韦东山二期驱动视频-热拔插驱动——RK3399自制linux系统不支持HDMI热拔插问题分析

背景：

公司的板子，对于HDMI的显示器热拔插不支持，只能在插入HDMI时启动才能输出，而当开机之后，再插入HDMI显示器则无输出，不知道原因。

推测如下：

1、设备树的引脚配置有误，导致插入HDMI显示器时，系统无法检测到新设备；

2、系统驱动有问题。

因此借着这个机会，学习下韦东山视频，看是否能够有所帮助。

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当注册了设备之后，为什么还要注册类和类设备？

是为了让mdev根据这些信息来创建设备节点。

下面分析class_device_create函数，

调用到了kobject_uevent

具体的调用暂时先不去细看，先看下思路

其中，在打印环境变量时，由于不能确定有多少个环境变量，所以使用了一个技巧

for(i=0; envp[i];i++)

do something;

即只要envp[i]存在就能判断成功，从而执行打印。

envp是char**类型的变量，打印时只写写字符串地址即可，即%s, envp[i]

总结：

当创建一个设备的时候，会导致mdev用户程序的运行，根据环境变量创建设备节点。

而当插入U盘，是如何自动挂载的。

分析:

插入U盘后的现象，自动在/dev/路径下创建sda等设备节点。

分析/etc/mdev.conf配置文件，发现配置文件正则表达式如下：

mdev.conf的格式：

: [<@||∗>]@Runaftercreatingthedevice.|∗>]@Runaftercreatingthedevice. Run before removing the device.
* Run both after creating and before removing the device.

device regex：正则表达试，表示哪一个设备
uid： onwer
gid: 组ID
octal permissions: 以八进制表示的属性，权限

@：创建设备节点之后执行命令
$: 删除设备节点之前执行命令
*：创建设备节点之后和删除设备节点之前执行命令

常用正则：
. 表示任意字符，（换行符除外）
* 重复0次或者更多次
+ 重复1次或者更多次
？重复0次或1次
[abc] 表示这些字符里的某一个
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版权声明：本文为CSDN博主「dotafast」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/u012617366/article/details/73557068

综上，也就是说，在韦东山的视频教程中，相当于讲解了系统在识别出设备之后做的操作，而没有去详细讲解系统如何检测到有新设备热插拔了。

而目前的问题，可能很大程度上是由于系统没有检测到新设备，或者说系统没有去检测是否有新设备。

不过，视频教程还是有帮助的，可以快速的有个入门的概念。

下面就要从HDMI入手，去尝试分析和解决问题。

首先，要先去了解HDMI接口的概念，参考博客：

https://blog.csdn.net/wurifeng0531_201702/article/details/59212811

得知，板子的HDMI接口是标准型，共19pin。但是每个pin的作用是什么，并未有详细说明，只是从图中可以看出，有3组数据传输接口，每组分为data +，data shield ，data -三个引脚。另有一组时钟引脚clock +， clock shield， clock -

以上四组引脚，均有前缀TMDS，百度百科如下：

https://baike.baidu.com/item/%E6%9C%80%E5%B0%8F%E5%8C%96%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%B7%AE%E5%88%86%E8%AE%AF%E5%8F%B7/23227083?fr=aladdin

个人推测如下：

每组引脚中，data + 和data -传输的信号是相反的，这样可以避免外部干扰引起的数据错误，因为差值是一定的，shield引脚起保护作用，接地。

以上共有12个引脚（pin1~pin12），其他的7个引脚作用：

https://www.cnblogs.com/cute/archive/2011/05/25/2056417.html

pin19，hot plug detect 很明显，热拔插的检测引脚，从原理图上看出接地，推测是插入时，会将某个芯片引脚拉低或者拉高，类似usb。

pin18，+5V，电源引脚

pin17， DDC/CEC Ground，

pin16，SDA

pin15，SCL

SCL的全文是Serial Clock，SDA的全文是Serial Data。
这两支脚位是用来让source(DVD) 和 display (TV)作沟通，在电视内部都有一个记忆体，存放有这台电视所支持的分辨率，例如：720P 或1080P，如果source(DVD)不知道目前所连接的电视所支持的电视分辨率是多少时，source(DVD) 就不知道要放送出什么分辨率的讯号。因此在一开始source(DVD)会透过这两支脚位去读取电视所支持的分辨率，当source(DVD) 知道后source(DVD) 才放送出符合电视分辨率的影像画面。其中SCL是时钟(CLOCK)脚位，SDA是资料脚位。
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版权声明：本文为CSDN博主「zhangzhibin160410132」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/zhangzhibin160410132/article/details/54408393

