• Linux下LCD 10分钟自动关屏的问题总结 分类: TI-AM335X arm-linux-Ubuntu 2015-06-19 15:43 369人阅读 评论(1) 收藏


    Linux下的LCD驱动默认10分钟后会自动关闭屏幕,我们可以修改一下代码让其不自动关屏

    在有一个 drivers/char/vt.c 文件其中有一个变量(blankinterval)可以设置它来修改自动关屏的时间,也可以在函数(blank_screen_t)开头直接返回,这样就永远不会关屏了


      在用LCD显示的时候,发现10分钟LCD就不再工作了。确实,Linux下有一个参数blankinterval的值就是10*60*Hz。

    它决定了LCD只显示10分钟,然后LCD控制器就被关掉了。

    具体细节请参考http://blog.csdn.net/dongliqiang2006/article/details/4262950

    但是这篇文章最后给出的程序是不能用的,有一处错误,在write那行应该是,原文是/0。

    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ioctl.h>
    int main(int argc ,char *argv[])
    {
     int f0;
     f0 = open("/dev/tty0", O_RDWR);
     write(f0, "33[9;0]", 8);
     close(f0);
     return 0;
    }

    1.程序存为display_time.c
    2 交叉编译 arm-linux-gcc -o display_time  display_time.c
    3.display_time复制到根目录下
    4 运行  ./display_time
    如果要开机自动启动,复制到根目录后,在/etc/init.d/rcS里加上一句  /display_time 。
    原理请看下一篇博文Linux驱动和应用程序的开机自启动


    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。
     
    这个问题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分析,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方案。
     
    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()这样名称的函数,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表。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 <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <sys/ioctl.h>
     
    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)

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