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在Linux內核中，鍵盤輸入是通過軟中斷實現(xiàn)的。軟中斷是一種特殊的中斷，它不來自硬件設備，而是由內核自己產生的。本文將對Linux中鍵盤軟中斷的原理進行分析。
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鍵盤中斷源碼分析
在Linux內核中，鍵盤輸入的中斷處理函數為kbd_interrupt。
輸入設備注冊
在Linux內核啟動過程中，會調用input_register_device函數來注冊輸入設備，其中包括了鍵盤設備。注冊完成后，如果有按鍵被按下，就會調用kbd_probe函數進行鍵盤檢測。
struct input_dev *input_allocate_device(void)
{
struct input_dev *dev = kzalloc(sizeof(struct input_dev), GFP_KERNEL);
…
return dev;
}
int input_register_device(struct input_dev *dev)
{
…
input_dev_list_add(dev);
…
kobject_uevent(&dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
…
return 0;
}
int kbd_probe(struct serio *serio, const struct serio_device_id *id)
{
…
input = input_allocate_device();
input->name = “AT Translated Set 2 keyboard”;
input->phys = serio_phys(serio);
serio->dev.private = input;
serio_open(serio, driver);
input->id.bustype = BUS_I8042;
input->id.vendor = 0x0001;
input->id.product = 0x0001;
input->id.version = 0x0100;
err = input_register_device(input);
…
}
鍵盤中斷處理
當檢測到鍵盤輸入時，會進入kbd_interrupt函數進行中斷處理。在該函數內部，會進行集中處理，在中斷處理函數中可以得到輸入按鍵的鍵值和狀態(tài)信息。
irqreturn_t kbd_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
while ((skb = serio_receive_buf(serio, &count)) != NULL)
{
…
input_event(input, EV_MSC, MSC_SCAN, code);
input_event(input, type, code, value);
…
}
return IRQ_HANDLED;
}
解析
當我們按下鍵盤時，信號會被傳遞至CPU，CPU則會尋找對應的中斷處理程序進行處理。由于鍵盤屬于異步輸入設備，需要使用中斷來進行異步處理。在Linux內核中，鍵盤輸入是通過軟中斷進行處理的。
軟中斷由內核自行產生，用于異步處理內核操作。當執(zhí)行到軟中斷處理函數時，會先將當前進程切換至內核模式，以便獲得更高的特權級。在中斷處理函數執(zhí)行完畢后，CPU會回到進程原本的用戶態(tài)。
所有軟中斷都被記錄在一個表中，每個軟中斷都有一個唯一的編號。在發(fā)起軟中斷調用時，需要指定這個編號。在鍵盤輸入的處理中，使用的軟中斷編號為KEYBOARD_IRQ。
Linux鍵盤硬件中斷與軟件中斷的區(qū)別
硬件中斷和軟中斷都是由CPU控制的，二者的主要區(qū)別在于產生原因：
硬件中斷：由硬件設備發(fā)起，如鍵盤輸入、鼠標輸入。
軟中斷：由進程或內核發(fā)起，用于異步處理內核操作，如計數器、時間控制、網絡任務等。
此外，軟中斷還具有以下特點：
軟中斷用于內核的異步操作處理，可以保證在時間處理上的穩(wěn)定性。
在軟中斷處理時，內核可以自行內部維護運行周期，不會像硬件中斷那樣性能浪費。
軟中斷由內核編寫機制處理，可以自由編寫相關函數和驅動程序，以適應不同的系統(tǒng)和處理需求。
Linux內核中的鍵盤輸入是通過軟中斷進行處理的。軟中斷是一種特殊的中斷，由內核產生，并用于異步處理內核操作。Linux中的鍵盤輸入處理函數為kbd_interrupt，在該函數中，會通過集中處理得到輸入按鍵的鍵值和狀態(tài)信息，并返回給調用程序。
對于軟中斷和硬件中斷的概念，需要理解它們的區(qū)別和聯(lián)系，以便更好地理解Linux內核鍵盤輸入的處理流程。在軟中斷處理過程中，內核可以自行內部維護運行周期，這保證了軟中斷能夠穩(wěn)定處理各種內核操作。
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