得之我幸 失之我命

when someone abandons you，it is him that gets loss because he lost someone who truly loves him but you just lost one who doesn’t love you.

| linux, tty, 电源管理

Linux TTY 熄屏

问题描述

这台机器环境如下：

  • Intel MacBook Pro，带 Apple T2 芯片
  • Debian Trixie 系统
  • T2 Linux 内核：7.2.3-1-t2-trixie
  • Intel 核显，使用 i915
  • 没有运行桌面环境，主要使用 Linux TTY，本机显示的是 tty1
  • 日常主要通过 SSH 管理机器

因为机器大部分时间作为服务器运行，没有必要让 MacBook 内置屏幕一直亮着

目标有两个：

  1. tty1 长时间没人操作时自动熄屏；
  2. 需要的时候可以立即熄屏，而且之后按一下本机键盘就能重新亮屏

解决方案

目标 1：tty1 空闲 1 分钟后自动熄屏

Linux virtual console 本身支持 blank timer，可以直接使用 setterm：

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# 直接设置
$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank 1 < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# --blank 1    空闲 1 分钟后熄屏
# TERM=linux   操作 Linux virtual console
# /dev/tty1    通过 SSH 执行时，明确操作本机 tty1

# 检查当前设置
$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank < /dev/tty1'
1  # 当前 blank timeout 为 1 分钟

# 也可以查看内核记录的 console blank 时间
$ cat /sys/module/kernel/parameters/consoleblank
60  # 单位为秒，对应 1 分钟

使用 systemd 开机自动设置

上面的设置只需要执行一次，但重启以后需要重新应用，因此创建一个 systemd service

创建 /etc/systemd/system/tty1-blank.service：

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[Unit]
Description=Enable console blanking on tty1
After=getty@tty1.service  # 等 tty1 的 getty 启动后再设置

[Service]
Type=oneshot  # 只需要执行一次
ExecStart=/bin/sh -c 'TERM=linux /usr/bin/setterm --blank 1 < /dev/tty1 > /dev/tty1'
RemainAfterExit=yes  # 执行完成后仍将 service 视为 active

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启用：

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$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable --now tty1-blank.service
# enable    开机自动执行
# --now     当前这次启动立即执行

检查：

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$ systemctl status tty1-blank.service
...
Active: active (exited)

# 这里的 active (exited) 是正常状态，并不是服务挂了
# 因为它是 Type=oneshot，任务只是执行一次 setterm
# 命令执行完成后进程自然退出，而 RemainAfterExit=yes 让 systemd 继续将其标记为 active

如果屏幕已经自动熄灭，需要从 SSH 手动点亮：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank poke < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# --blank poke    唤醒 console，并重新开始计算空闲时间

目标 2：立即熄屏，同时允许键盘唤醒

使用 framebuffer 的 FBIOBLANK ioctl：

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$ sudo python3 -c 'import os,fcntl; fd=os.open("/dev/fb0",os.O_RDWR); fcntl.ioctl(fd,0x4611,1); os.close(fd)'
# /dev/fb0    当前 framebuffer 设备
# 0x4611      FBIOBLANK ioctl
# 1           FB_BLANK_NORMAL

执行后屏幕立即黑掉，按 MacBook 本地键盘，屏幕会自动重新亮起

目标 2 的 Debug 过程

目标 1 使用 setterm --blank 1 就可以实现，没有遇到什么问题

问题主要出现在实现“立即熄屏”的过程中

1. setterm --blank force 可以熄屏，但键盘无法唤醒

最开始想到的是 setterm 提供的 force：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank force < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# --blank force    立即强制 blank

执行以后，屏幕确实立即黑掉

但很快发现：

按 MacBook 本地键盘无法重新点亮屏幕

只能通过 SSH 执行：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank poke < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# poke    显式解除 blank

才能恢复

这里出现了第一个问题：

为什么 --blank 1 自动熄屏以后键盘可以唤醒，而 --blank force 却不可以？

2. 先排除键盘本身的问题

首先确认 Linux 当前识别到了哪些 input event：

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$ grep -H . /sys/class/input/event*/device/name

/sys/class/input/event0/device/name:Lid Switch
...
/sys/class/input/event8/device/name:Apple Inc. Apple Internal Keyboard / Trackpad
/sys/class/input/event10/device/name:Apple Inc. Apple Internal Keyboard / Trackpad
...

event8 和 event10 名字相同，所以进一步确认它们分别是什么设备：

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$ udevadm info -q property -n /dev/input/event8 | grep '^ID_INPUT'
ID_INPUT=1
ID_INPUT_KEY=1
ID_INPUT_KEYBOARD=1  # event8 是键盘

$ udevadm info -q property -n /dev/input/event10 | grep '^ID_INPUT'
ID_INPUT=1
ID_INPUT_TOUCHPAD=1  # event10 是触控板
ID_INPUT_WIDTH_MM=135
ID_INPUT_HEIGHT_MM=84

因此监听 event8：

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$ sudo evtest /dev/input/event8
# evtest    直接观察 Linux input subsystem 收到的输入事件
# event8    MacBook 内置键盘

保持 evtest 运行，再从另一个 SSH 会话执行：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank force < /dev/tty1 > /dev/tty1'

等屏幕黑掉后，按本地键盘，此时 evtest 可以看到类似：

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Event: time ..., type 1 (EV_KEY), code ..., value 1

也就是说：

force 熄屏以后，键盘事件仍然正常进入 Linux input subsystem。

所以问题不是：

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屏幕熄灭
    ↓
键盘失效

而是：

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屏幕熄灭
    ↓
键盘事件正常进入内核
    ↓
没有触发 console unblank

因此可以排除 T2 键盘驱动和键盘设备本身

3. 确认当前操作的就是 tty1

接着确认当前屏幕实际显示的是哪个 virtual terminal：

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$ cat /sys/class/tty/tty0/active
tty1  # 当前 active VT 确实是 tty1

这排除了另一个可能：

命令操作的是 /dev/tty1，但屏幕实际显示的是其他 VT

4. 检查 fbcon 是否提供 blank 接口

Linux framebuffer console 的 sysfs 位于：

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$ ls -la /sys/class/graphics/fbcon/
...
-rw-r--r-- ... cursor_blink
drwxr-xr-x ... power
-rw-r--r-- ... rotate
--w------- ... rotate_all
...

