Vectores de Interrupción y Diagnóstico de Hardware en Windows

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Esta nota documenta un caso real de diagnóstico donde un técnico “solucionó” un problema de pantalla negra deshabilitando el touchpad, alegando un conflicto de vector de interrupción. Analizo la arquitectura subyacente para entender qué ocurrió realmente y por qué la “solución” fue una chapuza.

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Arquitectura del Sistema de Interrupciones

Qué es una interrupción (IRQ)

El procesador no puede estar preguntando constantemente a cada dispositivo si tiene datos. En su lugar, los dispositivos interrumpen al procesador cuando necesitan atención. Este mecanismo se llama IRQ (Interrupt Request).

┌─────────────────┐
│   Dispositivo   │
│ (touchpad, USB) │
└────────┬────────┘
         │ Señal IRQ
         ▼
┌─────────────────┐
│      APIC       │
│  (Controlador   │
│ de Interrupciones)│
└────────┬────────┘
         │ Interrupción
         ▼
┌─────────────────┐
│       CPU       │
│                 │
└────────┬────────┘
         │ Consulta IDT
         ▼
┌─────────────────┐
│  Vector de      │
│  Interrupción   │
│     (IDT)       │
└────────┬────────┘
         │ Salta a ISR
         ▼
┌─────────────────┐
│      Driver     │
│  (Rutina ISR)   │
└─────────────────┘

IDT - Interrupt Descriptor Table

Es una tabla que mapea cada número de interrupción a la dirección de memoria donde está el código (ISR - Interrupt Service Routine) que debe ejecutarse. Si dos dispositivos comparten el mismo vector y sus drivers no están preparados para compartirlo, el sistema se cuelga.

Tipos de interrupciones

Tipo	Descripción	Ejemplo
Hardware (IRQ)	Generadas por dispositivos físicos	Teclado, ratón, disco
Software (INT)	Generadas por instrucciones del programa	Llamadas al sistema
Excepciones	Errores del procesador	División por cero, page fault

APIC vs PIC

Los sistemas modernos usan APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller) en lugar del antiguo PIC de 8 líneas:

PIC Legacy (8259):
- Solo 15 IRQs disponibles
- Sin soporte multicore
- Conflictos frecuentes

APIC Moderno:
- 256 vectores de interrupción
- Soporte SMP (múltiples cores)
- MSI/MSI-X para PCIe
- Gestión dinámica de IRQs

Conflicto de IRQ

Aunque APIC permite compartir interrupciones, algunos drivers legacy o mal escritos no manejan correctamente el sharing. Cuando dos dispositivos disparan la misma IRQ y un driver no la “libera” correctamente, el sistema puede entrar en un IRQ storm (interrupciones infinitas que saturan la CPU).

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El Bus I2C y los Touchpads

Qué es I2C

I2C (Inter-Integrated Circuit) es un bus de comunicación serie de baja velocidad que usa solo dos líneas:

Línea	Función
SDA	Serial Data (datos)
SCL	Serial Clock (reloj)

Se usa para dispositivos que no necesitan mucho ancho de banda: touchpads, sensores de temperatura, control de batería, controladores de retroiluminación, etc.

Arquitectura del touchpad en un portátil

┌──────────┐    ┌─────────────────┐    ┌───────────┐    ┌────────────┐
│   CPU    │◄──►│ Intel Serial IO │◄──►│  Bus I2C  │◄──►│  Touchpad  │
│          │    │   Controller    │    │           │    │ ELAN/Synap │
└──────────┘    └─────────────────┘    └───────────┘    └────────────┘

Cadena de dependencias

Para que el touchpad funcione, todos estos componentes deben estar operativos:

1. ACPI - Gestión de energía y enumeración de hardware
2. Intel Chipset Driver - Comunicación básica con el chipset
3. Intel Serial IO Driver - Controlador del bus I2C
4. Driver HID I2C - Driver genérico de Windows para dispositivos I2C
5. Driver específico - Synaptics o ELAN con funcionalidad completa

Si cualquier eslabón falla, el touchpad no funciona o funciona parcialmente.

Por qué el driver genérico no sirve

Windows detecta el dispositivo I2C y carga el driver genérico “HID I2C Device”. Pero este driver solo sabe:

• Hay un dispositivo I2C en la dirección X
• Cumple el estándar HID (Human Interface Device)

No sabe:

• Resolución del touchpad
• Número de dedos soportados
• Gestos disponibles
• Cómo interpretar los datos raw

El driver de Synaptics/ELAN tiene toda esa información específica del modelo.