pin14，Reserved，保留引脚，悬空

通过链接中的说明，可以知道，HDMI显示器的识别信息存储在DDC存储器，里面保存的是EDID信息（类似于id），通过pin18给这个存储器供电，确保即使不开显示器，仍然能读到设备信息。如上图，当计算机通过HDMI接口与显示器相连接时，主机通过HDMI的第18脚（PWR_CON_PIN18）将＋5V电压加到显示器的DDC存储器（EDID数据存储器）向DDC存储器供电，确保即使显示器不开机，计算机主机也能通过HDMI接口读取EDID数据。

主机开机后产生 5V_SYS并通过第18脚向显示器供电，此时显示器接收到5V电压后通过内部电路使HDMI接口第19脚HPD转变为高电平，并驱动Q1使CE导通，致使HPD_GPU也转变为高电平，主机（显卡控制器）检测到HPD为高电平时，判断显示器通过HDMI与主机连接，并通过HDMI接口的第15、16脚 DDC通道（I2C）读取显示器中的EDID数据，并使主机显卡中的TMDS信号发送电路开始工作。
当显示器与主机之间的HDMI连接断开时，主机一侧的HDP信号为低电平，主机显卡中的TMDS信号发送电路停止工作。

附加：https://www.cnblogs.com/cute/archive/2011/05/25/2056417.html
1、DDC是显示器与电脑主机进行通信的一个总线标准，其全称是：DISPLAY DATA CHNNEL。它的基本功能就是将显示器的电子档案资料信息，诸如可接收行场频范围、生产厂商、生产日期、产品序列号、产品型号、标准显示模式及其参数、所支持的DDC标准类别、EDID的版本信息等等。高版本的DDC标准总线还可以允许电脑主机直接调节显示器的基本参数，诸如亮度、对比度、行场幅度的大小、行场中心位置、色温参数等等。

2、EDID数据标准：EDID(Extended Display Identification Data Standard) 就是显示器通过DDC传输给电脑主机的标准数据信息，至今已发布到第三版本，即EDID Version 3，前面分别有EDID Version 1.0，Revision 0，EDID Version 1，Revision 1，EDID Version 2，Revision 0，EDID Version 2，Revision 1等版本。就数据信息量而分，EDID分为128 BYTE和256 BYTE，将来也许会有更多数据信息量的新版EDID公布。

3、TMDS是最小化传输差分信号的英文缩写。
Silicon Image公司开始采用面板连接、数字可视接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)的形式向显示行业推广其所有权标准——最小化传输差分信号 (TMDS)。在该情况下，发射端混合了具有在铜导线上降低EMI特性的更高级编码算法，从而使得接收端具有健壮的时钟恢复性能。

pin13，CEC，消费电子控制通道，通过这条通道可以控制视听设备的工作。

CEC全文为Consumer Electronics Control，用来传送工业规格的AV Link协议信号，以便支持单一遥控器操作多台AV机器。为单芯线双向串行总线。

以上是原理部分，基本上已经有个大概的认识了，下面先看下启动过程中的相关信息：

其中，有个报错由来已久，且当时并未去深究，安卓并无此报错，因此当时采用简单替换的方法，替换kernel/drivers/gpu/drm/rockchip/dw_hdmi-rockchip.c文件后，即无此报错，下面计划尝试一下。

