現象的本質與內核電源管理編譯選項無關，總的解決方法：在用戶空間代碼里添加
/* disable console. avoid console blank automatically */
??? system("echo -e \"\033[9;0]\" > /dev/tty1");
解釋：
該系統調用相當于setterm -blank 0，詳見setterm命令的源碼，其中
/* -blank [0-60]. */
?if (opt_blank && vcterm)?
??printf("\033[9;%d]", opt_bl_min);
也可以見Vt.c (drivers\char):??? ??? case ']': /* setterm functions */


9月13日

由一些小問題引起的東西

又是好久沒有更新了，同樣記錄下這段時間干的事情。? 來到公司報道之后我就去了工廠，呆了一個多月，熟悉公司各種產品的生產過程。當然，就是和生產線上的小MM們聊聊天，哈哈，開玩笑了。這期間我 的導師給我了個任務——一個UI的低成本實現。這個UI必須具有LCD顯示、USB主機、網絡等功能，要求就是低成本低成本再低成本；很自然選型選完之后 就又變成搞ARM了。買了開發板，硬件就沒有什么好說的了。任務的重點落在了軟件上，剛開始我和導師達成的意見是代碼裸奔（省去授權費用），或者穿個自己 寫的小OS。于是我花了2個星期的時間寫了0.8（寫了任務切換，其他沒有最后寫完）個類似uCOS功能的小OS，發現這種東西跑在ARM920T上實在 發揮不出920T的功能，于是我又花了2個星期寫了存儲管理，打算加入MMU；但是寫完發現就算系統能工作，我怎么調試應用程序是個大問題，因為用了 MMU，用戶進程就不能和內核一起玩了。經過和導師的商量，我再次回到了Linux；目前的打算是使用免費的內核，自己寫個類似TC的圖形庫，或者使用 Microwindows + FLTK之類的不要錢的東西。很浪費時間啊，花了4個星期才發現原來自己寫系統真的是非常困難的。但是這4個星期也沒有白花，有些附屬產品，例如自己寫的 不需要stdlib庫的malloc。其實我是第二次寫這個東西了，第一次的不太成熟，用了幾次就發現局限性了。現在寫的這個是我啃了幾天操作系統原理寫 的，應該相對好用，以后有空我會貼出代碼來。 然后就是我做過的Linux開發過程了，其實說起來，這次開發我發現自己Linux真的什么都不懂。過去偷懶沒有花時間好好看看Linux內核，現在造成很多麻煩，今天這些問題，熟悉內核的人只需要1分鐘就能搞定了，我花了1天多。寫下這個筆記，以便以后查閱使用。 第一個問題：啟動Linux的時候LCD會全屏花屏大約0.5秒，然后左上角出現一塊不明花斑。 這個問題相對簡單。因為我在Bootloader里面打開了液晶顯示，緩沖區映射在某個地址上，當內核初始化MMU的時候，LCD控制寄存器里 緩沖區的位置信息就不對了，或者是Bootloader使用的緩沖區被內核的數據或代碼覆蓋，導致在內核初始化LCD之前，LCD花屏。 那個不明花斑其實是Linux的可愛小企鵝圖片，但是可能因為緩沖區像素位寬和格式、LCD調色板設置等問題顯示不出來。 花屏解決方法：在Bootloader加載系統之前關掉LCD控制器或者關掉LCD的背光，這樣做比較簡單。復雜的，就得改MMU映射部分代 碼，在修改了MMU映射之后，立即修改LCD緩沖的位置。反正我就關掉LCD控制器了，因為內核很快就會初始化LCD，Windows啟動都黑屏呢，我們 黑那么2秒鐘也沒有什么大不了的。 花斑解決方法：相信如果做產品的話，不需要顯示什么企鵝給用戶看，所以可以在內核選項里將這個企鵝logo關掉。具體位置在Device Drivers>Graphics support>Logo configuration，對應的宏相信在.config里面很容易找到。如果非要顯示這個企鵝，那么可以在/drivers/video /console/fbcon.c里面找找，我也不知道怎么弄。 第二個問題：Linux啟動之后，只要一段時間不動鍵盤（開發板上用IO擴展出來的鍵盤），LCD就會自動關閉（黑屏、顯示慢慢消失之類），只要按下鍵盤就能恢復。 這個問題讓我花了一天多的時間。其實如果是手持設備，這樣也沒有什么。但是我們公司的產品是要一直顯示東西的，必須解決這個問題。我看了很多論 壇，有不少人也遇到了這個問題，但是我剛才是搜索的時候，關鍵詞不對，總找不到正確的答案。如果你遇到了同樣的問題，而且不想看我的三腳貓分析，那么就在 百度上搜索“blankinterval”、“setterm -blank 0”之類的，馬上你就能找到簡單的解決方案。 這個問題很容易讓人想到屏幕保護和電源管理。的確，這是一種電源管理。