Linux Suspend过程【转】

 

1. Linux Suspend简介

    Linux Suspend主要有以下三步：

   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，顺序是按照注册顺序 
   3) 休眠核心设备和使CPU进入休眠态。
   冻结进程(suspend_freeze_processes)是内核把进程列表中所有的进程的状态都设置为停止，并且保存所有进程的上下文。 当这些进程被解冻(suspend_thaw_processes)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Suspend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

2. Suspend流程

    Suspend主要流程如下图所示：

 

3. enter_state(PM_SUSPEND_MEM)

      其主要功能如下：

     1) suspend_prepare:   准备进入suspend，并冻结所有进程

     2) suspend_devices_and_enter: suspend所有外设，并进入sleep状态，只有当唤醒时，此函数才返回

     3) suspend_finish: suspend结束，并被唤醒

       

     enter_state代码如下：  

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. // kernel/kernel/power/suspend.c  
  2. int enter_state(suspend_state_t state)  
  3. {  
  4.     int error;  
  5.     if (!valid_state(state))  
  6.         return -ENODEV;  
  7.   
  8.     if (!mutex_trylock(&pm_mutex))  
  9.         return -EBUSY;  
  10.   
  11. #ifdef CONFIG_SUSPEND_SYNC_WORKQUEUE  
  12.     suspend_sys_sync_queue();  
  13. #else  
  14.     sys_sync();  
  15.     printk("done.\n");  
  16. #endif  
  17.   
  18.     pr_debug("PM: Preparing system for %s sleep\n", pm_states[state]);  
  19.   
  20.     error = suspend_prepare(); //准备进入suspend,并冻结所有进程  
  21.     if (error)  
  22.         goto Unlock;  
  23.   
  24.     if (suspend_test(TEST_FREEZER))  
  25.         goto Finish;  
  26.   
  27.     pr_debug("PM: Entering %s sleep\n", pm_states[state]);  
  28.     pm_restrict_gfp_mask();  
  29.     error = suspend_devices_and_enter(state); // suspend外部设备  
  30.     pm_restore_gfp_mask();  
  31.   
  32.  Finish:  
  33.     pr_debug("PM: Finishing wakeup.\n");  
  34.     suspend_finish();  // 结束suspend,并被唤醒  
  35.  Unlock:  
  36.     mutex_unlock(&pm_mutex);  
  37.     return error;  
  38. }  


3.1 准备并冻结进程(suspend_prepare)

      在suspend_prepare()中它将完成以下任务：

      1) 给suspend分配一个虚拟终端来输出信息；

      2) 然后广播一个系统要进入suspend的Notify；

      3) 关闭掉用户态的helper进程；

      4) 最后调用suspend_freeze_processes()冻结所有的进程，这里将保存所有进程 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。

      其详细代码如下：

[cpp] view plaincopy
 
  1. static int suspend_prepare(void)  
  2. {  
  3.     int error;  
  4.   
  5.     if (!suspend_ops || !suspend_ops->enter)  
  6.         return -EPERM;  
  7.   
  8.     pm_prepare_console();  // 分配一个console  
  9.   
  10.     error = pm_notifier_call_chain(PM_SUSPEND_PREPARE); // 发送suspend notify  
  11.     if (error)  
  12.         goto Finish;  
  13.   
  14.     error = usermodehelper_disable(); // disable用户态的helper进程  
  15.     if (error)  
  16.         goto Finish;  
  17.   
  18.     error = suspend_freeze_processes(); // 冻结所有进程  
  19.     if (!error)  
  20.         return 0;  
  21.   
  22.     suspend_thaw_processes();  
  23.     usermodehelper_enable();  
  24.  Finish:  
  25.     pm_notifier_call_chain(PM_POST_SUSPEND);  
  26.     pm_restore_console();  
  27.     return error;  
  28. }  


3.2 Suspend外部设备(suspend_devices_and_enter)

       现在， 所有的进程(也包括workqueue/kthread) 都已经停止了，内核态进程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()函数里面进行lock/unlock锁要非常小心，建议设计时不要在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。
       suspend_devices_and_enter的主要功能为：

