Linux的系统suspend和resume
参考：
www.wowotech.net/linux_kenrel/suspend_and_resume.html
www.wowotech.net/linux_kenrel/pm_interface.html
一、基本介绍
1.Window下的睡眠就是Suspend to RAM, 休眠就是Suspend to Disk，Ubuntu中Suspend就是Stand by(没有实现Suspend to RAM），Hibernate就是Suspend to Disk。
2.设备驱动若是关注睡眠和唤醒功能就要实现suspend和resume函数，是整个系统的睡眠，电源管理，而不是单独的某个设备的。
3.Linux系统Suspend实现：
cat /sys/power/state 打印支持的电源管理方式，echo 的时候会让内核进入某中休眠模式, eg: echo mem > /sys/power/state 对应的内核函数在/sys/power/state中的读写方法在kernel/power/main.c中.
power_attr(state);展开： static struct kobj_attribute state_attr = { .attr = { .name = "state", .mode = 0644, }, .show = state_show, .store = state_store, } struct kobj_attribute state_attr --> struct attribute * g[] --> struct attribute_group attr_group --> pm_init() power_kobj = kobject_create_and_add("power", NULL); //在/sys目录下创建了一个power目录 sysfs_create_group(power_kobj, &attr_group); //在power目录中创建了这个state文件
二、suspend/resume流程分析
//include\linux\suspend.h typedef int __bitwise suspend_state_t; #define PM_SUSPEND_ON ((__force suspend_state_t) 0) #define PM_SUSPEND_TO_IDLE ((__force suspend_state_t) 1) #define PM_SUSPEND_STANDBY ((__force suspend_state_t) 2) #define PM_SUSPEND_MEM ((__force suspend_state_t) 3) #define PM_SUSPEND_MIN PM_SUSPEND_TO_IDLE #define PM_SUSPEND_MAX ((__force suspend_state_t) 4) enum suspend_stat_step { SUSPEND_FREEZE = 1, SUSPEND_PREPARE, SUSPEND_SUSPEND, SUSPEND_SUSPEND_LATE, SUSPEND_SUSPEND_NOIRQ, SUSPEND_RESUME_NOIRQ, SUSPEND_RESUME_EARLY, SUSPEND_RESUME }; //kernel/power/suspend.c const char * const pm_labels[] = { [PM_SUSPEND_TO_IDLE] = "freeze", //.[1]="freeze" [PM_SUSPEND_STANDBY] = "standby",//.[2]="standby" [PM_SUSPEND_MEM] = "mem",//.[3]="mem" }; const char *pm_states[PM_SUSPEND_MAX]; void __init pm_states_init(void) { /* "mem" and "freeze" are always present in /sys/power/state. */ pm_states[PM_SUSPEND_MEM] = pm_labels[PM_SUSPEND_MEM]; /*.[3]="mem"*/ pm_states[PM_SUSPEND_TO_IDLE] = pm_labels[PM_SUSPEND_TO_IDLE];/*.[1]="freeze"*/ /* * Suspend-to-idle should be supported even without any suspend_ops, * initialize mem_sleep_states[] accordingly here. */ mem_sleep_states[PM_SUSPEND_TO_IDLE] = mem_sleep_labels[PM_SUSPEND_TO_IDLE]; /*.[1]="s2idle"*/ } static const char * const mem_sleep_labels[] = { [PM_SUSPEND_TO_IDLE] = "s2idle", /*.[1]="s2idle"*/ [PM_SUSPEND_STANDBY] = "shallow",/*.[2]="s2idle"*/ [PM_SUSPEND_MEM] = "deep",/*.[3]="mem"*/ }; const char *mem_sleep_states[PM_SUSPEND_MAX];//4 suspend_state_t mem_sleep_current = PM_SUSPEND_TO_IDLE; //1 suspend_state_t mem_sleep_default = PM_SUSPEND_MAX;//4
