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:
[html]查看平面图
/**
*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.
[html] view plain copy
/**
* 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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