in der FetchAndAnalyzeScancode "AltGr" abfangen will, müsste man sich den letzten Scancode ständig merken:

// Pseudocode

if (inportb(0x64)&1 )
    cur_scan = inportb(0x60);   // 0x60: get scan code from the keyboard

if (cur_scan == 0x38) {
if (prv_scan == 0x60) {
 AltGrDown = 1; // dann AltGr gedrückt oder losgelassen :confused:
}}

prv_scan = cur_scan;

Außerdem braucht sie dann in der ScanToASCII ihr eigenes "asciiAltGr[]"-Array. Möglicherweise kennt jemand eine elegantere Lösung?

[Erhard Henkes]

Gute Arbeit! Bringt richtig Spaß zu testen.

Danke für das positive Feedback und für deine konstruktiven Anmerkungen. Das motiviert.

// if(i<0xFF) // test-wise open
 if(i<70)   // sonst kann entry[80] überlaufen

Klar! Das war ein Versehen, wird demnächst berichtigt. Befehlszeilen von nahezu einer Zeile reichen zur Zeit völlig aus.

static unsigned char asciiNonShift[] = {
// ... '0', 0xDF, '´', BACKSPACE,
... '0', 0xDF, '\'', BACKSPACE, // Der Editor setzt für '´' einen falschen Wert.

Der Akzent führt ja zu einem Zeichen mit Akzent, also einem veränderten Zeichen. Das ist also eine Kombination aus zwei Scancodes, die zu einem dritten führen. So drücke ich zunächst auf die Akzent-Taste, dann auf y, wenn ich týndur schreibe, daraus ergibt sich dann das Zeichen ý. Schreibe ich aber "týndur´s Bedeutung", so ist der von die angesprochene Apostroph anstelle des Akzentes das bessere Zeichen: "týndur's Bedeutung", Das könnte man z.B. sofort korrigieren. Nicht ganz einfaches Thema.

Bezüglich AltGr habe ich bisher noch kein separates Keymap gesehen, aber warum nicht, ist ja weitgehend identisch. Codepage437 hat aber kein Euro-Zeichen.

[Tobiking2]

Erhard Henkes schrieb:

So drücke ich zunächst auf die Akzent-Taste, dann auf y, wenn ich týndur schreibe, daraus ergibt sich dann das Zeichen ý. Schreibe ich aber "týndur´s Bedeutung", so ist der von die angesprochene Apostroph anstelle des Akzentes das bessere Zeichen: "týndur's Bedeutung", Das könnte man z.B. sofort korrigieren. Nicht ganz einfaches Thema.

Abgesehen davon das man im Deutschen kein ' benutzt (da heißt es týndurs) halte ich ´s für falsch.

Ansonsten gibt es soweit ich weiß keinen Standard für Keymaps und daher ist es bei Windows und Linux (getestet mit Ubuntu und deutsche standard keymap) unterschiedlich.

Eingabe: Verhalten unter Windows | Verhalten unter Linux
´ + unpassender Buchstabe: ´Buchstabe | nix (weder ´noch der Buchstabe)
´ + Leertaste: ´ | '
´ + s: ´s | s mit ´ drüber

Ansonsten gibt es in codepage 437 das ´ ohne shift nicht einzelnd. Nur das mit shift.

[Erhard Henkes]

Danke für diese Aufstellung.

[Erhard Henkes]

AltGr wurde nun auch implementiert.

keyboard_GER.h

static unsigned char asciiAltGr[] = {
0, 0, 0, 0xB2, 0xB3, 0, 0, 0, 0x7B, 0x5B, 0x5D, 0x7D, 0x5C, 0, 0, /*   ²³  {[]}\   */
0, 0x40, 0, 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x7E, 0, 0,             /*   @ €      ~  */
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0xB5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,                   /*         µ     */
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x7C, 0, 0 };        /*   |           */

keyboard.c

uint8_t FetchAndAnalyzeScancode()
{
	if( inportb(0x64)&1 )
	    curScan = inportb(0x60);   // 0x60: get scan code from the keyboard

    // ACK: toggle bit 7 at port 0x61
    uint8_t port_value = inportb(0x61);
    outportb(0x61,port_value |  0x80); // 0->1
    outportb(0x61,port_value &~ 0x80); // 1->0

	if( curScan & 0x80 ) // Key released? Check bit 7 (10000000b = 0x80) of scan code for this
	{
        KeyPressed = 0;
        curScan &= 0x7F; // Key was released, compare only low seven bits: 01111111b = 0x7F
        if( curScan == KRLEFT_SHIFT || curScan == KRRIGHT_SHIFT ) // A key was released, shift key up?
        {
            ShiftKeyDown = 0;	// yes, it is up --> NonShift
        }
        if( (curScan == 0x38) && (prevScan == 0x60) )
		{
            AltGrKeyDown = 0;
		}
	}
	else // Key was pressed
	{
	    KeyPressed = 1;
		if( curScan == KRLEFT_SHIFT || curScan == KRRIGHT_SHIFT )
		{
		    ShiftKeyDown = 1; // It is down, use asciiShift characters
		}
		if( (curScan == 0x38) && (prevScan == 0x60) )
		{
            AltGrKeyDown = 1;
		}
	}
	prevScan = curScan;
	return curScan;
}

uint8_t ScanToASCII()
{
	uint8_t retchar = 0;                  // The character that returns the scan code to ASCII code
	curScan = FetchAndAnalyzeScancode();  // Grab scancode, and get the position of the shift key

    /// TEST
    //  printformat(" scan:%d ",scan);
    /// TEST

    if( ShiftKeyDown )
	{
	    if( AltGrKeyDown)
        {
            /* no reaction */
        }
        else
        {
            retchar = asciiShift[curScan];
        }
	}
	else
	{
	    if( AltGrKeyDown)
        {
            #ifdef KEYMAP_GER
            retchar = asciiAltGr[curScan];
            #endif