state_store //(kernel/power/main.c) pm_suspend //(kernel/power/suspend.c) enter_state //(kernel/power/suspend.c) valid_state //(kernel/power/suspend.c) 检查单板是否支持电源管理，就是全局suspend_ops有没有被赋值，并调用其suspend_ops->valid() suspend_prepare //(kernel/power/suspend.c) pm_prepare_console //(kernel/power/console.c) pm_notifier_call_chain(PM_SUSPEND_PREPARE) //(kernel/power/main.c) 通知所有关心这个消息的驱动程序！依次调用静态全局链表pm_chain_head中的每一个函数 suspend_freeze_processes //(kernel/power/power.h) 冻结App和内核线程 suspend_devices_and_enter //(kernel/power/suspend.c) 让设备进入suspend状态 suspend_ops->begin 如果平台相关的代码有begin函数就去调用它，例如Renesas的平台进入suspend时需要一些预先准备工作，就可以实现这个begin函数 suspend_console //(kernel/printk/printk.c) 串口suspend状态，此时串口就用不了了 dpm_suspend_start //(drivers/base/power/main.c) dpm_prepare //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_list(drivers/base/power/power.c)中的每一个设备都调用其prepare函数，在这里面可以做一些准备工作 dev->pm_domain->ops.prepare 或 [struct dev_pm_ops ops] dev->type->pm->prepare 或 [struct dev_pm_ops *pm] dev->class->pm->prepare 或 [struct dev_pm_ops *pm] dev->bus->pm->prepare 或 [struct dev_pm_ops *pm] dev->driver->pm->prepare [struct dev_pm_ops *pm] [struct device_driver中的在这，优先级最低] dpm_suspend //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_prepared_list中的每一个设备都调用device_suspend() device_suspend //(drivers/base/power/main.c) dpm_wait_for_children //(drivers/base/power/main.c) 等待其每一个孩子进入suspend状态 dev->pm_domain->ops->suspend 或 dev->type->pm->suspend 或 dev->class->pm->suspend 或 dev->bus->pm->suspend 或 因此自己在写驱动的时候可以在其pm_domain中或type->pm中或class->pm中或bus->pm中加入suspend函数 suspend_enter //(kernel/power/suspend.c) 设备都进入suspend状态了接下来就是CPU了 suspend_ops->prepare 单板的prepare函数若存在就调用 dpm_suspend_end //(drivers/base/power/main.c) dpm_suspend_late //(drivers/base/power/main.c) 对全局静态链表dpm_suspended_list中的每一个条目都调用device_suspend_late() device_suspend_late() //(drivers/base/power/main.c) 调用此设备的 dev->pm_domain->ops->suspend_late 或 dev->type->pm->suspend_late 或 dev->class->pm->suspend_late 或 dev->bus->pm->suspend_late 或 dev->driver->pm->suspend_late 或 suspend_ops->prepare_late 调用单板相关的函数，可以做一些清理，若单板不需要也可以不实现它 disable_nonboot_cpus //(kernel/cpu.c) 多核Soc中非用于启动内核的CPU叫做nonboot_cpu，停止non-boot CPU arch_suspend_disable_irqs //(include/linux/suspend.h)//关闭中断，extern的，Renesas上没有实现 syscore_suspend 关闭核心模块 suspend_ops->enter 调用单板相关的函数，这里真正进入suspend状态了，如三星的是s3c_pm_enter(),里面通过any_allowed()检测有没有设置唤醒源 若没有设置是不允许睡眠的。