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Linuxカーネルはキーボードの押し方をどのように処理しますか？

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Linuxカーネルはキーボードの押し方をどのように処理しますか？

私は現在、Linuxカーネルとオペレーティングシステム全体について学んでおり、IRQ、ドライバ、スケジューリング、その他の重要なオペレーティングシステムの概念とキーボード関連リソースに関する優れたリソースをたくさん見つけました。 Linuxカーネルがキーボードのボタン押しを処理する方法の概要です。この段階では、すべての詳細を理解しようとするのではなく、概念をある程度包括的にリンクしようとしています。

次のシナリオが浮かび上がります。

  1. 私は単一のプロセッサを持つx64システムを使用しています。
  2. VIM複数のプロセス、特にエディタ（Process #1）とsay LibreOffice（）が実行されていますProcess #2。
  3. 私は中です - キーをVIM押します。aただし、現在実行中のプロセスProcess #2（VIM次にスケジュールされます）。

今、状況がこのようになると想像しています。

  1. キーボードは一連のステップを経て電気信号（USBプロトコルエンコーディング）を生成し、それをUSBケーブルで送信します。
  2. 信号はUSBコントローラによって処理され、APICPCI-e（および他のコントローラ/バス？）を介して割り込みコントローラ（）に送信されます。トリガープロセッサAPIC。INT Pin
  3. プロセッサは要求をKernel Mode切り替え、それをオフセット（）として使用します。記述子を取得し、その記述子を使用して割り込みハンドラルーチンのアドレスを取得します。私が理解したように、この割り込みハンドラは最初にキーボードドライバによって登録されます。IRQ-NumberAPICInterrupt Descriptor Table RegisterIDTR
  4. 割り込みハンドラを呼び出します（この場合はキーボードハンドラ）。

これは私の主な質問につながります。割り込みハンドラルーチンは、どのメカニズムを介して押されたキーを正しいプロセス（Process #1）に渡しますか？実際にそうしますか、それともchar-device一度に1つのプロセスでしか読み取ることができるバッファ（通過可能？）に押したキーを記録しますか（現在は）「含む」到着するProcess #1）？いつ理解できません。Process #1 受け取るキー。割り込みハンドラとしてデータをすぐに処理するかどうかスケジュールすぐに処理しますか、または次回スケジューラがスケジュールしたときに重要なデータを処理しますか？

  1. このハンドラが（IRET）を返すと、コンテキストは以前に実行されていたプロセス（Process #2）に戻ります。

ベストアンサー1

これまでの理解は正確でしたが、それに基づいて構築する複雑さのほとんどを見逃しています。カーネルでの処理は複数の階層で行われ、キーストロークはこれらの階層を介して「バブリング」されます。

USB通信プロトコル自体ははるかに複雑です。 USBの割り込みハンドラルーチンはそれを処理し、必要に応じて複数のフラグメントから完全なUSBパケットを組み立てます。

いわゆる話すキーを使うキー高圧ガス放電管（「Human Interface Device」）プロトコルはUSBの上に構築されています。したがって、子USBカーネル層は、メッセージ全体がUSB HIDイベントであることを検出し、それをカーネルのHID層に渡します。

HID層は、初期化中にデバイスに必要なHID記述子に基づいてこのイベントを解釈します。その後、イベントを入力レイヤーに渡します。単一のHIDイベントは複数の主要イベントを生成できます。

入力レイヤーはカーネルキーボードレイアウトテーブルを使用して、スキャンコード（キーボードのキー位置）をキーコード（たとえばA）にマッピングし、それを解釈しますShift。Altこの解釈の結果は、/dev/input/event*ユーザー空間プロセスを通じて使用できます。evtestこれらのイベントをリアルタイムで視聴するために使用できます。

ただし、処理はここでは終了しません。 Xサーバー（グラフィック担当）には、evdevデバイスからイベントを読み取り、/dev/input/event*それをマッピングする一般的なドライバがあります。再びxmodmap2番目のキーボードレイアウトテーブルセットに基づいています（このキーボードレイアウトテーブルはXKBD拡張を部分的に使用し、XKBD拡張を完全に使用して表示できます）。これは、Xサーバーがカーネル入力層より前のバージョンで、最初はマウスとPS / 2キーを直接処理するドライバがあったためです。

その後、Xサーバーはキーボードイベントを含むメッセージをXクライアント（アプリケーション）に送信します。アプリを使用してこれらのメッセージを表示できますxev。LibreOfficeこのイベントは直接処理され、VIMイベントを処理するanで実行されxterm、（推測されましたが）再処理を追加して最後にVIMviaに渡しますstdin。

十分に複雑ですか？

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