            #ifdef KEYMAP_US
            /// not yet implemented
            #endif
        }
        else
        {
		    retchar = asciiNonShift[curScan]; // (Lower) Non-Shift Codes
        }
	}

    //filter Shift Key and Key Release
	if( ( !(curScan == KRLEFT_SHIFT || curScan == KRRIGHT_SHIFT) ) && ( KeyPressed == 1 ) )
	{
	    /// TEST
	    //  printformat("ascii:%x ", retchar);
	    /// TEST

	    return retchar; // ASCII version
	}
	else
	{
	    return 0;
	}
}

Die hochgestellte 3 geht nicht in codepage437. Für das Euro-Zeichen wurde einfach das griechische Epsilon verwendet. Alles andere funktioniert bei der deutschen Tastatur nun problemlos. Die AltGr bei der US-Tastatur ist noch nicht eingebaut.

Der Transfer von ASCII nach codepage437 wurde nun erweitert:

video.c

static uint8_t transferFromAsciiToCodepage437(uint8_t ascii)
{
    uint8_t c;

    if      ( ascii == 0xE4 ) c = 0x84; // ä
    else if ( ascii == 0xF6 ) c = 0x94; // ö
    else if ( ascii == 0xFC ) c = 0x81; // ü
    else if ( ascii == 0xDF ) c = 0xE1; // ß
    else if ( ascii == 0xA7 ) c = 0x15; // §
    else if ( ascii == 0xB0 ) c = 0xF8; // °
    else if ( ascii == 0xC4 ) c = 0x8E; // Ä
    else if ( ascii == 0xD6 ) c = 0x99; // Ö
    else if ( ascii == 0xDC ) c = 0x9A; // Ü

    else if ( ascii == 0xB2 ) c = 0xFD; // ²
    else if ( ascii == 0xB3 ) c = 0x00; // ³ <-- not available
    else if ( ascii == 0x80 ) c = 0xEE; // € <-- Greek epsilon used
    else if ( ascii == 0xB5 ) c = 0xE6; // µ

    else    { c = ascii;  } // to be checked for more deviations

    return c;
}

Neueste Version wurde ins SVN überspielt: http://prettyos.svn.sourceforge.net/viewvc/prettyos.tar.gz?view=tar

[Erhard Henkes]

Man könnte noch ein paar geheime AltGr als PrettyOS Feature unterbringen. Ideen?
Die Kombination Shift+AltGr ist auch noch völlig ungenutzt.

Das ist darstellbar (Codepage 437): http://lowlevel.brainsware.org/wiki/index.php/Codepage_437

[Erhard Henkes]

In der Emulation mit qemu auf MS Windows funktioniert die AltGr-Taste übrigens nicht, daher bitte in "echt" oder mit qemu auf Linux testen.

[Erhard Henkes]

Weiterführende Links zum Thema Keyboard:
http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDev19.html (Operating Systems Development - Keyboard)
http://wiki.osdev.org/PS2_Keyboard (PS2 Keyboard)
http://wiki.osdev.org/PS2_Keyboard#Protected_Mode_Keyboard_Driver (PM Keyboard Driver)

[Badestrand]

Wie wär's denn, das Format auf Unicode umzustellen? Irgendwas mit fixer Breite, UCS-2 oder so. Dann fiele die Limitierung auf den Zeichensatz weg und man könnte per "Alt + Ziffern" beliebige Zeichen eingeben.
Plus, dass nur jeweils das Scancode-Mapping angepasst werden muss und nicht zusätzlich die Codepage geändert werden muss (z.B. beim japanischen PrettyOS)

[Schablone]

Im Textmodus kannst du maximal 256 verschiedene Zeichen darstellen. Außerdem ist korrekter Unicode-Support sicherlich ein Projekt für sich (falls jetzt jemand mit Grafikmodus kommt).

[Erhard Henkes]

Außerdem ist korrekter Unicode-Support sicherlich ein Projekt für sich (falls jetzt jemand mit Grafikmodus kommt).

Der aktuelle Tastaturtreiber unter Nutzung der Codepage 437 ist schon ziemlich brauchbar, fehlt aber noch ein Array für Strg + Taste.

[Erhard Henkes]

Gibt es die Möglichkeit, im BIOS beim Starten eine andere Codepage als 437 einzuschalten? Beispielsweise 850 oder 852?

Das gesamte Thema "Tastaturtreiber und Zeichendarstellung" ist nirgends umfassend mit Blick auf OSDEV praktisch beschrieben, soweit ich das sehe.

[XanClic]

Wie gesagt, ihr müsstet eben einen eigenen Zeichensatz laden. Wie genau das geht, weiß ich nicht, weil mir C437 immer gereicht hat.

[Gast]

Stich ins Wespennest: INT 10h, AX = 1100h oder 1110h (Beispiel, einfach nur "DOS" ignorieren).

[Erhard Henkes]

Stich ins Wespennest: INT 10h, AX = 1100h oder 1110h (Beispiel, einfach nur "DOS" ignorieren).

Was bewirken diese Instruktionen genau? Kann man dort eine Codepage umsetzen? Wir verwenden ja bereits:
VIDEO - TEXT-MODE CHARGEN - LOAD ROM 8x8 DBL-DOT PATTERNS (PS,EGA,VGA)

;;;;; set 80x50 text mode and 8x8 font 	
mov ax, 0x1112 	
xor bl, bl 	
int 0x10

[XanClic]

Nein, diese Funktionen laden eine neue Schriftart. Das BIOS hat nur Schriftarten für Codepage 437. Eure eigenen Schriftarten können natürlich eine beliebige Kodierung haben.