       1) suspend_console: Suspend console子系统，即printk将不能打印了

       2) dpm_suspend_start: Suspend所有非系统设备，即调用所有注册设备的suspend回调函数

       3) suspend_enter: 使系统进入要求的sleep状态，然后停在这儿，只有当系统被中断或者其他事件唤醒时，此函数才返回

           以下函数只有当wakeup时才被执行：

       4) dpm_resume_end:  resume所有非系统设备，即执行所有注册设备的resume回调函数

       5) resume_console: resume console子系统，即printk可用了

       详细代码如下所示：

            kernel/kernel/power/suspend.c

[cpp] view plaincopy
 
  1. int suspend_devices_and_enter(suspend_state_t state)  
  2. {  
  3.     int error;  
  4.         /* suspend_pos通过suspend_set_ops来进行注册， 
  5.            它在kernel/arch/arm/mach-xx/pm.c中定义，其函数名 
  6.            可能为xx_pm_ops,例子如下： 
  7.        static struct platform_suspend_ops rk30_pm_ops = { 
  8.         .enter      = xx_pm_enter, 
  9.         .valid      = suspend_valid_only_mem, 
  10.         .prepare    = xx_pm_prepare, 
  11.         .finish     = xx_pm_finish, 
  12.        }; 
  13.     */  
  14.   
  15.     if (!suspend_ops)  
  16.         return -ENOSYS;  
  17.   
  18.     trace_machine_suspend(state);  
  19.     if (suspend_ops->begin) {  
  20.         error = suspend_ops->begin(state);  
  21.         if (error)  
  22.             goto Close;  
  23.     }  
  24.     suspend_console(); // suspend console子系统，printk将不能打印了  
  25.     suspend_test_start();  
  26.     error = dpm_suspend_start(PMSG_SUSPEND);  // suspend所有非系统设备  
  27.                                                   // 即执行所有设备的suspend回调函数  
  28.     if (error) {  
  29.         printk(KERN_ERR "PM: Some devices failed to suspend\n");  
  30.         goto Recover_platform;  
  31.     }  
  32.     suspend_test_finish("suspend devices");  
  33.     if (suspend_test(TEST_DEVICES))  
  34.         goto Recover_platform;  
  35.   
  36.     error = suspend_enter(state); // 系统进入要求的sleep状态，  
  37.                                       // 只有当wakeup时，此函数才返回  
  38.   
  39.  Resume_devices:  
  40.     suspend_test_start();  
  41.     dpm_resume_end(PMSG_RESUME);  // resume所有非系统设备  
  42.                                       // 即执行所有设备的resume回调函数  
  43.     suspend_test_finish("resume devices");  
  44.     resume_console();             // resume console子系统，即printk可用了  
  45.  Close:  
  46.     if (suspend_ops->end)  
  47.         suspend_ops->end();  
  48.     trace_machine_suspend(PWR_EVENT_EXIT);  
  49.     return error;  
  50.   
  51.  Recover_platform:  
  52.     if (suspend_ops->recover)  
  53.         suspend_ops->recover();  
  54.     goto Resume_devices;  
  55. }  

 

3.2.1 suspend_console

        Suspend console子系统，即printk将不能打印了

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. void suspend_console(void)  
  2. {  
  3.     if (!console_suspend_enabled)  
  4.         return;  
  5.     printk("Suspending console(s) (use no_console_suspend to debug)\n");  
  6.     console_lock();  
  7.     console_suspended = 1;  
  8.     up(&console_sem);  
  9. }  

 

3.2.2 dpm_suspend_start  (PMSG_SUSPEND)

        Suspend所有非系统设备，即调用所有注册设备的suspend回调函数

[cpp] view plaincopy
 
  1. /** 
  2.  * dpm_suspend_start - Prepare devices for PM transition and suspend them. 
  3.  * @state: PM transition of the system being carried out. 
  4.  * 
  5.  * Prepare all non-sysdev devices for system PM transition and execute "suspend" 
  6.  * callbacks for them. 
  7.  */  
  8. int dpm_suspend_start(pm_message_t state)  
  9. {  
  10.     int error;  
  11.   
  12.     error = dpm_prepare(state);  // 根据dpm_list生成dpm_prepared_list  
  13.     if (!error)  
  14.         error = dpm_suspend(state); //根据dpm_prepared_list生成dpm_suspended_list  
  15.     return error;  
  16. }  

  

3.2.3 suspend_enter 

  