这里并没有一些资料中可以看到的 /sys/class/graphics/fbcon/blank，所以这台机器不能通过这个 sysfs 节点直接触发 framebuffer blank

继续查看 graphics 设备：

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$ ls -l /sys/class/graphics/
fb0   -> ../../devices/pci0000:00/0000:00:02.0/graphics/fb0
fbcon -> ../../devices/virtual/graphics/fbcon

这里需要区分 fbcon 和 fb0：

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tty1
 ↓
fbcon       framebuffer console，负责把 virtual console 显示到 framebuffer
 ↓
fb0         framebuffer device，实际可以通过 /dev/fb0 访问

前面已经检查过 fbcon，没有找到可用的 blank sysfs 接口

接下来准备测试的是 framebuffer 的 FBIOBLANK ioctl，因此需要继续检查真正的 framebuffer device，也就是 fb0

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# 查看 fb0 由谁提供
$ cat /sys/class/graphics/fb0/name
i915drmfb  # Intel i915 DRM 提供的 framebuffer

# 确认对应的 framebuffer 设备节点存在
$ ls -l /dev/fb0
crw-rw---- 1 root video 29, 0 ... /dev/fb0

因此当前显示链路可以简单理解为：

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tty1 → fbcon → fb0 (i915drmfb) → i915/DRM → 内置屏幕

/dev/fb0 存在，就可以继续尝试直接向 framebuffer 发送 FBIOBLANK ioctl

5. 为什么 --blank force 不能当成“立即执行一次普通 blank”

这里也是整个问题里最容易误解的地方

setterm 的帮助是：

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$ setterm --help | grep -A3 -- '--blank'
--blank[=0-60|force|poke]     set time of inactivity before screen blanks

乍一看很容易把：

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$ setterm --blank 1

和：

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$ setterm --blank force

理解成：

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--blank 1        等一分钟再 blank
--blank force    不等一分钟，现在立即 blank

实际上两者并不是简单的“延迟”和“立即”的区别

正常 timeout blank 的行为是：

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console 空闲
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达到 timeout
     ↓
正常 blank
     ↓
键盘产生输入
     ↓
自动 unblank

而 --blank force 使用的是强制 blank 行为

它不是把 blank timer “快进到现在”，而是要求 console 强制进入 blank 状态

所以实际行为变成：

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setterm --blank force
          ↓
       强制 blank
          ↓
     键盘产生输入
          ↓
      仍保持 blank

需要显式：

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$ setterm --blank poke

才能解除

这就解释了之前观察到的差异：

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setterm --blank 1
    ↓
超时自动熄屏
    ↓
键盘可以唤醒


setterm --blank force
    ↓
立即强制熄屏
    ↓
键盘不能自动唤醒

因此 --blank force 并不适合“立即熄屏，但之后允许键盘唤醒”这个需求

6. 使用 FBIOBLANK 测试正常 framebuffer blank

既然系统存在：

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/dev/fb0

并且：

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fb0 = i915drmfb

就可以直接向 framebuffer 发 FBIOBLANK ioctl：

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$ sudo python3 -c 'import os,fcntl; fd=os.open("/dev/fb0",os.O_RDWR); fcntl.ioctl(fd,0x4611,1); os.close(fd)'
# os.open("/dev/fb0", os.O_RDWR)    打开 framebuffer
# 0x4611                            FBIOBLANK
# 1                                 FB_BLANK_NORMAL

测试结果：

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执行 FBIOBLANK
      ↓
   立即黑屏
      ↓
按 MacBook 键盘
      ↓
   自动亮屏

正好满足目标

这也进一步证明了之前的问题不是：

  • i915 无法恢复屏幕
  • T2 键盘无法唤醒
  • framebuffer 有问题

而是 setterm --blank force 本身的语义不符合这个需求

结论

对于没有桌面环境、直接运行 Linux virtual console 的机器，可以把熄屏需求分成两种

空闲一段时间后自动熄屏

使用：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank 1 < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# --blank 1    空闲 1 分钟后自动 blank
# /dev/tty1    指定本机 virtual console

效果：

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空闲 1 分钟 → 黑屏 → 本地键盘输入 → 自动亮屏

通过 systemd oneshot service，可以让它每次开机自动生效

立即熄屏，同时允许键盘唤醒

在这台使用 i915drmfb 的机器上：

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$ sudo python3 -c 'import os,fcntl; fd=os.open("/dev/fb0",os.O_RDWR); fcntl.ioctl(fd,0x4611,1); os.close(fd)'
# 0x4611    FBIOBLANK
# 1         FB_BLANK_NORMAL

效果：

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执行命令 → 立即黑屏 → 本地键盘输入 → 自动亮屏

不要把下面这条命令当成“立即执行一次正常 blank”：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank force < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# force    强制 blank，普通键盘输入不会按 timeout blank 的方式自动解除

如果需要从 SSH 显式点亮屏幕，则可以使用：

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$ sudo sh -c 'TERM=linux setterm --blank poke < /dev/tty1 > /dev/tty1'
# poke    显式解除 console blank

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