1、基本介绍
Sysrq魔术键提供了大量的实用功能，可用户快速获取系统运行状态信息，尤其是在系统出现异常时，收集有用信息，对于疑难问题的分析有极大的帮助。
典型应用场景如：
1）系统进入了挂死状态(如调度出现异常、或系统负荷过重），但仍能响应中断，此时可以通过Sysrq魔术键(c)手工触发panic，结合kdump，就能收集到vmcore信息，用于问题的后续分析定位，非常有用。
2）当系统中某进程出现挂死(可能是D状态，或是死锁)，此时需要确认该进程具体挂在什么地方，可以使用Sysrq魔术键(t)打印出系统中所有进程的堆栈信息。
3）当系统出现反应迟钝、交互困难时，难以通过shell或终端交互获取到有用信息，此时可以使用Sysrq魔术键(m,p)打印出系统中内存使用的详细信息和CPU运行上下文信息等。
2、使用
1）编译
在Kernel hacking中，选中Magic SysRq key (CONFIG_MAGIC_SYSRQ) 。
2）使用方法
通常有两种方式：a、通过/proc接口；b、通过键盘输入组合键。
通过/proc接口的使用方法为：echo ‘command’ > /proc/sysrq-trigger
其中command是一个字符，可以是’1 – 9’或者’a-z’或者’A-Z’，字母不区分大小写。
常用的命令有：
0-9 设置printk的打印级别。和/proc/sys/kernel/printk的第一个参数意思相同
b 立即重启单板，不进行磁盘同步等操作；调用内核的函数为emergency_restart
c 进行kexec reboot，需要KEXC支持。调用内核的函数为crash_kexec
d 显示此有的锁，需要配置CONFIG_LOCKDEP，调用函数为debug_show_all_locks。
e 向所有进程（init除外）发送SIGTERM信号，发送信号调用force_sig函数
f 进入out-of-memory流程，杀死一个进程，调用out_of_memory函数
i 向所有进程（init除外）发送SIGKILL信号
m 显示当前内存信息，调用内核show_mem函数
P 显示当前寄存器的值
q 显示当前的timer，调用timer_list_show
s 同步当前所有的文件系统，调用emergency_sync函数
t 显示当前系统上所有的进程信息，调用函数为show_state
u 重新mount所有文件系统，调用函数为emergency_remount
w 显示系统中所有处于uninterruptable状态的进程，调用函数为show_state
通过键盘组合键输入的规则是：
串口：按住break键，然后5秒内输入command字符
键盘：alt + sysrq +command键
详细使用规则可以参考linux内核文档：Documentation/sysrq.txt。
3、基本原理
Sysrq实现的基本原理为：在键盘或串口驱动中(如果是/proc接口方式，则直接定义/proc的相关写入接口即可)，对按键进行判断过滤，然后根据不同的按键进行相应的处理。普通键盘和串口的流程不尽相同，主要差别在键盘和串口驱动的具体实现上，总体流程一致。
对于普通键盘来说 ，其底层的处理(从硬件中断到键盘驱动)过程依赖于内核中的输入(input)子系统。键盘处理的大致流程如下：
1）键盘中断调用中断服务程序
2）键盘中断服务程序调用输入子系统
3）输入子系统调用键盘设备对应的键盘事件处理器
4）键盘事件处理器完成键码的转换分类工作，根据按键类型的不同，执行不同的操作。对于输入类按键，先将按键值存放到临时缓冲区，激活临时缓冲区的工作队列，然后结束。对于控制类按键，激活对应此次控制操作的工作队列，然后结束。
5）系统在适当的时机调度工作队列执行，完成剩下的操作
而Sysrq魔术键的处理比较特殊，在内核主分支的代码中，在上述步骤4中的键盘事件处理器中进行相应的处理，不依赖于工作队列，相当于直接在硬件中断中处理。而在3.10内核版本的分支代码中，处理流程不太一样，其合入了相应的补丁，使sysrq的处理剥离出来，放在input子系统进行处理，而脱离了键盘事件的处理流程，其还是在中断上下文中处理的，不依赖于工作队列等。主要是通过注册input_handler实现，具体见后面的代码分析。
另一方面，对于串口设备来说，其sysrq的处理流程根据各串口驱动的实现而稍有不同，但基本都是直接在硬件中断中直接处理的。
所以，总的来说，sysrq魔术键基本都在中断上下文中处理，优先级很高，能在关键时刻发挥重要作用。
4、代码分析
Sysrq功能使用结构体sysrq_key_op定义了一个键盘键码所对应的行为，
-
struct sysrq_key_op {
-
void (*handler)(int);
-
char *help_msg;
-
char *action_msg;
-
int enable_mask;
-
};
其中：
handler表示相应键码所对应的处理函数；
action_msg是执行处理函数前打印的信息；
help_msg指相应键码的帮助信息；
enable_mask指该功能是否打开，仅限于键盘输入方式。
另外，sysrq还定义了一个静态全局数组sysrq_key_table，共有36个元素，其中0～9用于命令字0~9，10到36用于命令字a~z。当从/proc/得到输入的命令字后，可以根据这个规则计算出他在sysrq_key_table中的index，然后判断对应handler是否为空，如果不为空的话，则调用handler函数处理。
-
static struct sysrq_key_op *sysrq_key_table[36] = {
-
