Linux电源管理(7)_Wakeup events framework

本文深入探讨了Linux内核中的唤醒事件框架,详细解释了其工作原理及如何在系统中使用该框架来提高效率。

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http://www.wowotech.net/linux_kenrel/wakeup_events_framework.html
<think>我们正在分析Linux内核中的`print_wakeup_sources`函数。这个函数通常用于调试和记录唤醒源(wakeup sources)的信息。唤醒源是内核中用于跟踪哪些设备或事件可以唤醒系统从挂起状态恢复的机制。 首先,我们需要了解这个函数的定义和调用位置。根据内核源码,`print_wakeup_sources`函数定义在`kernel/power/wakelock.c`文件中(在较新的内核中,可能位于`drivers/base/power/wakeup.c`)。它的主要作用是打印当前所有活跃的唤醒源的信息。 ### 函数实现分析 以下是基于Linux内核版本5.15的`print_wakeup_sources`函数实现(简化版): ```c void print_wakeup_sources(void) { struct wakeup_source *ws; int srcuidx; srcuidx = srcu_read_lock(&wakeup_srcu); list_for_each_entry_rcu(ws, &wakeup_sources, entry) { if (!ws->active) continue; pr_info("active wakeup source: %s\n", ws->name); } srcu_read_unlock(&wakeup_srcu, srcuidx); } EXPORT_SYMBOL_GPL(print_wakeup_sources); ``` ### 函数作用 1. **遍历唤醒源列表**:函数使用`list_for_each_entry_rcu`遍历全局链表`wakeup_sources`中的所有唤醒源。 2. **检查活跃状态**:对于每个唤醒源,检查其`active`字段是否为真。如果为真,则表示该唤醒源当前正在阻止系统挂起(或已经触发了唤醒)。 3. **打印信息**:对于每个活跃的唤醒源,使用`pr_info`打印其名称(`ws->name`)。 ### 调用场景 这个函数通常在内核的电源管理代码中被调用,尤其是在系统挂起/恢复过程中出现问题时,用于调试。例如,当系统从挂起状态恢复时,如果发现是某个唤醒源导致系统提前唤醒,就可以调用这个函数来查看是哪些唤醒源处于活跃状态。 ### 详细实现说明 1. **同步机制**:使用`srcu_read_lock`和`srcu_read_unlock`来保护对唤醒源列表的访问。这是一种读-拷贝-更新(RCU)的同步机制,允许多个读者同时访问,而写者则通过替换整个数据结构来更新。 2. **遍历条件**:只打印活跃(`active`)的唤醒源,因为非活跃的唤醒源不会阻止系统挂起。 3. **输出格式**:输出的每一行格式为`active wakeup source: [name]`,其中`[name]`是唤醒源的名称,通常由设备驱动在注册唤醒源时指定。 ### 示例输出 在内核日志中,调用`print_wakeup_sources`可能产生如下输出: ``` [ 12.345678] active wakeup source: ehci_hcd:usb1 [ 12.345679] active wakeup source: i2c_designware.0 ``` 这表明有两个活跃的唤醒源:一个是USB控制器(ehci_hcd),另一个是I2C控制器。 ### 相关内核参数 在调试系统挂起/恢复问题时,可以通过以下内核参数启用更详细的日志: - `pm_debug_messages`:启用电源管理调试消息,包括唤醒源信息。 - `initcall_debug`:跟踪初始化函数调用,有助于发现驱动初始化问题。 ### 实际应用 在系统挂起失败或意外唤醒时,可以通过以下方式手动调用该函数(或使用内核参数触发): ```bash # 在系统挂起前,查看当前活跃的唤醒源 echo dump > /sys/power/wakeup_sources ``` 或者通过内核调试工具: ```bash # 通过sysrq触发 echo l > /proc/sysrq-trigger # 这会打印所有活动CPU的回溯,包括唤醒源信息(在某些配置下) ``` ### 总结 `print_wakeup_sources`函数是一个调试辅助函数,用于在内核日志中打印当前活跃的唤醒源。它帮助开发者和系统管理员识别哪些设备或事件正在阻止系统进入挂起状态,或者导致系统从挂起状态中唤醒。在电源管理问题排查中非常有用。 §§相关问题§§ 1. 如何在内核运行时动态获取唤醒源的状态? 2. 唤醒源在内核中是如何注册和注销的? 3. 除了`print_wakeup_sources`,还有哪些工具或方法可以调试系统挂起/恢复问题?</think>### Linux 内核 `print_wakeup_sources` 函数分析与实现 `print_wakeup_sources` 是 Linux 内核电源管理子系统中的关键调试函数,用于输出系统中所有唤醒源(wakeup sources)的详细信息。它在诊断系统挂起/恢复问题时至关重要。 --- #### 1. 函数作用与定位 - **核心功能**:遍历并打印所有注册的唤醒源状态,包括: - 唤醒源名称(通常关联设备驱动) - 当前激活状态 - 阻止系统挂起的次数 - 最后一次活动时间戳 - **调用场景**: - 系统从挂起状态恢复失败时 - 通过 `dmesg` 或 `sysfs` 主动触发调试 - 电源管理子系统异常检测 --- #### 2. 