一、對於休眠(suspend)的簡單介紹   在Linux中,休眠主要分三個主要的步驟:   1) 凍結用戶態進程和內核態任務

2) 調用注冊的設備的suspend的回調函數, 順序是按照注冊順序

3) 休眠核心設備和使CPU進入休眠態, 凍結進程是內核把進程列表中所有的進程的狀態都設置為停止,並且保存下所有進程的上下文. 當這些進程被解凍的時候,他們是不知道自己被凍結過的,只是簡單的繼續執行。

如何讓Linux進入休眠呢?用戶可以通過讀寫sys文件/sys /power/state 是實現控制系統進入休眠. 比如

# echo mem > /sys/power/state

命令系統進入休眠. 也可以使用

# cat /sys/power/state

來得到內核支持哪幾種休眠方式.

二、Linux Suspend 的流程1. 相關代碼

• kernel/kernel/power/main.c

• kernel/arch/arm/mach-xxx/pm.c

• kernel/driver/base/power/main.c

接下來讓我們詳細的看一下Linux是怎么休眠/喚醒的:

用戶對於/sys/power/state 的讀寫會調用到 kernel/kernel/power/main.c中的state_store()， 用戶可以寫入 const char * const pm_states[] 中定義的字符串， 比如"mem", "standby"。

const char *const pm_states[PM_SUSPEND_MAX] = {

#ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND

[PM_SUSPEND_ON]  = "on",

#endif

[PM_SUSPEND_STANDBY] = "standby",

[PM_SUSPEND_MEM] = "mem",

};

常見有standby(suspend to RAM)、mem(suspend to RAM)和disk(suspend to disk)，只是standby耗電更多，返回到正常工作狀態的時間更短。

然后state_store()會調用enter_state()，它首先會檢查一些狀態參數，然后同步文件系統。/**

*  enter_state - Do common work of entering low-power state.

*  @state:     pm_state structure for state we're entering.

*

*  Make sure we're the only ones trying to enter a sleep state. Fail

*  if someone has beat us to it, since we don't want anything weird to

*  happen when we wake up.

*  Then, do the setup for suspend, enter the state, and cleaup (after

*  we've woken up).

*/

intenter_state(suspend_state_t state)

{

interror;

if(!valid_state(state))

return-ENODEV;

if(!mutex_trylock(&pm_mutex))

return-EBUSY;

#ifdef CONFIG_SUSPEND_SYNC_WORKQUEUE

suspend_sys_sync_queue();

#else

printk(KERN_INFO "PM: Syncing filesystems ... ");

sys_sync();

printk("done.\n");

#endif

pr_debug("PM: Preparing system for %s sleep\n", pm_states[state]);

error = suspend_prepare();

if(error)

gotoUnlock;

if(suspend_test(TEST_FREEZER))

gotoFinish;

pr_debug("PM: Entering %s sleep\n", pm_states[state]);

pm_restrict_gfp_mask();

error = suspend_devices_and_enter(state);

pm_restore_gfp_mask();

Finish:

pr_debug("PM: Finishing wakeup.\n");

suspend_finish();

Unlock:

mutex_unlock(&pm_mutex);

returnerror;

}

2. 准備, 凍結進程       當進入到suspend_prepare()中以后， 它會給suspend分配一個虛擬終端來輸出信息， 然后廣播一個系統要進入suspend的Notify， 關閉掉用戶態的helper進程， 然后一次調用suspend_freeze_processes()凍結所有的進程， 這里會保存所有進程當前的狀態， 也許有一些進程會拒絕進入凍結狀態， 當有這樣的進程存在的時候， 會導致凍結失敗,此函數就會放棄凍結進程，並且解凍剛才凍結的所有進程。

/**

*  suspend_prepare - Do prep work before entering low-power state.

*

*  This is common code that is called for each state that we're entering.

*  Run suspend notifiers, allocate a console and stop all processes.