&sysrq_loglevel_op, /* 0 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 1 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 2 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 3 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 4 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 5 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 6 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 7 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 8 */
-
&sysrq_loglevel_op, /* 9 */
-
-
/*
-
* a: Don't use for system provided sysrqs, it is handled specially on
-
* sparc and will never arrive.
-
*/
-
NULL, /* a */
-
&sysrq_reboot_op, /* b */
-
&sysrq_crash_op, /* c & ibm_emac driver debug */
-
&sysrq_showlocks_op, /* d */
-
&sysrq_term_op, /* e */
-
&sysrq_moom_op, /* f */
-
/* g: May be registered for the kernel debugger */
-
NULL, /* g */
-
NULL, /* h - reserved for help */
-
&sysrq_kill_op, /* i */
-
#ifdef CONFIG_BLOCK
-
&sysrq_thaw_op, /* j */
-
#else
-
NULL, /* j */
-
#endif
-
&sysrq_SAK_op, /* k */
-
#ifdef CONFIG_SMP
-
&sysrq_showallcpus_op, /* l */
-
#else
-
NULL, /* l */
-
#endif
-
&sysrq_showmem_op, /* m */
-
&sysrq_unrt_op, /* n */
-
/* o: This will often be registered as 'Off' at init time */
-
NULL, /* o */
-
&sysrq_showregs_op, /* p */
-
&sysrq_show_timers_op, /* q */
-
&sysrq_unraw_op, /* r */
-
&sysrq_sync_op, /* s */
-
&sysrq_showstate_op, /* t */
-
&sysrq_mountro_op, /* u */
-
/* v: May be registered for frame buffer console restore */
-
NULL, /* v */
-
&sysrq_showstate_blocked_op, /* w */
-
/* x: May be registered on ppc/powerpc for xmon */
-
/* x: May be registered on sparc64 for global PMU dump */
-
NULL, /* x */
-
/* y: May be registered on sparc64 for global register dump */
-
NULL, /* y */
-
&sysrq_ftrace_dump_op, /* z */
-
};
如之前所说，3.10版本内核代码中使用了input_handler来实现Sysrq魔术键的单独处理。
相应的input_handler定义：
-
static struct input_handler sysrq_handler = {
-
.filter = sysrq_filter,/*相应的filter处理函数，在input子系统中调用，其中调用了Sysrq的处理函数*/
-
.connect = sysrq_connect,
-
.disconnect = sysrq_disconnect,
-
.name = "sysrq",
-
.id_table = sysrq_ids,
-
};
注册input_handler，函数调用流程：sysrq_init()-->sysrq_register_handler()-->input_register_handler()
-
static int __init sysrq_init(void)
-
{
-
sysrq_init_procfs();
-
-
if (sysrq_on())
-
sysrq_register_handler();
-
-
return 0;
-
}
-
-
static inline void sysrq_register_handler(void)
-
{
-
unsigned short key;
-
int error;
-
int i;
-
-
for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sysrq_reset_seq); i++) {
-
key = platform_sysrq_reset_seq[i];
-
if (key == KEY_RESERVED || key > KEY_MAX)
-
break;
-
-
sysrq_reset_seq[sysrq_reset_seq_len++] = key;
-
}
-
-