dmesg | grep hdmi
[    1.374892] i2c i2c-9: of_i2c: modalias failure on /hdmi@ff940000/ports
[    1.375564] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: registered DesignWare HDMI I2C bus driver
[    1.376487] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: Detected HDMI TX controller v2.11a with HDCP (DWC HDMI 2.0 TX PHY)
[    1.380544] rockchip-drm display-subsystem: bound ff940000.hdmi (ops 0xffffff8008ac9008)
[    1.759339] of_get_named_gpiod_flags: can't parse 'simple-audio-card,hp-det-gpio' property of node '/hdmi-sound[0]'
[    1.759371] of_get_named_gpiod_flags: can't parse 'simple-audio-card,mic-det-gpio' property of node '/hdmi-sound[0]'
[    1.760638] asoc-simple-card hdmi-sound: i2s-hifi <-> ff8a0000.i2s mapping ok
[    1.831670]   #1: rockchip,hdmi
[    5.530750] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property
[    5.531967] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property
[    5.533100] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property
[    5.534108] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property
[    5.535041] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property
[    5.535985] [drm:dw_hdmi_rockchip_set_property] *ERROR* failed to set rockchip hdmi connector property

下面是安卓中的搜索结果（开机时未插入HDMI线）：

rk3399_all:/ $ dmesg | grep hdmi
[ 1.374326] i2c i2c-9: of_i2c: modalias failure on /hdmi@ff940000/ports
[ 1.374388] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: registered DesignWare HDMI I2C bus driver
[ 1.374536] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: Detected HDMI TX controller v2.11a with HDCP (DWC HDMI 2.0 TX PHY)
[ 1.376963] rockchip-drm display-subsystem: bound ff940000.hdmi (ops dw_hdmi_rockchip_ops)
[ 1.628032] rk-hdmi-dp-sound hdmi-dp-sound: control 3:0:0:ELD:0 is already present
[ 1.628106] hdmi-audio-codec hdmi-audio-codec.10.auto: ASoC: Failed to add ELD: -16
[ 1.629274] rk-hdmi-dp-sound hdmi-dp-sound: multicodec <-> ff8a0000.i2s mapping ok
[ 1.629396] hdmi-audio-codec hdmi-audio-codec.10.auto: ASoC: Failed to create Playback debugfs file
[ 1.667674] #2: rk-hdmi-dp-sound

开机后插入HDMI线，此时屏幕的电源线未连接，得出如下信息，在连接好HDMI的电源线后，屏幕有图像输出：

rk3399_all:/ $ [ 154.502074] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: failed to get edid
[ 154.512115] dwhdmi-rockchip ff940000.hdmi: failed to get edid
[ 154.524524] rockchip-vop ff8f0000.vop: [drm:vop_crtc_enable] Update mode to 1280x720p60, type: 11

当重新拔插HDMI线时，会在插入时打印最后一句：

[ 154.524524] rockchip-vop ff8f0000.vop: [drm:vop_crtc_enable] Update mode to 1280x720p60, type: 11

安卓的结果，很可能意味着，这个pin18和pin19是正常的，以下为实际测量结果：

未插入HDMI时，pin18电压是5v，pin19是0V；

当连接上HDMI的线后，pin19变为2.6V，linux和android系统表现一致。

因此判定，板子硬件本身没有问题，问题出在linux的驱动层或者应用设置层。

由于上述有报错的问题，所以替换了该文件，但是很显然，并不起作用，因此，想通读HDMI驱动程序，希望能够理解。

麻痹的，读了半天，没看懂

再联系韦东山的教程，还是觉得udev目录下应该有东西，于是烧写了firefly的文件系统，发现支持热插拔，证明驱动确实没有问题，查看udev目录下的文件，果然发现了一些文件，于是计划全部复制过来。

虽然画面不显示，但是插入时可以看到屏幕的背光会亮一下，查看设备节点发现，系统确实已经检测到了HDMI屏幕，可以看到/sys/class/drm/card0-HDMI-A-1/status已经变为了connected，
然后运行了一下sudo startx
屏幕就亮了，所以，基本上可以认为，其实驱动是没有问题的，问题可能出现在文件系统的设置上，由于是自己制作的文件系统，所以可能某些设置没有弄好。