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Secuencia de Arranque de Windows

Fases del arranque

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. POST (BIOS/UEFI)                                     │
│    - Inicialización de hardware básico                  │
│    - Carga del bootloader                               │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 2. Windows Boot Manager                                 │
│    - Selección del SO                                   │
│    - Carga de winload.exe                               │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 3. Kernel (ntoskrnl.exe)                                │
│    - Inicialización del kernel                          │
│    - Carga del HAL                                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 4. Drivers BOOT_START                                   │
│    - Drivers críticos para el arranque                  │
│    - Controladores de disco, filesystem                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 5. Drivers SYSTEM_START  ◄─── AQUÍ SE PRODUCE EL FALLO │
│    - Drivers de hardware secundario                     │
│    - Serial IO, touchpad, audio...                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 6. Servicios                                            │
│    - Session Manager                                    │
│    - Servicios de Windows                               │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 7. Winlogon y escritorio                                │
│    - Pantalla de login                                  │
│    - Shell de usuario                                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

Start Types de los drivers

Los drivers tienen un valor Start en el registro que determina cuándo se cargan:

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\<driver>

Valor	Tipo	Descripción
0	BOOT_START	Antes de que el kernel arranque completamente
1	SYSTEM_START	Durante la inicialización del kernel
2	AUTO_START	Después de que el kernel esté listo
3	DEMAND_START	Solo cuando se necesita (manual)
4	DISABLED	No se carga nunca

Diagnóstico

Si cambias el valor Start de un driver problemático a 4 (DISABLED), el driver no se cargará y puedes arrancar el sistema para investigar.

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Cómo un Conflicto de IRQ Causa Pantalla Negra

Escenario del fallo

1. Windows inicia fase SYSTEM_START
         │
         ▼
2. Carga Intel Serial IO Driver
         │
         ▼
3. Driver solicita IRQ al sistema (vía ACPI)
         │
         ▼
4. ACPI asigna IRQ conflictivo o mal configurado
         │
         ▼
5. Driver intenta inicializar hardware
         │
         ▼
┌────────┴────────┬─────────────────┐
▼                 ▼                 ▼
Deadlock      IRQ Storm      Excepción
(espera       (interrupciones  no manejada
infinita)     infinitas)       en ISR
         │
         ▼
6. Sistema congelado ANTES del escritorio
         │
         ▼
7. PANTALLA NEGRA

Por qué específicamente pantalla negra

La GPU probablemente inicializó el modo gráfico correctamente, pero el sistema se colgó antes de que winlogon.exe pudiera dibujar la pantalla de login.

La pantalla está técnicamente “encendida” (no hay señal de error), pero no hay contenido porque el proceso responsable de dibujarlo nunca llegó a ejecutarse.

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Métodos de Diagnóstico

Método 1: Modo Seguro

El modo seguro carga solo drivers marcados como críticos. Si el sistema arranca en modo seguro pero no en modo normal, el problema es un driver no esencial.

# Habilitar modo seguro desde cmd admin
bcdedit /set {current} safeboot minimal
 
# Volver a modo normal después
bcdedit /deletevalue {current} safeboot

Método 2: Boot Logging

Windows puede generar un log de qué drivers se cargan y si fallan:

# Habilitar boot logging
bcdedit /set {current} bootlog yes

Después del arranque, revisar:

C:\Windows\ntbtlog.txt

Ejemplo de salida:

Loaded driver \SystemRoot\System32\drivers\intelppm.sys
Loaded driver \SystemRoot\System32\drivers\iaStorV.sys
Did not load driver \SystemRoot\System32\drivers\SerialIO.sys  ← FALLO

Método 3: Visor de Eventos

Después de un arranque exitoso (ej: modo seguro), revisar:

Visor de eventos → Registros de Windows → Sistema

Filtrar por:

• Origen: Kernel-PnP
• Origen: Service Control Manager
• Nivel: Error o Advertencia

Método 4: Deshabilitación selectiva

Desde modo seguro o usando msconfig:

msconfig → Servicios → Ocultar servicios de Microsoft → Deshabilitar todo
msconfig → Inicio → Abrir Administrador de tareas → Deshabilitar todo

Ir habilitando de uno en uno hasta encontrar el culpable.

Método 5: Driver Verifier

Herramienta avanzada para detectar drivers problemáticos:

# Configurar verificación de todos los drivers no-Microsoft
verifier /standard /all
 
# Ver resultados
verifier /query
 
# Desactivar después del diagnóstico
verifier /reset

Precaución

Driver Verifier puede causar BSODs frecuentes mientras está activo. Usar solo para diagnóstico y desactivar después.

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Formas de Deshabilitar un Dispositivo

Nivel 1: Administrador de dispositivos (visible)

Administrador de dispositivos → Clic derecho → Deshabilitar

• Fácil de revertir
• Se resetea con reinstalación de Windows
• No es lo que hizo el técnico (el dispositivo aparecía sin flecha)

Nivel 2: Registro de Windows

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\<driver>

Cambiar Start de su valor normal a 4 (DISABLED).

