Linux Kernel suspend/resume 过程

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导读 大家好,我是本期栏目编辑小友,现在为大家讲解Linux Kernel suspend resume 过程问题。 休眠 唤醒是嵌入式Linux中非常重要的一部分,嵌

大家好,我是本期栏目编辑小友,现在为大家讲解Linux Kernel suspend/resume 过程问题。

休眠/唤醒是嵌入式Linux中非常重要的一部分,嵌入式设备尽可能进入休眠状态以延长电池寿命。本文详细介绍了休眠/唤醒在Linux中是如何工作的。

我的linux内核版本:3.0.31。

暂停简介。

在Linux中,休眠分为三个主要步骤:

1.冻结用户模式进程和内核模式任务。

2.调用注册设备挂起的回调函数。

3.顺序是按照报名顺序。

休眠核心设备,将CPU冻结到休眠状态,意味着内核将进程列表中所有进程的状态设置为停止,并保存所有进程的上下文。当这些进程被解冻时,它们不知道自己已经被冻结,而只是继续执行。如何让Linux进入休眠状态?用户可以通过读写sys文件/sys /power/state来控制系统进入休眠状态。例如:

#回声记忆/系统/电源/状态

命令系统休眠。你也可以用。

#卡特彼勒/系统/电源/状态

获取内核支持的睡眠模式。

Linux挂起的流程。

相关文件:

你可以通过访问Linux内核网站获得源代码。这是文件路径:

内核/内核/电源/主. c

内核/内核/电源/挂起. c

内核/驱动程序/基础/电源/主. c

让我们详细看看Linux是如何休眠/唤醒的。让我们来看看这些是如何发生的。

用户对/sys/power/state的读写会调用main.c中的state_store(),用户可以写入const char * const pm_state[]中定义的字符串,如“mem”和“待机”。当然一般是通过暂停和恢复按钮来控制。

然后state_store()调用enter_state(),它首先检查一些状态参数,然后同步文件系统。这是代码:

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/**

*进入_状态-文件工作流-电源状态。

* @ state :pm _ state structure for state we '重入。

*

*确保我们返回到睡眠状态。失败

*如果有人打了电话,因为我们不想打电话

*发生在我们醒来的时候。

dent: 2em;"> *  Then, do the setup for suspend, enter the state, and cleaup (after  

*  we've woken up).  

*/  

int enter_state(suspend_state_t state)  

{  

int error;  

if (!valid_state(state))  

return -ENODEV;  

if (!mutex_trylock(&pm_mutex))  

return -EBUSY;  

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

sys_sync();  

printk("done.\n");  

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

error = suspend_prepare();  

if (error)  

goto Unlock;  

if (suspend_test(TEST_FREEZER))  

goto Finish;  

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);  

return error;  

}  

准备, 冻结进程

当进入到suspend_prepare()中以后, 它会给suspend分配一个虚拟终端来输出信 息, 然后广播一个系统要进入suspend的Notify, 关闭掉用户态的helper进程, 然后依次调用suspend_freeze_processes()冻结所有的进程, 这里会保存所有进程当前的状态, 也许有一些进程会拒绝进入冻结状态, 当有这样的进程存在的时候, 会导致冻结失败,此函数就会放弃冻结进程,并且解冻刚才冻结的所有进程.

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/**  

*  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.  

*/  

staTIc int suspend_prepare(void)  

{  

int error;  

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

return -EPERM;  

pm_prepare_console();  

error = pm_noTIfier_call_chain(PM_SUSPEND_PREPARE);  

if (error)  

goto Finish;  

error = usermodehelper_disable();  

if (error)  

goto Finish;  

error = suspend_freeze_processes();  

if (!error)  

return 0;  

suspend_thaw_processes();  

usermodehelper_enable();  

Finish:  

pm_noTIfier_call_chain(PM_POST_SUSPEND);  

pm_restore_console();  

return error;  

}  

让外设进入休眠

现在, 所有的进程(也包括workqueue/kthread) 都已经停止了, 内核态人物有 可能在停止的时候握有一些信号量, 所以如果这时候在外设里面去解锁这个信号 量有可能会发生死锁, 所以在外设的suspend()函数里面作lock/unlock锁要非常 小心,这里建议设计的时候就不要在suspend()里面等待锁. 而且因为suspend的时候,有一些Log是无法输出的,所以一旦出现问题,非常难调试.

然后kernel在这里会尝试释放一些内存.

最后会调用suspend_devices_and_enter()来把所有的外设休眠, 在这个函数中, 如果平台注册了suspend_pos(通常是在板级定义中定义和注册), 这里就会调用 suspend_ops->begin(), 然后driver/base/power/main.c 中的 device_suspend()->dpm_suspend() 会被调用,他们会依次调用驱动的suspend() 回调来休眠掉所有的设备.

当所有的设备休眠以后, suspend_ops->prepare()会被调用, 这个函数通常会作 一些准备工作来让板机进入休眠. 接下来Linux,在多核的CPU中的非启动CPU会被关掉, 通过注释看到是避免这些其他的CPU造成race condion,接下来的以后只有一个CPU在运行了.

suspend_ops 是板级的电源管理操作, 通常注册在文件 arch/xxx/mach-xxx/pm.c 中.

接下来, suspend_enter()会被调用, 这个函数会关闭arch irq, 调用 device_power_down(), 它会调用suspend_late()函数, 这个函数是系统真正进入 休眠最后调用的函数, 通常会在这个函数中作最后的检查. 如果检查没问题, 接 下来休眠所有的系统设备和总线, 并且调用 suspend_pos->enter() 来使CPU进入 省电状态. 这时候,就已经休眠了.代码的执行也就停在这里了.

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/**  

*  suspend_devices_and_enter - suspend devices and enter the desired system  

*                  sleep state.  

*  @state:       state to enter  

*/  

int suspend_devices_and_enter(suspend_state_t state)  

{  

int error;  

if (!suspend_ops)  

return -ENOSYS;  

trace_machine_suspend(state);  

if (suspend_ops->begin) {  

error = suspend_ops->begin(state);  

if (error)  

goto Close;  

}  

suspend_console();  

suspend_test_start();  

error = dpm_suspend_start(PMSG_SUSPEND);  

if (error) {  

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

goto Recover_platform;  

}  

suspend_test_finish("suspend devices");  

if (suspend_test(TEST_DEVICES))  

goto Recover_platform;  

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);  

return error;  

Recover_platform:  

if (suspend_ops->recover)  

suspend_ops->recover();  

goto Resume_devices;  

}  

RESUME

如果在休眠中系统被中断或者其他事件唤醒, 接下来的代码就会开始执行, 这个 唤醒的顺序是和休眠的循序相反的,所以系统设备和总线会首先唤醒,使能系统中 断, 使能休眠时候停止掉的非启动CPU, 以及调用suspend_ops->finish(), 而且 在suspend_devices_and_enter()函数中也会继续唤醒每个设备,使能虚拟终端, 最后调用 suspend_ops->end().

在返回到enter_state()函数中的, 当 suspend_devices_and_enter() 返回以后, 外设已经唤醒了, 但是进程和任务都还是冻结状态, 这里会调用suspend_finish()来解冻这些进程和任务, 而且发出Notify来表示系统已经从suspend状态退出, 唤醒终端.

到这里, 所有的休眠和唤醒就已经完毕了, 系统继续运行了.

 

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