显示器黑屏

摘 Linux启动之后，只要一段时间不动键盘（开发板上用IO扩展出来的键盘），LCD就会自动关闭（黑屏、显示慢慢消失之类），只要按下键盘就能恢复。 这个问让我花了一天多的时间。其实如果是手持设备，这样也没有什么。但是我们公司的产品是要一直显示东西的，必须解决这个问题。我看了很多论坛，有不少人也遇到了这个问题，但是我刚才是搜索的时候，关键词不对，总找不到正确的答案。如果你遇到了同样的问题，而且不想看我的三脚猫，那么就在百度上搜索“blankinterval”、“setterm -blank 0”之类的，马上你就能找到简单的解决。 这个问题很容易让人想到屏幕保护和电源管理。的确，这是一种电源管理。但是，你却无法从Linux内核选项的电源管理中解决这个问题。我们一步步来。 首先，我测量到LCD的PCLK时钟消失了，这意味着内核把LCD控制器关掉了。于是，从LCD驱动程序着手。我用的是S3C2440，这是 2410的升级版，但是LCD控制器是一样的，在我拿到的开发板厂商给我做好驱动的内核里，驱动的位置在/drivers/video /s3c2410fb.c。为什么后面有个fb呢？这是Framebuffer的缩写，百度下你能找到很多关于它的解释。Framebuffer是所有 Linux下GUI程序对硬件操作的设备接口，位于/dev中，一般为fb0。在s3c2410fb.c中可以找到一个类似 s3c2410_disable_controller()这样名称的，我的驱动里叫pxafb_disable_controller()，可以看出这个驱动是从pxa处理器改的，当然厂家不一样名字也叫得不一样。里面有一句类似这样写的 __raw_writel(fbi->reg.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID, S3C2410_LCDCON1);，把这句话删掉LCD就不会关掉了。这是第一个层次，我也看到有人是这样做的。但是，这有问题，按键盘恢复后，原本显示在屏幕上的东西如果你不重画会消失，就算你重画了，也会看到屏幕的某些部分先黑了下，然后恢复了。当然如果你可以接受，那么就这样吧。 然后，可以很自然的想到是谁调用了这个函数，从源头把这个问题消除掉。但是情况却不是这样的。我搜索这个函数名，找到了一个 set_ctrlr_state()的函数调用了pxafb_disable_controller()，搜索set_ctrlr_state()，发现有个pxafb_task()调用了set_ctrlr_state()，但是到了pxafb_task()就没有办法再往上找了，因为这是提供给内核的一个任务，以指针传递函数入口。我对内核了解太不够了，花了很多时间看了很多论坛上的文章，机缘巧合之下，我找到了/drivers/char/vt.c 这个文件。vt.c我感觉应该是2.4内核的console.c和vt.c的结合体，应为它集成了console基本上所有功能函数，就ioctl在 vt_ioctl.c这个文件里。这个文件的主要作用是负责管理控制台，如控制台的模式（图形、字符）、向控制台输出等等。其中能找到一些如 do_blank_screen()，blank_screen_t()这样的函数，就是这些函数关闭了LCD控制器，修改任意一个都可以起作用。网上的一个解决方案是把blank_screen_t()变成空函数，但是我没有这样试过，我觉得已经来到了问题的根源附近，应该能从根本上解决。 我们先看下屏幕关闭问题的真正起因，看这个控制台初始化函数 static int __init con_init(void) { const char *display_desc = NULL; struct vc_data *vc; unsigned int currcons = 0; acquire_console_sem(); if (conswitchp) display_desc = conswitchp->con_startup(); if (!display_desc) { fg_console = 0; release_console_sem(); return 0; } init_timer(&console_timer); console_timer.function = blank_screen_t; if (blankinterval) { blank_state = blank_normal_wait; mod_timer(&console_timer, jiffies + blankinterval); } // 这是对控制台定时器的初始化，定时器事件函数被连接到了blank_screen_t() /* * kmalloc is not running yet - we use the bootmem allocator. */ for (currcons = 0; currcons < MIN_NR_CONSOLES; currcons++) { vc_cons[currcons].d = vc = alloc_bootmem(sizeof(struct vc_data)); visual_init(vc, currcons, 1); vc->vc_screenbuf = (unsigned short *)alloc_bootmem(vc->vc_screenbuf_size); vc->vc_kmalloced = 0; vc_init(vc, vc->vc_rows, vc->vc_cols, currcons || !vc->vc_sw->con_save_screen); } currcons = fg_console = 0; master_display_fg = vc = vc_cons[currcons].d; set_origin(vc); save_screen(vc); gotoxy(vc, vc->vc_x, vc->vc_y); csi_J(vc, 0); update_screen(vc); printk("Console: %s %s %dx%d", vc->vc_can_do_color ? "colour" : "mono", display_desc, vc->vc_cols, vc->vc_rows); printable = 1; printk("\n"); release_console_sem(); #ifdef CONFIG_VT_CONSOLE register_console(&vt_console_driver); #endif return 0; } 其中引用了一个叫blankinterval的全局变量和一个console_time，我不知道内核的定时器是具体是怎么工作，但是这样的代码已经很明显了。这个定时器和电源管理宏PM_CONFIG没有任何关系，它是控制台的一部分。