• Sobrevive reinicios
• Se resetea con reinstalación limpia
• Posiblemente lo que hizo, pero el reset debería haberlo revertido

Nivel 3: Política de grupo

gpedit.msc → Configuración del equipo → Plantillas administrativas →
Sistema → Instalación de dispositivos → Restricciones de instalación

Puede bloquear dispositivos por Hardware ID:

"Impedir la instalación de dispositivos que coincidan con estos ID"
ACPI\ELAN1200

• Sobrevive actualizaciones
• Podría explicar por qué el driver no se aplica

Nivel 4: UEFI/NVRAM (oculto)

Las BIOS InsydeH2O tienen opciones ocultas no accesibles desde el menú normal. Herramientas como H2OUVE (Insyde UEFI Variable Editor) permiten modificar variables NVRAM.

Variable: I2C0_ENABLE
Value: 0x00 (disabled)

Esto es lo más probable

Las variables NVRAM no se resetean con “Load Defaults” porque están en memoria no volátil separada de la configuración visible. Explicaría por qué nada funciona.

Nivel 5: Hardware/Firmware

• Desconexión física del flex cable
• Flash de firmware corrupto al touchpad
• Daño en el conector ZIF

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Análisis del Caso: Qué Hizo el Técnico

El problema original

Pantalla negra al arrancar.

Su proceso probable

1. Intentó arrancar normalmente → Pantalla negra
         │
         ▼
2. Arrancó en modo seguro → Funcionó
         │
         ▼
3. Conclusión: Un driver no esencial causa el fallo
         │
         ▼
4. Revisó logs/eventos → Identificó Serial IO / I2C
         │
         ▼
5. Deshabilitó el touchpad a nivel UEFI/NVRAM
         │
         ▼
6. Arrancó normalmente → Funcionó
         │
         ▼
7. "Arreglado" 

Por qué es una chapuza

Lo que debería haber hecho:

1. Identificar el conflicto específico (IRQ, ACPI, driver corrupto)
2. Actualizar/reinstalar el driver Intel Serial IO correctamente
3. Actualizar BIOS si era un bug conocido de ACPI
4. Verificar que no hubiera malware tocando drivers
5. Devolver el portátil funcionando al 100%

Lo que hizo:

1. Identificó que el touchpad/Serial IO causaba el cuelgue
2. Lo deshabilitó a nivel profundo (UEFI)
3. Cobró por “arreglarlo”
4. Dio una explicación técnica (“vector de interrupción”) para parecer profesional

Resultado

El portátil arranca, pero con menos funcionalidad que antes. Y la “solución” es tan profunda que ni reinstalar Windows, ni actualizar BIOS, ni resetear configuración la revierte.

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Cómo Revertirlo (Opciones)

Opción 1: Linux Live USB (diagnóstico)

Arrancar Ubuntu desde USB sin instalar:

• Si el touchpad funciona → El problema es 100% Windows/drivers/UEFI config
• Si no funciona → Hardware dañado o firmware corrupto

Opción 2: Herramientas UEFI

Usar H2OUVE o UEFI Tool para:

1. Extraer la imagen BIOS actual
2. Buscar variables relacionadas con I2C, Serial IO, Touchpad
3. Restaurar valores por defecto
4. Re-flashear

Riesgo

Modificar NVRAM incorrectamente puede brickear el equipo. Solo para usuarios avanzados.

Opción 3: Flash completo de BIOS

No actualizar, sino borrar NVRAM y flashear desde cero:

1. Descargar el ejecutable de BIOS de Acer
2. Extraer el archivo .fd
3. Usar un programador SPI para flashear directamente el chip
4. O usar herramientas de crisis recovery de Insyde

Opción 4: Servicio técnico oficial

Llevar a servicio técnico autorizado de Acer que pueda:

• Acceder a herramientas de diagnóstico del fabricante
• Flashear BIOS/NVRAM con herramientas oficiales
• Verificar hardware físicamente

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Lecciones Aprendidas

Para usuarios

• Pregunta siempre qué se va a hacer y por qué
• Pide explicación de los cambios realizados
• Verifica que todo funciona antes de pagar
• Guarda una imagen de disco antes de llevar a reparar

Para técnicos

• Deshabilitar no es arreglar
• Una solución que reduce funcionalidad no es solución
• Documenta los cambios para que sean reversibles
• Si no sabes arreglarlo bien, sé honesto

Para profesionales de seguridad

• El acceso físico permite modificaciones profundas
• Las variables UEFI/NVRAM son un vector de persistencia
• “Vector de interrupción” suena técnico pero puede ser humo
• Verificar la integridad del firmware es parte del hardening

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Referencias

• Intel Serial IO Driver Documentation
• InsydeH2O UEFI BIOS Documentation
• Windows Driver Start Types - Microsoft Docs
• I2C Bus Specification - NXP
• ACPI Specification

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Metadatos

• Caso: Acer Nitro AN515-54 con touchpad deshabilitado
• BIOS: InsydeH2O
• Touchpad: ELAN o Synaptics (I2C)
• Síntoma original: Pantalla negra al arrancar
• “Solución” del técnico: Deshabilitar touchpad a nivel UEFI
• Estado actual: Touchpad aparece en Windows pero no funciona