Linux是休眠/喚醒的步驟解析

在Linux中，休眠主要分三個主要的步驟：（1）凍結(jié)用戶態(tài)進程和內(nèi)核態(tài)任務(wù)；（2）調(diào)用注冊的設(shè)備的suspend的回調(diào)函數(shù)；（3）按照注冊順序休眠核心設(shè)備和使CPU進入休眠態(tài)。 凍結(jié)進程是內(nèi)核把進程列表中所有的進程的狀態(tài)都設(shè)置為停止，并且保存下所有進程的上下文。當(dāng)這些進程被解凍的時候，他們是不知道自己被凍結(jié)過的，只是簡單的繼續(xù)執(zhí)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(xiàn)控制系統(tǒng)進入休眠。比如： # echo standby 》 /sys/power/state命令系統(tǒng)進入休眠。也可以使用 # cat /sys/power/state來得到內(nèi)核支持哪幾種休眠方式。

Linux Suspend 的流程。相關(guān)的文件的路徑： linux_soruce/kernel/power/main.c linux_source/kernel/arch/xxx/mach-xxx/pm.c

linux_source/driver/base/power/main.c

用戶對于/sys/power/state 的讀寫會調(diào)用到 main.c中的state_store（），用戶可以寫入 const char * const pm_state［］ 中定義的字符串，比如“mem”、 “standby”。然后state_store（）會調(diào)用enter_state（），它首先會檢查一些狀態(tài)參數(shù)，然后同步文件系統(tǒng)。

當(dāng)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(tǒng)要進入suspend的Notify，關(guān)閉掉用戶態(tài)的helper進程，然后一次調(diào)用suspend_freeze_processes（）凍結(jié)所有的進程，這里會保存所有進程 當(dāng)前的狀態(tài)，也許有一些進程會拒絕進入凍結(jié)狀態(tài)，當(dāng)有這樣的進程存在的時候，會導(dǎo)致凍結(jié)失敗，此函數(shù)就會放棄凍結(jié)進程，并且解凍剛才凍結(jié)的所有進程。

（3）讓外設(shè)進入休眠。

現(xiàn)在，所有的進程（也包括workqueue/kthread） 都已經(jīng)停止了，內(nèi)核態(tài)任務(wù)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(shè)里面去解鎖這個信號量有可能會發(fā)生死鎖，所以在外設(shè)的suspend（）函數(shù)里面作lock/unlock鎖要非常小心，這里建議設(shè)計的時候就不要在suspend（）里面等待鎖。 最后會調(diào)用suspend_devices_and_enter（）來把所有的外設(shè)休眠，在這個函數(shù)中，如果平臺注冊了suspend_pos（通常是在板級定義中定義和注冊），這里就會調(diào)用suspend_ops-》begin（），然后driver/base/power/main.c 中的 device_suspend（）-》dpm_suspend（） 會被調(diào)用，他們會依次調(diào)用驅(qū)動的suspend（） 回調(diào)來休眠掉所有的設(shè)備。當(dāng)所有的設(shè)備休眠以后，suspend_ops-》prepare（）會被調(diào)用，這個函數(shù)通常會作一些準(zhǔn)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(guān)掉，通過注釋看到是避免這些其他的CPU造成race condion，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/xxx/mach-xxx/pm.c 中。接下來，suspend_enter（）會被調(diào)用，這個函數(shù)會關(guān)閉arch irq，調(diào)用 device_power_down（），它會調(diào)用suspend_late（）函數(shù)，這個函數(shù)是系統(tǒng)真正進入休眠最后調(diào)用的函數(shù)，通常會在這個函數(shù)中作最后的檢查。如果檢查沒問題，接下來休眠所有的系統(tǒng)設(shè)備和總線，并且調(diào)用 suspend_pos-》enter（） 來使CPU進入省電狀態(tài)。這時候，就已經(jīng)休眠了，代碼的執(zhí)行也就停在這里了。

（4）Resume。

如果在休眠中系統(tǒng)被中斷或者其他事件喚醒，接下來的代碼就會開始執(zhí)行，這個喚醒的順序是和休眠的順序相反的，所以系統(tǒng)設(shè)備和總線會首先喚醒，使能系統(tǒng)中斷，使能休眠時候停止掉的非啟動CPU，以及調(diào)用suspend_ops-》finish（），而且在suspend_devices_and_enter（）函數(shù)中也會繼續(xù)喚醒每個設(shè)備，使能虛擬終端。最后調(diào)用 suspend_ops-》end（）。再返回到enter_state（）函數(shù)中的，當(dāng)suspend_devices_and_enter（） 返回以后，外設(shè)已經(jīng)喚醒了，但是進程和任務(wù)都還是凍結(jié)狀態(tài)，這里會調(diào)用suspend_finish（）來解凍這些進程和任務(wù)，而且發(fā)出Notify來表示系統(tǒng)已經(jīng)從suspend狀態(tài)退出，喚醒終端。到這里，所有的休眠和喚醒就已經(jīng)完畢了，系統(tǒng)繼續(xù)運行了。