但是需要注意的时，此时的界面时xface4

为了弄清楚startx的工作内容，因此列出了哪些程序在执行

perfxlab@perfxlab:~$ ps

PID TTY TIME CMD
1142 ttyFIQ0 00:00:00 bash
1157 ttyFIQ0 00:00:00 ps

root@perfxlab:/home/perfxlab# ps
PID TTY TIME CMD
807 ttyFIQ0 00:00:00 login
1193 ttyFIQ0 00:00:00 su
1198 ttyFIQ0 00:00:00 bash
1209 ttyFIQ0 00:00:00 startx
1228 ttyFIQ0 00:00:00 xinit
1244 ttyFIQ0 00:00:00 sh
1282 ttyFIQ0 00:00:00 dbus-launch
1302 ttyFIQ0 00:00:00 xfce4-session
1312 ttyFIQ0 00:00:00 xfwm4
1316 ttyFIQ0 00:00:01 xfce4-panel
1318 ttyFIQ0 00:00:00 Thunar
1320 ttyFIQ0 00:00:02 xfdesktop
1322 ttyFIQ0 00:00:01 applet.py
1330 ttyFIQ0 00:00:03 blueman-applet
1331 ttyFIQ0 00:00:00 light-locker
1334 ttyFIQ0 00:00:00 polkit-gnome-au
1339 ttyFIQ0 00:00:01 nm-applet
1449 ttyFIQ0 00:00:00 panel-6-systray
1450 ttyFIQ0 00:00:00 panel-2-actions
1518 ttyFIQ0 00:00:00 ps

也就是说startx启动了以上的工作，对自己的文件系统，就是以上的情况。

对于firefly的文件系统，就是另一种情况，且更加符合热插拔设备的机制。

在/etc/udev目录下，有三个文件/文件夹，其中目录hwdb.d和文件udev.conf均为空，目录rules.d中有若干文件：

firefly@firefly:/etc/udev$ ls
hwdb.d rules.d udev.conf

和hdmi有关的是：

firefly@firefly:/etc/udev$ cd rules.d/
firefly@firefly:/etc/udev/rules.d$ ls
hdmi.rules

查看该脚本：

firefly@firefly:/etc/udev/rules.d$ cat hdmi.rules
SUBSYSTEM=="drm", ACTION=="change", RUN+="/usr/local/bin/hdmi-toggle"

很明显，结合教程中的mdev机制，应该是检测到drm子系统的变化之后，就去调用执行另一个脚本/usr/local/bin/hdmi-toggle：

firefly@firefly:/etc/udev/rules.d$ cat /usr/local/bin/hdmi-toggle
#!/usr/bin/env bashUSER="$(who | grep :0\) | cut -f 1 -d ' ')"
export XAUTHORITY=/home/$USER/.Xauthority
export DISPLAY=:0########### Settings ############ Use 'xrandr' to find these
DP="DP-1"
VGA="VGA-1"
HDMI="HDMI-1"
INTERNAL_DISPLAY="LVDS-1"# Check /sys/class/drm for the exact location
DP_STATUS="$(cat /sys/class/drm/card0-DP-1/status)"
VGA_STATUS="$(cat /sys/class/drm/card0-VGA-1/status)"
HDMI_STATUS="$(cat /sys/class/drm/card0-HDMI-A-1/status)"# Do no change!
EXTERNAL_DISPLAY=""# Check to see if the external display is connected
if [ "${DP_STATUS}" = connected ]; thenEXTERNAL_DISPLAY=$DP
fi
if [ "${VGA_STATUS}" = connected ]; thenEXTERNAL_DISPLAY=$VGA
fi
if [ "${HDMI_STATUS}" = connected ]; thenEXTERNAL_DISPLAY=$HDMI
fi# The external display is connected
if [ "$EXTERNAL_DISPLAY" != "" ]; then# Set the display settingsxrandrxrandr  --output $EXTERNAL_DISPLAY --auto
else# Restore to single displayxrandr --output $EXTERNAL_DISPLAY --off
fiexit 0