    使系统进入要求的sleep状态，然后停在这儿，只有当系统被中断或者其他事件唤醒时，此函数才返回，其详细代码如下：

[cpp] view plaincopy
 
  1. /** 
  2.  *  suspend_enter - enter the desired system sleep state. 
  3.  *  @state:     state to enter 
  4.  * 
  5.  *  This function should be called after devices have been suspended. 
  6.  */  
  7. static int suspend_enter(suspend_state_t state)  
  8. {  
  9.     int error;  
  10.   
  11.     if (suspend_ops->prepare) {  
  12.         error = suspend_ops->prepare(); //即执行xx_pm_prepare  
  13.         if (error)  
  14.             goto Platform_finish;  
  15.     }  
  16.   
  17.     error = dpm_suspend_noirq(PMSG_SUSPEND); //使所有外设驱动不再接收中断  
  18.     if (error) {  
  19.         printk(KERN_ERR "PM: Some devices failed to power down\n");  
  20.         goto Platform_finish;  
  21.     }  
  22.   
  23.     if (suspend_ops->prepare_late) {  
  24.         error = suspend_ops->prepare_late();  
  25.         if (error)  
  26.             goto Platform_wake;  
  27.     }  
  28.   
  29.     if (suspend_test(TEST_PLATFORM))  
  30.         goto Platform_wake;  
  31.   
  32.     error = disable_nonboot_cpus(); // 停止非启动CPU  
  33.     if (error || suspend_test(TEST_CPUS))  
  34.         goto Enable_cpus;  
  35.   
  36.     arch_suspend_disable_irqs(); // 关闭中断  
  37.     BUG_ON(!irqs_disabled());  
  38.   
  39.     error = syscore_suspend();  // 执行注册在syscore_ops_list的syscore_ops的suspend函数  
  40.     if (!error) {  
  41.         if (!(suspend_test(TEST_CORE) || pm_wakeup_pending())) {  
  42.             error = suspend_ops->enter(state); // KEY: 即执行xx_pm_enter，唤醒时才返回  
  43.             events_check_enabled = false;  
  44.         }  
  45.         syscore_resume(); // 执行注册在syscore_ops_list的syscore_ops的resume函数  
  46.     }  
  47.   
  48.     arch_suspend_enable_irqs(); // 打开中断  
  49.     BUG_ON(irqs_disabled());  
  50.   
  51.  Enable_cpus:  
  52.     enable_nonboot_cpus(); // 启动非启动CPU  
  53.   
  54.  Platform_wake:  
  55.     if (suspend_ops->wake)  
  56.         suspend_ops->wake();  
  57.   
  58.     dpm_resume_noirq(PMSG_RESUME); //使所有外设驱动接收中断  
  59.   
  60.  Platform_finish:  
  61.     if (suspend_ops->finish)  
  62.         suspend_ops->finish(); //即执行xx_pm_finish  
  63.   
  64.     return error;  
  65. }  

  

3.2.4 dpm_resume_end  (PMSG_RESUME)

        resume所有非系统设备，即执行所有注册设备的resume回调函数

[cpp] view plaincopy
 
  1. /** 
  2.  * dpm_resume_end - Execute "resume" callbacks and complete system transition. 
  3.  * @state: PM transition of the system being carried out. 
  4.  * 
  5.  * Execute "resume" callbacks for all devices and complete the PM transition of 
  6.  * the system. 
  7.  */  
  8. void dpm_resume_end(pm_message_t state)  
  9. {  
  10.     dpm_resume(state); //根据dpm_suspended_list生成dpm_prepared_list  
  11.     dpm_complete(state); //根据dpm_prepared_list生成dpm_list  
  12. }  

 

3.2.5 resume_console

         resume console子系统，即printk可用了

[cpp] view plaincopy
 
  1. void resume_console(void)  
  2. {  
  3.     if (!console_suspend_enabled)  
  4.         return;  
  5.     down(&console_sem);  
  6.     console_suspended = 0;  
  7.     console_unlock();  
  8. }  

 

3.3 Suspend结束(suspend_finish)

    其主要功能如下(它是suspend_prepare的逆过程)：

      1) 解冻所有进程；

      2) 打开用户态helper进程；

      3) 广播系系统suspend结束的Notify；

      4) 释放分配的虚拟终端。

     其详细代码如下：
 

[cpp] view plaincopy
 
  1. static void suspend_finish(void)  
  2. {  
  3.     suspend_thaw_processes();  //解冻所有进程  
  4.     usermodehelper_enable();   // 打开用户态helper进程  
  5.     pm_notifier_call_chain(PM_POST_SUSPEND); // 广播系系统suspend结束的Notify  
  6.     pm_restore_console();  // 释放分配的虚拟终端  
  7. }  
posted @ 2016-06-12 17:40  Sky&Zhang  阅读(4275)  评论(0)  编辑  收藏  举报