linux电源管理--休眠与唤醒

2019-07-13 22:47发布

在Linux中,休眠主要分三个主要的步骤:(1)冻结用户态进程和内核态任务;(2)调用注册的设备的suspend的回调函数;(3)按照注册顺序休眠核心设备和使CPU进入休眠态。
      冻结进程是内核把进程列表中所有的进程的状态都设置为停止,并且保存下所有进程的上下文。当这些进程被解冻的时候,他们是不知道自己被冻结过的,只是简单的继续执行。如何让Linux进入休眠呢?用户可以通过读写sys文件/sys /power/state 是实现控制系统进入休眠。比如:
# echo standby > /sys/power/state命令系统进入休眠。也可以使用
# cat /sys/power/state来得到内核支持哪几种休眠方式。       Linux Suspend 的流程。相关的文件的路径:
linux_soruce/kernel/power/main.c
linux_source/kernel/arch/xxx/mach-xxx/pm.c linux_source/driver/base/power/main.c
(1)接下来让我们详细的看一下Linux是怎么休眠/唤醒的。       用户对于/sys/power/state 的读写会调用到 main.c中的state_store(),用户可以写入 const char * const pm_state[] 中定义的字符串,比如"mem"、 "standby"。然后state_store()会调用enter_state(),它首先会检查一些状态参数,然后同步文件系统。
(2)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,然后一次调用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。 (3)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,内核态任务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。
      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。 (4)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顺序相反的,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()。再返回到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。