但是，你卻無法從Linux內核選項的電源管理中解決這個問題。我們一步步來。 首先，我測量到LCD的PCLK時鐘消失了，這意味著內核把LCD控制器關掉了。于是，從LCD驅動程序著手。我用的是S3C2440，這是 2410的升級版，但是LCD控制器是一樣的，在我拿到的開發板廠商給我做好驅動的內核里，驅動的位置在/drivers/video /s3c2410fb.c。為什么后面有個fb呢？這是Framebuffer的縮寫，百度下你能找到很多關于它的解釋。Framebuffer是所有 Linux下GUI程序對硬件操作的設備接口，位于/dev中，一般為fb0。在s3c2410fb.c中可以找到一個類似 s3c2410_disable_controller()這樣名稱的函數，我的驅動里叫pxafb_disable_controller()，可以看 出這個驅動是從pxa處理器改的，當然廠家不一樣名字也叫得不一樣。里面有一句類似這樣寫的 __raw_writel(fbi->reg.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID, S3C2410_LCDCON1);，把這句話刪掉LCD就不會關掉了。這是第一個層次，我也看到有人是這樣做的。但是，這有問題，按鍵盤恢復后，原本顯 示在屏幕上的東西如果你不重畫會消失，就算你重畫了，也會看到屏幕的某些部分先黑了下，然后恢復了。當然如果你可以接受，那么就這樣吧。 然后，可以很自然的想到是誰調用了這個函數，從源頭把這個問題消除掉。但是情況卻不是這樣的。我搜索這個函數名，找到了一個 set_ctrlr_state()的函數調用了pxafb_disable_controller()，搜索set_ctrlr_state()，發現 有個pxafb_task()調用了set_ctrlr_state()，但是到了pxafb_task()就沒有辦法再往上找了，因為這是提供給內核的 一個任務，以指針傳遞函數入口。我對內核了解太不夠了，花了很多時間看了很多論壇上的文章，機緣巧合之下，我找到了/drivers/char/vt.c 這個文件。vt.c我感覺應該是2.4內核的console.c和vt.c的結合體，應為它集成了console基本上所有功能函數，就ioctl在 vt_ioctl.c這個文件里。這個文件的主要作用是負責管理控制臺，如控制臺的模式（圖形、字符）、向控制臺輸出等等。其中能找到一些如 do_blank_screen()，blank_screen_t()這樣的函數，就是這些函數關閉了LCD控制器，修改任意一個都可以起作用。網上的 一個解決方案是把blank_screen_t()變成空函數，但是我沒有這樣試過，我覺得已經來到了問題的根源附近，應該能從根本上解決。 我們先看下屏幕關閉問題的真正起因，看這個控制臺初始化函數 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);
?} // 這是對控制臺定時器的初始化，定時器事件函數被連接到了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;
}
其中引用了一個叫blankinterval的全局變量和一個console_time，我不知道內核的定時器是具體是怎么工作，但是 這樣的代碼已經很明顯了。這個定時器和電源管理宏PM_CONFIG沒有任何關系，它是控制臺的一部分。再看下blank_screen_t()： static void blank_screen_t(unsigned long dummy)
{
?blank_timer_expired = 1;
?schedule_work(&console_work);
} 可以發現vt.c開頭的宏，static DECLARE_WORK(console_work, console_callback, NULL);，找到了console_callback()這個函數： 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()，隨著struct vc_data中的與fops類似指針跟蹤下去，就可以找到驅動里面的相應代碼了。寫出來太麻煩，讓我偷懶把。 小總結下，其實在控制臺內部就有一個定時器，它負責在一定時間之后將顯示關閉，而無視是否打開了電源管理功能。那這和Framebuffer有什么關系呢？我從一個很弱智的角度解釋，內核剛啟動的時候有這樣一句輸出： Console: colour dummy device 80x30 在初始化LCD控制器（Framebuffer）之后，有這樣一句輸出： Console: switching to colour frame buffer device 80x30 我就理解：這時候，內核把控制臺（也不知道是console還是tty）切換到了Framebuffer上，大蝦們趕快跳出來批判我吧，呵呵。 