源码实现分析(基于 Linux 5.15 内核) ```c // drivers/base/power/wakeup.c void print_wakeup_sources(void) { struct wakeup_source *ws; int srcuidx, active = 0; srcuidx = srcu_read_lock(&wakeup_srcu); // 获取RCU读锁 // 遍历全局唤醒源链表 list_for_each_entry_rcu(ws, &wakeup_sources, entry) { if (ws->active) { active = 1; // 标记存在活跃唤醒源 // 打印唤醒源详细信息 pr_info("active wakeup source: %s\n", ws->name); pr_info(" event_count: %u\n", ws->event_count); pr_info(" wakeup_count: %u\n", ws->wakeup_count); pr_info(" expire_count: %u\n", ws->expire_count); pr_info(" last_time: %lld\n", ktime_to_ms(ws->last_time)); } } if (!active) pr_info("No active wakeup sources\n"); srcu_read_unlock(&wakeup_srcu, srcuidx); // 释放RCU锁 } EXPORT_SYMBOL_GPL(print_wakeup_sources); ``` 关键数据结构: ```c struct wakeup_source { const char *name; // 唤醒源名称(如"ehci-pci") struct list_head entry; // 全局链表节点 spinlock_t lock; ktime_t last_time; // 最后活动时间 unsigned long event_count; // 事件计数 unsigned long wakeup_count; // 唤醒计数 bool active:1; // 当前激活状态 // ... 其他字段省略 }; ``` --- #### 3. 关键实现机制 1. **RCU保护机制**: - 使用 `srcu_read_lock()`/`srcu_read_unlock()` 保护全局链表 `wakeup_sources` - 确保在遍历时唤醒源列表不会被并发修改 2. **唤醒源状态检测**: ```c if (ws->active) { ... } ``` - 仅打印当前激活的唤醒源(阻止系统挂起的设备) 3. **时间统计**: ```c ktime_to_ms(ws->last_time) // 转换为毫秒时间戳 ``` - 帮助确定最后一次活动的时间点 4. **计数指标**: - `event_count`:唤醒事件总数 - `wakeup_count`:成功唤醒系统的次数 - `expire_count`:唤醒超时次数 --- #### 4. 典型输出示例 ```log [ 12.345678] active wakeup source: ehci-pci:0000:00:1d.0 [ 12.345679] event_count: 42 [ 12.345680] wakeup_count: 5 [ 12.345681] expire_count: 0 [ 12.345682] last_time: 1640995200000 [ 12.345683] active wakeup source: i2c_designware.0 [ 12.345684] event_count: 18 ... ``` --- #### 5. 实际调试应用 **手动触发打印**: ```bash # 通过sysfs触发 echo 1 > /sys/kernel/debug/wakeup_sources/print_active # 内核日志查看 dmesg | grep "active wakeup source" ``` **在挂起流程中的调用点**: ```c // kernel/power/suspend.c static int suspend_enter(suspend_state_t state, bool *wakeup) { ... if (*wakeup) { print_wakeup_sources(); // 唤醒时打印源 return -EBUSY; } ... } ``` --- #### 6. 唤醒源生命周期 ```mermaid graph LR A[设备驱动注册] -->|wakeup_source_register| B[加入全局链表] B --> C[事件触发唤醒] C --> D[更新计数/时间戳] D --> E[系统唤醒] E --> F[print_wakeup_sources记录] F --> G[驱动卸载时移除] ``` --- ### 总结 `print_wakeup_sources` 通过遍历全局唤醒源链表并筛选活跃项,输出关键调试信息: 1. 使用 RCU 机制保证并发安全 2. 聚焦于 `active=true` 的唤醒源 3. 提供时间戳和计数等关键指标 4. 是诊断 "unknown wakeup cause" 问题的核心工具 通过分析其输出,可快速定位阻止系统挂起的设备(如 USB 控制器、网卡等),为电源管理问题提供直接证据[^1]。
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