x64架构机器最新Linux内核中键盘中断处理失效问题

问题描述 #

编写了一个基础内核模块，意图统计键盘中断生成次数并输出至内核printk循环缓冲区，但自定义的keyboard_handler中断处理函数从未被执行。

模块代码 #

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/delay.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
// 键盘IRQ号为1
static int irq = 1, dev = 0xaa, counter = 0;

static irqreturn_t keyboard_handler(int irq, void *dev)
{
        pr_info("Keyboard Counter:%d\n", counter++);
        return IRQ_NONE;
}

/* 注册中断 */
static int test_interrupt_init(void)
{
        pr_info("%s: In init\n", __func__);
        return request_irq(irq, keyboard_handler, IRQF_SHARED, "my_keyboard_handler", &dev);
}

static void test_interrupt_exit(void)
{
        pr_info("%s: In exit\n", __func__);
        synchronize_irq(irq); /* 同步中断 */
        free_irq(irq, &dev);
}

module_init(test_interrupt_init);
module_exit(test_interrupt_exit);

调试信息 #

1. 加载模块前执行sudo cat /proc/interrupts | less输出：

CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       CPU4       CPU5       CPU6       CPU7       CPU8       CPU9       CPU10      CPU11      CPU12      CPU13      CPU14      CPU15      
   1:          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0         93  IR-IO-APIC    1-edge      i8042

2. 加载模块后执行同一命令输出：

CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       CPU4       CPU5       CPU6       CPU7       CPU8       CPU9       CPU10      CPU11      CPU12      CPU13      CPU14      CPU15      
   1:          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0          0         93  IR-IO-APIC    1-edge      i8042, my_keyboard_handler

可见request_irq已成功注册my_keyboard_handler。

3. dmesg输出：

[48485.839232] test_interrupt_init: In init
[48504.831010] test_interrupt_exit: In exit

生成该输出的操作步骤：

$ sudo insmod hello.ko
$ sdsds
sdsds: command not found
$ sudo rmmod hello

4. 补充说明：按下按键时，/proc/interrupts中IRQ1的中断计数并未增加。

测试环境 #

• 发行版：MX-Linux
• 内核版本：5.18.0-4mx-amd64

问题分析与解决建议 #

核心原因 #

1. 内核驱动抢占中断：传统PS/2键盘的IRQ1已被内核atkbd驱动占据，该驱动会直接处理键盘中断并将事件传递给输入子系统，不会将中断分发给共享的自定义处理函数。
2. 中断机制变化：较新内核中，i8042相关中断可能被线程化处理，或被IO-APIC重映射，导致IRQ1并非实际触发的中断线。
3. 设备类型不匹配：如果使用USB键盘，实际使用的是USB控制器分配的动态中断号，而非IRQ1。

解决方法 #

方法1：确认实际键盘中断号

执行以下命令查找真实的键盘中断：

dmesg | grep -i keyboard
cat /proc/interrupts | grep -i "kbd\|input"

USB键盘的中断号会关联到uhci_hcd/ehci_hcd等USB控制器，而非IRQ1。

方法2：临时卸载内核键盘驱动（仅测试用）

若为PS/2键盘，可先卸载atkbd驱动，再加载自定义模块：

sudo rmmod atkbd
sudo insmod hello.ko

此操作会导致系统自带键盘驱动失效，仅用于验证中断处理函数是否正常工作，测试完成后需重新加载驱动：

sudo modprobe atkbd

方法3：改用输入子系统监听事件（推荐）

直接注册硬件中断并非现代Linux处理输入事件的标准方式，建议基于input_subsystem编写模块，通过输入子系统监听键盘事件，避免直接操作硬件中断。

代码修正注意点 #

若坚持使用中断方式，需注意：

• 共享中断时，处理函数需读取硬件状态寄存器判断是否为自身设备触发的中断，处理完成后返回IRQ_HANDLED，否则返回IRQ_NONE
• 避免与内核已有驱动抢占同一中断线，除非明确卸载对应驱动

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pratikkumar Bulani