这个函数下面单独列出 ===================================上面是休眠，下面就是唤醒操作了================================== 当我们按下某个按键并且这个按键是唤醒源的话，就会唤醒CPU，从Uboot开始执行 按键唤醒源 --> Uboot --> 读寄存器GSTATUS3 --> 就会执行s3c_cpu_resume() syscore_resume //(drivers/base/syscore.c) 对全局链表syscore_ops_list中的每一个node都调用其resume() arch_suspend_enable_irqs //(include/linux/suspend.h) enable_nonboot_cpus //(kernel/cpu.c) suspend_ops->wake 如果单板有对应的wake()就调用 dpm_resume_start(PMSG_RESUME) //(drivers/base/power/main.c) dpm_resume_noirq(state); //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_noirq_list中的每一个设备都执行device_resume_noirq device_resume_noirq //(drivers/base/power/main.c) 对每一个设备都调用 dev->pm_domain->ops->resume_noirq 或 dev->type->pm->resume_noirq 或 dev->class->pm->resume_noirq 或 dev->bus->pm->resume_noirq 或 dev->driver->pm->resume_noirq 或 执行完resume_noirq的所有设备都会被放在全局链表dpm_late_early_list中 resume_device_irqs //(kernel/irq/pm.c) resume_irqs //(kernel/irq/pm.c) __enable_irq //(kernel/irq/pm.c) 对全局数组irq_desc中的每一个irq都调用__enable_irq，但是Renesas的BSP没有实现，里面还有一个野指针 dpm_resume_early(state); //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_late_early_list中的每一个元素都执行device_resume_early device_resume_early //(drivers/base/power/main.c) dev->pm_domain->ops->resume_early 或 dev->type->pm->resume_early 或 dev->class->pm->resume_early 或 dev->bus->pm->resume_early 或 dev->driver->pm->resume_early 或 suspend_ops->finish() 如果单板有对应的finish()就调用,三星的对应下面 suspend_test_start //(kernel/power/suspend_test.c) dpm_resume_end(PMSG_RESUME); //(drivers/base/power/main.c) dpm_resume //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_suspended_list中的每一个dev都调用device_resume() device_resume //(drivers/base/power/main.c) dev->pm_domain->ops->resume 或 dev->type->pm->resume 或 dev->class->pm->resume 或 dev->bus->pm->resume 或 dev->driver->pm->resume 或 然后将所有的设备移动到全局链表dpm_prepared_list中 dpm_complete //(drivers/base/power/main.c) 对全局链表dpm_prepared_list中的每一个设备都调用device_complete() device_complete //(drivers/base/power/main.c) dev->pm_domain->ops.complete 或 dev->type->pm.complete 或 dev->class->pm.complete 或 dev->bus->pm.complete 或 dev->driver->pm.complete 或 suspend_test_finish //(kernel/power/suspend_test.c) 打印一些log出来 resume_console //(kernel/printk.c) console_unlock //(kernel/printk.c) call_console_drivers //(kernel/printk.c) 关闭本地中断获取spin锁后调用控制台打印函数以poll方式打印内核log suspend_ops->end() 如果单板有对应的end()就调用 suspend_ops->recover() 如果dpm_suspend_start失败或者suspend_test失败，单板有对应的recover()就调用 suspend_finish //(kernel/power/suspend.c) suspend_thaw_processes(); //(kernel/power/power.h)唤醒应用程序 pm_notifier_call_chain(PM_POST_SUSPEND); //(kernel/power/main.c) 通知关注这个事件的App程序，对全局pm_chain_head->head中的每一个都调用其notifier_call() pm_restore_console(); //(kernel/power/console.c)