回到正題，從代碼可以發現，根本的解決之道是讓blankinterval = 0，blank_state就不會是blank_off之外的值，也就不會關閉屏幕了。 但是問題到這里還是沒有完全解決，如果用戶程序希望改變blankinterval來實現屏保（當然在我的系統上用不著）；另外，一些程序改變 了blankinterval，程序退出之后，屏幕在一段時間之后還是會關閉的。怎么才能在用戶程序那頭解決這個問題呢，這又耗費了我很多時間。 我在追查代碼的過程中走了個彎路，認為修改控制臺的模式可以不讓黑屏現象出現，但是后來發現，這樣可能會使控制臺沒有辦法畫圖，不知道對不對。 忽略彎路，直接正解。vt.c中不是有很多操作控制臺的函數么？看看是誰修改了blankinterval。于是搜索 blankinterval，發現setterm_command()修改了它，然后搜索setterm_command，找到了 do_con_trol()函數，搜索do_con_trol，找到了do_con_write()函數，搜索do_con_write，終于最終 BOSS現身了：con_write()函數。為什么說它是最終BOSS呢？看看這段： 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的話你就能看出來了，這是對tty設備的文件操作函數的表。也就是說，在用戶程序里，通過open函數打開/dev/tty，然后 再用write函數就可以修改blankinterval了。原理是找到了，實踐上有很大困難，那么多重函數調用，再看看do_con_trol()里面 的switch語句，正常人都要發暈。好在偉大的百度為我們提供了很多信息：在命令行下，可以使用setterm -blank 0指令來設置blankinterval。哈哈，救星來了，趕快看看setterm的源代碼。setterm屬于util-linux包，搜索一下很容易 找到。其中的perform_sequence()函數里有這樣一段： /* -blank [0-60]. */
?if (opt_blank && vcterm)?
??printf("\033[9;%d]", opt_bl_min); 真得很神奇啊，用個printf就可以在用戶程序里解決這個問題，本來我是打算只說用printf解決的，看到原理我想會更舒服一些；況且，在我的系統上用printf是不行的。 但是！問題還沒有完，往往在我們的系統中，LCD的虛擬控制臺和控制臺TTY不是同一個設備，也就是說，如果在程序里單純的printf是不行的！這樣只能修改你正在使用的TTY的blankinterval，而你用的卻是文本方式的設備，不存在黑屏問題。 于是，就需要仔細比較/dev/console、/dev/tty、/dev/ttyn的設備號，在我的系統里，用戶程序里/dev /console和/dev/tty都是5，說明他們是一個東西，/dev/ttyn是4，這才是FB上的虛擬控制臺。但是/dev/ttyn不是正在使 用的TTY，那么怎么printf呢？只好用write函數來解決了。 寫這樣一段代碼： #include #include #include void some_function() { int f; f = open("/dev/tty0", O_RDWR); write(f, "\033[9;0]", 8); close(f); } 問題終于解決了。 總結下，第二個問題有很多種解決方法： 1.修改LCD驅動，把關閉LCD控制器的函數變為空（不推薦） 2.修改vt.c中的blank_screen_t()函數，讓其為空（在系統不需要使用關閉顯示功能時推薦） 3.修改vt.c中的blankinterval，讓其為0（系統可能需要使用關閉顯示功能，而且希望系統上電后正常狀態下不會關閉顯示時推薦） 4.修改用戶程序，加入設置blankinterval的代碼（推薦） 今天就寫到這里，繼續干活了。

系統默認的是：Vt.c (drivers\char):static int blankinterval = 10*60*HZ;

另外還可以參考http://patchwork.kernel.org/patch/27474/

總結

以上是生活随笔為你收集整理的arm linux 显示屏 10钟黑屏的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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