error = input_register_handler(&sysrq_handler);
-
if (error)
-
pr_err("Failed to register input handler, error %d", error);
-
else
-
sysrq_handler_registered = true;
-
}
Sysrq魔术键处理代码流程：
atkbd_interrupt() //键盘中断ISR
input_event() //输入子系统相关处理
input_handle_event()
input_pass_values()
input_to_handler()
handler->filter() //sysrq预先注册好的handler(sysrq_handler)的filter接口(sysrq_filter)
sysrq_filter()
sysrq_handle_keypress()
__handle_sysrq() //sysrq魔术键具体处理
最终在__handle_sysrq()函数中完成Sysrq魔术键的具体处理。
键盘其它按键的处理
键盘其它按键的处理也是通过注册相应的input_handler(kbd_handler)来实现的，相应的event接口kbd_event()也在input子系统中调用：
-
/*键盘按键相应的input_handler*/
-
static struct input_handler kbd_handler = {
-
.event = kbd_event,
-
.match = kbd_match,
-
.connect = kbd_connect,
-
.disconnect = kbd_disconnect,
-
.start = kbd_start,
-
.name = "kbd",
-
.id_table = kbd_ids,
-
};
kbd_handler注册：kbd_init()-->input_register_handler()
-
int __init kbd_init(void)
-
{
-
int i;
-
int error;
-
-
for (i = 0; i < MAX_NR_CONSOLES; i++) {
-
kbd_table[i].ledflagstate = kbd_defleds();
-
kbd_table[i].default_ledflagstate = kbd_defleds();
-
kbd_table[i].ledmode = LED_SHOW_FLAGS;
-
kbd_table[i].lockstate = KBD_DEFLOCK;
-
kbd_table[i].slockstate = 0;
-
kbd_table[i].modeflags = KBD_DEFMODE;
-
kbd_table[i].kbdmode = default_utf8 ? VC_UNICODE : VC_XLATE;
-
}
-
-
error = input_register_handler(&kbd_handler);
-
if (error)
-
return error;
-
-
tasklet_enable(&keyboard_tasklet);
-
tasklet_schedule(&keyboard_tasklet);
-
-
return 0;
-
}
键盘其它按键的处理代码流程：
atkbd_interrupt() //键盘中断ISR
input_event() //输入子系统相关处理
input_handle_event()
input_pass_values()
input_to_handler()
handler->events() //键盘初始化是预先注册好的handler(kbd_handler)的event接口（kbd_event)
kbd_event()
kbd_keycode()
put_queue()
tty_insert_flip_char() //将键盘键值对应的编码数据写入缓冲区
tty_schedule_flip() //激活工作队列处理，处理函数为flush_to_ldisc
最终在kbd_keycode()函数进行相应的键码处理，主要完成键码的转换分类工作，根据按键类型的不同，执行不同的操作。对于输入类按键，先将按键值存放到临时缓冲区，激活临时缓冲区的工作队列，然后结束。对于控制类按键，激活对应此次控制操作 的工作队列，然后结束。
通过/proc接口触发Sysrq魔术键的主要函数流程(write_sysrq_trigger()为/proc/sysrq-trigger接口的write接口)：
write_sysrq_trigger()
__handle_sysrq()
串口驱动(以8250串口为例)中对Sysrq魔术键的支持：
按照sysrq的设计，通过标准串口链接，按下break键后5秒内，再按住command字符，会触发command对应的sysrq流程。
相关的处理流程如下(从串口驱动的接收函数serial8250_rx_chars()开始，此函数在中断上下文中执行):
serial8250_rx_chars()
/*
* 判断是否按下了break键，用于判断Sysrq。当按住break键时，在uart_handle_break中判断port->sysrq是否为0，如果为0，
* 则将port->sysrq置为5秒后的jiffies数。
*/
uart_handle_break()
/*
* 对于每一个接收的字符，都会调用uart_handle_sysrq_char。如果当前jiffies数值比port->sysrq小，
* 则说明当前字符是在按住了break后5秒内输入的，因此调用handle_sysrq处理该命令。
*/
uart_handle_sysrq_char()
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