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s3c_pm_enter 展开： any_allowed 检测有没有设置唤醒源 samsung_pm_save_gpios(); 保存一些状态，gpio uart状态 samsung_pm_saved_gpios(); s3c_pm_save_uarts(); s3c_pm_save_core(); s3c_pm_configure_extint 配置一下唤醒源 pm_cpu_prep s3c2410_pm_add()中对这个函数指针赋值 s3c2410_pm_prepare 这个函数中将s3c_cpu_resume()这个函数的物理地址写入了GSTATUS3寄存器中 GSTATUS3 = s3c_cpu_resume() 当系统被唤醒的时候会去执行Uboot,Uboot中会去读GSTATUS3得到一个函数的地址然后去执行它 s3c_pm_arch_stop_clocks 关闭时钟 cpu_suspend(0, pm_cpu_sleep) 这个是最重要的suspend函数了，参数2 pm_cpu_sleep 作为回调函数 __cpu_suspend(arg, pm_cpu_sleep) arch/arm/kernel/sleep.S 中是个汇编代码,pm_cpu_sleep作为第二个参数传入，就保存在r1里面 stmfd sp!, {r0, r1} @ save suspend func arg and pointer ldmfd sp!, {r0, pc} @ call suspend fn 恢复的时候把r1里面的值恢复到pc指针中! 相当于执行了pm_cpu_sleep pm_cpu_sleep = ENTRY(s3c2410_cpu_suspend) /arch/arm/mach-s3c24xx/s3c2410.S 先读一遍这几个寄存器，读的原因：休眠的时候通过写这个REFRESH寄存器把SDRAM给关掉，关闭掉后还要通过写寄存器CLKCON把 CPU给停掉，但是当内核去访问这些寄存器的时候，内核需要使用虚拟地址，就要使用到SDRAM上的页表，但是现在已经要先关闭SDRAM了， 就不能再访问SDRAM上的页表了，因此需要先读取一下那些寄存器，缓存这些寄存器的页表到TLB里面，之后通过TLB得到翻译后的这些寄存 器的物理地址。 ldr r4, =S3C2410_REFRESH ldr r5, =S3C24XX_MISCCR ldr r6, =S3C2410_CLKCON 下面先去dummy执行一遍，pc指针肯定也不等于0，目前先把这些指令缓存在I cache里面。 teq pc, #0 @ first as a trial-run to load cache bl s3c2410_do_sleep 这里就可以从Icache中获取这些指令，执行SDRAM的关闭和CPU的睡眠操作了 s3c2410_do_sleep: streq r7, [ r4 ] @ SDRAM sleep command streq r8, [ r5 ] @ SDRAM power-down config streq r9, [ r6 ] @ CPU sleep ========================上面是休眠，下面就是唤醒操作了=========================== s3c_pm_restore_core(); s3c_pm_restore_uarts(); samsung_pm_restore_gpios(); s3c_pm_restored_gpios();
流程分析结论：
1.PM Core会依次调用“prepare-->suspend-->suspend_late-->suspend_noirq-------wakeup--------->resume_noirq-->resume_early-->resume-->complete”
总体流程就是先让你准备一下，然后再让你休眠，休眠和唤醒是反着来的。在suspend之前可以做一些准备工作，suspend之后可以做一些清理函数，若是认
2.为没有什么好准备或清理的，设备驱动中可以不实现prepare函数和suspend_late函数，只实现suspend函数。
3.可以参考函数dpm_show_time()里面的实现来在内核中打印时间
struct device *dev;
list_for_each_entry(dev, &dpm_suspended_list, power.entry)
4.list_for_each_entry：dummy dev的power.entry实体挂载在链表dpm_suspended_list上，返回dev实体
三、查看三星单板suspend功能实现
/arch/arm/plat-samsung/pm.c 中的struct platform_suspend_ops s3c_pm_ops
s3c_pm_init
suspend_set_ops(&s3c_pm_ops);
设置唤醒源：配置GPIO引脚工作于中断模式，设置它的触发方式
s3c_pm_enter --> s3c_pm_configure_extint()
使用哪个交叉编译工具链只需要在PATH中设置其路径即可！有多个不同版本的话设置一个自己想要的版本的路径到PATH中，就选用了这个交叉工具链。
是make uImage
修改按键驱动在request_irq()之后调用irq_set_irq_wake()来指定此中断为唤醒源(没有唤醒源是不允许进入睡眠模式的)
四、修改驱动支持电源管理
a.通知notifier
①由上流程分析可知在冻结App之前，使用pm_notifier_call_chain(PM_SUSPEND_PREPARE)来通知应用程序
②由上流程分析可知在重启App之后，使用pm_notifier_call_chain(PM_POST_SUSPEND);
如果驱动在冻结App之前之后有些事情要做，可以使用register_pm_notifier()注册这两个notifier
一般驱动进入休眠是在冻结进程之后进行休眠的，以免驱动休眠之后还有App访问到它！
b.添加suspend,resume函数,可以参考s3c2410fb.c