再看下blank_screen_t()： static void blank_screen_t(unsigned long dummy) { blank_timer_expired = 1; schedule_work(&console_work); } 可以发现vt.c开头的宏，static DECLARE_WORK(console_work, console_callback, NULL);，找到了console_callback()这个函数： static void console_callback(void *ignored) { acquire_console_sem(); if (want_console >= 0) { if (want_console != fg_console && vc_cons_allocated(want_console)) { hide_cursor(vc_cons[fg_console].d); change_console(vc_cons[want_console].d); /* we only changed when the console had already been allocated - a new console is not created in an interrupt routine */ } want_console = -1; } if (do_poke_blanked_console) { /* do not unblank for a LED change */ do_poke_blanked_console = 0; poke_blanked_console(); } if (scrollback_delta) { struct vc_data *vc = vc_cons[fg_console].d; clear_selection(); if (vc->vc_mode == KD_TEXT) vc->vc_sw->con_scrolldelta(vc, scrollback_delta); scrollback_delta = 0; } if (blank_timer_expired) { do_blank_screen(0); blank_timer_expired = 0; } release_console_sem(); } 再看do_blank_screen()，随着struct vc_data中的与fops类似指针跟踪下去，就可以找到驱动里面的相应代码了。写出来太麻烦，让我偷懒把。 小总结下，其实在控制台内部就有一个定时器，它负责在一定时间之后将显示关闭，而无视是否打开了电源管理功能。那这和Framebuffer有什么关系呢？我从一个很弱智的角度解释，内核刚启动的时候有这样一句输出： Console: colour dummy device 80x30 在初始化LCD控制器（Framebuffer）之后，有这样一句输出： Console: switching to colour frame buffer device 80x30 我就理解：这时候，内核把控制台（也不知道是console还是tty）切换到了Framebuffer上，大虾们赶快跳出来批判我吧，呵呵。 回到正题，从代码可以发现，根本的解决之道是让blankinterval = 0，blank_state就不会是blank_off之外的值，也就不会关闭屏幕了。 但是问题到这里还是没有完全解决，如果用户程序希望改变blankinterval来实现屏保（当然在我的系统上用不着）；另外，一些程序改变了blankinterval，程序退出之后，屏幕在一段时间之后还是会关闭的。怎么才能在用户程序那头解决这个问题呢，这又耗费了我很多时间。 我在追查代码的过程中走了个弯路，认为修改控制台的模式可以不让黑屏现象出现，但是后来发现，这样可能会使控制台没有办法画图，不知道对不对。 忽略弯路，直接正解。vt.c中不是有很多操作控制台的函数么？看看是谁修改了blankinterval。于是搜索 blankinterval，发现setterm_command()修改了它，然后搜索setterm_command，找到了 do_con_trol()函数，搜索do_con_trol，找到了do_con_write()函数，搜索do_con_write，终于最终 BOSS现身了：con_write()函数。为什么说它是最终BOSS呢？看看这段： static struct tty_operations con_ops = { .open = con_open, .close = con_close, .write = con_write, .write_room = con_write_room, .put_char = con_put_char, .flush_chars = con_flush_chars, .chars_in_buffer = con_chars_in_buffer, .ioctl = vt_ioctl, .stop = con_stop, .start = con_start, .throttle = con_throttle, .unthrottle = con_unthrottle, }; 熟悉fops的话你就能看出来了，这是对tty设备的文件操作函数的。也就是说，在用户程序里，通过open函数打开/dev/tty，然后再用write函数就可以修改blankinterval了。原理是找到了，实践上有很大困难，那么多重函数调用，再看看do_con_trol()里面的switch语句，正常人都要发晕。好在伟大的百度为我们提供了很多信息：在命令行下，可以使用setterm -blank 0指令来设置blankinterval。哈哈，救星来了，赶快看看setterm的源代码。setterm属于util-linux包，搜索一下很容易找到。其中的perform_sequence()函数里有这样一段： /* -blank [0-60]. */ if (opt_blank && vcterm) printf("\033[9;%d]", opt_bl_min); 真得很神奇啊，用个printf就可以在用户程序里解决这个问题，本来我是打算只说用printf解决的，看到原理我想会更舒服一些；况且，在我的系统上用printf是不行的。 但是！问题还没有完，往往在我们的系统中，LCD的虚拟控制台和控制台TTY不是同一个设备，也就是说，如果在程序里单纯的printf是不行的！这样只能修改你正在使用的TTY的blankinterval，而你用的却是文本方式的设备，不存在黑屏问题。 于是，就需要仔细比较/dev/console、/dev/tty、/dev/ttyn的设备号，在我的系统里，用户程序里/dev /console和/dev/tty都是5，说明他们是一个东西，/dev/ttyn是4，这才是FB上的虚拟控制台。但是/dev/ttyn不是正在使用的TTY，那么怎么printf呢？只好用write函数来解决了。 写这样一段代码： #include #include #include void some_function() { int f; f = open("/dev/tty0", O_RDWR); write(f, "\033[9;0]", 8); close(f); } 问题终于解决了。 总结下，第二个问题有很多种解决方法： 1.修改LCD驱动，把关闭LCD控制器的函数变为空（不推荐） 2.修改vt.c中的blank_screen_t()函数，让其为空（在系统不需要使用关闭显示功能时推荐） 3.修改vt.c中的blankinterval，让其为0（系统可能需要使用关闭显示功能，而且希望系统上电后正常状态下不会关闭显示时推荐） 4.修改用户程序，加入设置blankinterval的代码（推荐）