分类： LINUX
2011-11-26 16:57:55
Android 休眠（suspend）
涉及文件：
kernel/power/main.c
kernel/power/earlysuspend.c
kernel/power/wakelock.c
对于suspend主要分为三个主要的步骤：
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-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。当这些进程被解冻的时候，他们是不知到自己被解冻过得，只是简单的继续执行。我们可以通过读写/sys/power/state实现控制系统进入休眠。比如 echo standby > /sys/power/state
使用cat /sys/power/state
来查看内核支持几种休眠方式。
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.
enter_state - Do common work of entering low-power state.
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
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.
/**
Term
Early Suspend:Suspend是为了在锁屏以后关闭和显示有关的设备，比如LCD，light sensor，Touch panel等设备。这个时候还有其他任务在运行，比如SD卡文件等。
Late Resume: Late Resume 是和suspend配套的一种机制，是在内核唤醒完毕开始执行的，主要是唤醒在Early Suspend的时候休眠的设备。
wake Lock:Wake Lock是一种锁的机制，只要有人拿着这个锁，系统就无法进入休眠，可以被用户态进程和内核获得。这个锁可以是有超时的或者没有超时的，超时的锁会在时间过去以后自动解锁，如果没有锁了或超时了，内核就会启动休眠的那套机制来进入休眠。
Android Suspend
当用户写入mem或者standby到/sys/power/state中的时候，state_store()会被调用，然后Android会在哲理调用request_suspend_state(),而标准的linux会在这里进入enter_state()这个函数。如果请求的是休眠，那么early_suspend
zhege workqueue就会被调用，并且进入early_suspend状态。
void request_suspend_state(suspend_state_t new_state)
{
unsigned long irqflags;
int old_sleep;
spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);
old_sleep = state & SUSPEND_REQUESTED;
if (debug_mask & DEBUG_USER_STATE) {
struct timespec ts;
struct rtc_time tm;
getnstimeofday(&ts);
rtc_time_to_tm(ts.tv_sec, &tm);
pr_info("request_suspend_state: %s (%d->%d) at %lld "
"(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%09lu UTC)/n",
new_state != PM_SUSPEND_ON ? "sleep" : "wakeup",
requested_suspend_state, new_state,
ktime_to_ns(ktime_get()),
tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec, ts.tv_nsec);
}
if (!old_sleep && new_state != PM_SUSPEND_ON) {
state |= SUSPEND_REQUESTED;
queue_work(suspend_work_queue, &early_suspend_work);
} else if (old_sleep && new_state == PM_SUSPEND_ON) {
state &= ~SUSPEND_REQUESTED;
wake_lock(&main_wake_lock);
queue_work(suspend_work_queue, &late_resume_work);
}
requested_suspend_state = new_state;
spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);
}
Early suspend
在early_suspend()函数中，首先会检查现在请求的状态还是否是suspend，防止suspend的请求会在这个时候请求会在这个时候取消掉（因为这个时候用户进程还在运行），如果需要推出，就简单的退出了。如果没有，这个函数会把eralysuspend中注册的一系列的毁掉都调用一次，然后同步文件系统，接着放弃掉main_wake_lock，这个wake lock是一个没有超时的锁，如果这个锁不释放，那么系统就无法进入休眠。
static void early_suspend(struct work_struct *work)
{
struct early_suspend *pos;
unsigned long irqflags;
int abort = 0;
mutex_lock(&early_suspend_lock);
spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);
if (state == SUSPEND_REQUESTED)
state |= SUSPENDED;
else
abort = 1;
spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);
if (abort) {
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("early_suspend: abort, state %d/n", state);
mutex_unlock(&early_suspend_lock);
goto abort;
}
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("early_suspend: call handlers/n");
list_for_each_entry(pos, &early_suspend_handlers, link) {
if (pos->suspend != NULL)
pos->suspend(pos);
}
mutex_unlock(&early_suspend_lock);
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("early_suspend: sync/n");
sys_sync();
abort:
spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);
if (state == SUSPEND_REQUESTED_AND_SUSPENDED)
wake_unlock(&main_wake_lock);
spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);
}
Late Resume
当所有的唤醒已经结束以后，用户进程都已经开始运行了，唤醒通常会是以下的几种原因：
。来电
如果来电，这个时候会远程调用Poweranagerervice来写“on”到/sys/power/state来执行late resume的设备，比如点亮屏幕等。Late Resume 会一次唤醒前面调用了Early Suspend的设备。
static void late_resume(struct work_struct *work)
{
struct early_suspend *pos;
unsigned long irqflags;
int abort = 0;
mutex_lock(&early_suspend_lock);
spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);
if (state == SUSPENDED)
state &= ~SUSPENDED;
else
abort = 1;
spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);
if (abort) {
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("late_resume: abort, state %d/n", state);
goto abort;
}
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("late_resume: call handlers/n");
list_for_each_entry_reverse(pos, &early_suspend_handlers, link)
if (pos->resume != NULL)
pos->resume(pos);
if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
pr_info("late_resume: done/n");
abort:
mutex_unlock(&early_suspend_lock);
}
Wake Lock PATH：wakelock.c
wake lock有加锁和解锁两种状态，加锁的方式有两种，一种是永久的锁住，这样的锁除非显示的放开，是不会解锁的，所以这种锁使用是非常小心的。第二种是超时锁，这种锁会锁定系统唤醒一段时间，如果这个时间过去了，这个锁就自动解除。
锁有两种类型：
1.WAKE_LOCK_SUSPEND这种锁会防止系统进入睡眠
2.WAKE_LOCK_IDLE这种锁不会影响系统的休眠.
在wake lock中，会有3个地方让系统直接开始suspend（），分别是
1.在wake_unlock()中，如果发现解锁以后没有任何其他的wake lock了，就开始休眠
2.在定时器都到时间以后，定时器的回调函数会查看是否有其他的wakelock，如果没有，就在这里让系统进入睡眠。
3.在wake_lock中，对一个wake lock加锁以后，会再次检查一下有没有锁。
Suspend
当wake_lock运行suspend（）以后，在wakelock.c的suspend()函数会被调用，这个函数首先sync文件系统然后调用pm_suspend()request_suspend_state),接下来PM_suspend()就会调用enter_state()来进入linux的休眠流程。。。
static void suspend(struct work_struct *work)
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.