1.若在struct platform_driver里面加的话只有suspend和resume两个选项,但是这里是内核即将遗弃的，平台(一般)设备没有pm_domain、type、class，但是有总线bus
static struct platform_driver s3c2412fb_driver = { .probe = s3c2412fb_probe, .remove = s3c2410fb_remove, .suspend = s3c2410fb_suspend, .resume = s3c2410fb_resume, .driver = { /*若此内部有.pm域，优先调用driver.pm，而不是platform_driver.suspend*/ .name = "s3c2412-lcd", }, }; 平台驱动struct platform_driver中注册了suspend,resume函数何时被调用： dev->pm_domain->ops.suspend dev->type->pm->suspend dev->class->pm->suspend dev->bus->pm->suspend dev->driver->pm->suspend
__platform_driver_register()中drv->driver.bus = &platform_bus_type;[全局]
由上面的调用逻辑dev->bus->pm->suspend会被调用，而platform_bus_type;[全局]有.pm = &platform_dev_pm_ops,
platform_pm_suspend() --> platform_legacy_suspend() --> platform_driver.suspend.
2.添加suspend,resume函数
老方法：在platform_driver中实现suspend/resume方法
新方法：在platform_driver.driver.pm中实现suspend/resume方法，[可参考ac97c.c]
3.实验现象
实现中休眠之前LCD上的图像在休眠后LCD上的图像不见了，因为在唤醒时
LCD做串口控制台被清理了，在menuconfig中将<*> Framebuffer Console support去掉即可！让LCD不做控制台
五、代码附录
1.notifier
static int lcd_suspend_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long event, void *dummy) { switch (event) { case PM_SUSPEND_PREPARE: printk("lcd suspend notifiler test: PM_SUSPEND_PREPARE\n"); return NOTIFY_OK; case PM_POST_SUSPEND: printk("lcd suspend notifiler test: PM_POST_SUSPEND\n"); return NOTIFY_OK; default: return NOTIFY_DONE; } } static struct notifier_block lcd_pm_notif_block = { .notifier_call = lcd_suspend_notifier, }; static int lcd_init(void) { ...... register_pm_notifier(&lcd_pm_notif_block); //由上流程可知在pm_notifier_call_chain时会传入不同的参数调用这个函数。 ...... return 0; } static void lcd_exit(void) { ...... unregister_pm_notifier(&lcd_pm_notif_block); ...... } module_init(lcd_init); module_exit(lcd_exit);
2.suspend/resume实现
static int lcd_suspend(struct device *dev) { /*1.保存LCD相关寄存器状态*/ /*2.关闭时钟，断电进入suspend状态*/ return 0; } static int lcd_resume(struct device *dev) { /*1.还原LCD相关寄存器状态*/ /*2.使能时钟，上电进入suspend状态*/ return 0; } static struct dev_pm_ops lcd_pm = { .suspend = lcd_suspend, .resume = lcd_resume, }; struct platform_driver lcd_drv = { .probe = lcd_probe, .remove = lcd_remove, .driver = { .name = "mylcd", .pm = &lcd_pm, } }; static int lcd_init(void) { register_pm_notifier(&lcd_pm_notif_block); platform_driver_register(&lcd_drv); return 0; } static void lcd_exit(void) { unregister_pm_notifier(&lcd_pm_notif_block); platform_device_unregister(&lcd_dev); platform_driver_unregister(&lcd_drv); } module_init(lcd_init); module_exit(lcd_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
posted on 2018-11-11 14:24 Hello-World3 阅读(11446) 评论(1) 编辑 收藏 举报