第一行是获得当前用户名:firefly

第二、三行获取当前的环境变量

然后，定义几个变量，代表不同的输入

依次去读取设备文件，看是否status变为了connected，如果是，则设置EXTERNAL_DISPLAY为当前的输出方式，然后就去执行显示的命令：

xrandr

xrandr --output $EXTERNAL_DISPLAY --auto

其中，变量取值如下

DP="DP-1"
VGA="VGA-1"
HDMI="HDMI-1"
INTERNAL_DISPLAY="LVDS-1"
感觉也没什么，下面尝试一下

将用户名直接写死为firefly，对firefly的文件系统无影响。

将用户名直接写死为perfxlab，则依然无法显示。

但是可以将该hdmi-toggle文件内容替换为startx，这样就可以支持热插拔，但问题是插着hdmi启动和不插着启动，进入的图形界面不同。

加之，firefly的文件系统中并没有startx命令，所以推测为两个图形界面的冲突所导致的。

计划明天重新制作一个文件系统试试。制作一个纯净版的。

也顺便验证一下是否可以解决pkgwarning的问题。

************************************************************************************

在安装图形界面时，如果不使用xubuntu-desktop，而是使用ubuntu-desktop则不会出现这个bug，但是图形界面启动速度明显比较慢。

所以基本可以确定，问题出在文件系统，可能是xubuntu-desktop的bug——也可能是需要自己去设置某些东西，但是自己不知道。

然后，就找原因，firefly的文件系统没有安装startx，所以也不是这个命令的问题。

然后，找到了一篇文章，是介绍怎么切换图形界面管理程序lightdm和gdm的，觉得可能有用，于是执行了ligdm的restart命令，发现确实可以。最终解决方法如下：

在/etc/udev/rules.d路径下，添加一个文件hdmi.rules，内容为：
SUBSYSTEM=="drm", ACTION=="change", RUN+="/usr/local/bin/hdmi-toggle"
在/usr/local/bin/hdmi-toggle文件中，重启该服务：
#!/usr/bin/env bash
/etc/init.d/ lightdm restart
exit 0

至此，问题解决，但是和之前说的一样，还是没深入到hdmi里面。

韦东山的教程还是可以的，比较实用。

************************************************************************************************

你以为自己懂了，其实没有，以上的方法存在问题：

每次插拔hdmi都会导致桌面重启，那么用户的窗口、文档等就会丢失，这显然不是自己想要的结果。

于是就想着，是否可以让hdmi只在第一次插拔的时候重启lightdm服务？

那么就需要对脚本进行判断，本想着使用全局变量，但是不太懂shell语法，于是想了简单的方法：使用一个文件来记录。

具体方法为：

1、在某个路径下添加flag文件，记录是否是第一次热插拔hdmi。

touch /etc/udev/rules.d/hdmistatus

2、0代表需要重启lightdm服务，1代表不需要，那么如果不插着hdmi启动，则此时应该为0。于是修改如下：

echo 0 > /etc/udev/rules.d/hdmistatuscat /usr/local/bin/hdmi-toggle
#!/usr/bin/env bash
HDMI_STATUS="$(cat /etc/udev/rules.d/hdmistatus)"
if [ "${HDMI_STATUS}" = 0 ]; then/etc/init.d/lightdm restartecho 1 > /etc/udev/rules.d/hdmistatus
fi
exit 0cat /etc/rc.local
echo 0 > /etc/udev/rules.d/hdmistatus

只要经过第一次热插拔，那么该脚本就会将hdmistatus中写为1。第二次热插拔hdmi时就不会再次重启lightdm服务。开机时，自动将该文件写0.

经过测试，这样可以解决不插着hdmi启动时的显示问题。

3、但是，如果插着hdmi启动，那么hdmistatus就会是0，如果此时热插拔仍然会造成重启lightdm服务。所以仍有bug，仍需修改。那么就需要在插着hdmi启动时，干脆也重启一下lightdm服务就行了。

cat /etc/rc.localHDMI_STATUS="$(cat /sys/class/drm/card0-HDMI-A-1/status)"
echo 0 > /etc/udev/rules.d/hdmistatus
if [ "${HDMI_STATUS}" = connected ]; thenecho 1 > /etc/udev/rules.d/hdmistatus/etc/init.d/lightdm restartecho "/etc/init.d/lightdm restart done!"
elseecho 0 > /etc/udev/rules.d/hdmistatus
fi

至此，问题彻底解决。

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