*/

staticintsuspend_prepare(void)

{

interror;

if(!suspend_ops || !suspend_ops->enter)

return-EPERM;

pm_prepare_console();

error = pm_notifier_call_chain(PM_SUSPEND_PREPARE);

if(error)

gotoFinish;

error = usermodehelper_disable();

if(error)

gotoFinish;

error = suspend_freeze_processes();

if(!error)

return0;

suspend_thaw_processes();

usermodehelper_enable();

Finish:

pm_notifier_call_chain(PM_POST_SUSPEND);

pm_restore_console();

returnerror;

}

3. 讓外設進入休眠        現在, 所有的進程(也包括workqueue/kthread) 都已經停止了，內核態人物有可能在停止的時候握有一些信號量， 所以如果這時候在外設里面去解鎖這個信號量有可能會發生死鎖，所以在外設的suspend()函數里面作lock/unlock鎖要非常小心，這里建議設計的時候就不要在suspend()里面等待鎖。而且因為suspend的時候，有一些Log是無法輸出的，所以一旦出現問題,非常難調試。

然后kernel在這里會嘗試釋放一些內存。

最后會調用suspend_devices_and_enter()來把所有的外設休眠， 在這個函數中， 如果平台注冊了suspend_ops(通常是在板級定義中定義和注冊，在kernel/arch/arm/mach-xx/pm.c中調用suspend_set_ops)， 這里就會調用 suspend_ops->begin()； 然后調用dpm_suspend_start，他們會依次調用驅動的suspend() 回調來休眠掉所有的設備。

當所有的設備休眠以后， suspend_ops->prepare()會被調用， 這個函數通常會作一些准備工作來讓板機進入休眠。 接下來Linux，在多核的CPU中的非啟動CPU會被關掉，通過注釋看到是避免這些其他的CPU造成race condio，接下來的以后只有一個CPU在運行了。

suspend_ops 是板級的電源管理操作, 通常注冊在文件 arch/arch/mach-xxx/pm.c 中.

接下來， suspend_enter()會被調用， 這個函數會關閉arch irq， 調用 device_power_down()， 它會調用suspend_late()函數， 這個函數是系統真正進入休眠最后調用的函數，通常會在這個函數中作最后的檢查。 如果檢查沒問題， 接下來休眠所有的系統設備和總線，並且調用 suspend_pos->enter() 來使CPU進入省電狀態，這時就已經休眠了。代碼的執行也就停在這里了。/**

*  suspend_devices_and_enter - suspend devices and enter the desired system

*                  sleep state.

*  @state:       state to enter

*/

intsuspend_devices_and_enter(suspend_state_t state)

{

interror;

if(!suspend_ops)

return-ENOSYS;

trace_machine_suspend(state);

// 如果平台注冊了suspend_ops(通常是在板級定義中定義和注冊，

// 在kernel/arch/arm/mach-xx/pm.c中調用suspend_set_ops)，

// 這里就會調用 suspend_ops->begin()；

if(suspend_ops->begin) {

error = suspend_ops->begin(state);

if(error)

gotoClose;

}

suspend_console();

suspend_test_start();

// 依次調用驅動的suspend() 回調來休眠掉所有的設備。

error = dpm_suspend_start(PMSG_SUSPEND);

if(error) {

printk(KERN_ERR "PM: Some devices failed to suspend\n");

gotoRecover_platform;

}

suspend_test_finish("suspend devices");

if(suspend_test(TEST_DEVICES))

gotoRecover_platform;

// 這個函數會關閉arch irq， 調用 device_power_down()， 它會調用suspend_late()函數，

// 這個函數是系統真正進入休眠最后調用的函數，通常會在這個函數中作最后的檢查。

// 如果檢查沒問題， 接下來休眠所有的系統設備和總線，並且調用 suspend_pos->enter()

// 來使CPU進入省電狀態，這時就已經休眠了。代碼的執行也就停在這里了。

error = suspend_enter(state);

Resume_devices:

suspend_test_start();

dpm_resume_end(PMSG_RESUME);

suspend_test_finish("resume devices");

resume_console();

Close:

if(suspend_ops->end)

suspend_ops->end();

trace_machine_suspend(PWR_EVENT_EXIT);

returnerror;

Recover_platform:

if(suspend_ops->recover)

suspend_ops->recover();

gotoResume_devices;

}

三、Linux Resume流程

如果在休眠中系統被中斷或者其他事件喚醒，接下來的代碼就會開始執行，這個喚醒的順序是和休眠的循序相反的，所以系統設備和總線會首先喚醒，使能系統中斷，使能休眠時候停止掉的非啟動CPU， 以及調用suspend_ops->finish()， 而且在suspend_devices_and_enter()函數中也會繼續喚醒每個設備，使能虛擬終端， 最后調用 suspend_ops->end()。

在返回到enter_state()函數中的，當 suspend_devices_and_enter() 返回以后，外設已經喚醒了，但是進程和任務都還是凍結狀態， 這里會調用suspend_finish()來解凍這些進程和任務， 而且發出Notify來表示系統已經從suspend狀態退出， 喚醒終端。

到這里，所有的休眠和喚醒就已經完畢了，系統繼續運行了。