linux内核休眠、唤醒流程分析之挂起:pm.suspend_noirq(七)

本文深入分析Linux内核挂起流程,详细讲解了通过dpm_suspend_noirq函数实现设备的suspend_noirq操作,包括状态复制、设备遍历、错误处理及链表迁移。此外,还探讨了如何判断并执行设备的电源管理操作,以及后续的CPU关闭、中断禁用、系统核心模块停用和进入休眠的步骤。

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 // kernel\power\suspend.c
 
/**
 * suspend_enter - Make the system enter the given sleep state.
 * @state: System sleep state to enter.
 * @wakeup: Returns information that the sleep state should not be re-entered.
 *
 * This function should be called after devices have been suspended.
 */
static int suspend_enter(suspend_state_t state, bool *wakeup)
{
   
   
	int error;

	error = platform_suspend_prepare(state);
	if (error)
		goto Platform_finish;

	error = dpm_suspend_late(PMSG_SUSPEND);
	if (error) {
   
   
		pr_err("late suspend of devices failed\n");
		goto Platform_finish;
	}
	error = platform_suspend_prepare_late(state);
	if (error)
		goto Devices_early_resume;

	error = dpm_suspend_noirq(PMSG_SUSPEND);
	if (error) {
   
   
		pr_err("noirq suspend of devices failed\n");
		goto Platform_early_resume;
	}
	error = platform_suspend_prepare_noirq(state);
	if (error)
		goto Platform_wake;

	if (suspend_test(TEST_PLATFORM))
		goto Platform_wake;

	if (state == PM_SUSPEND_TO_IDLE) {
   
   
		s2idle_loop();
		goto Platform_wake;
	}

	error = suspend_disable_secondary_cpus();
	if (error || suspend_test(TEST_CPUS))
		goto Enable_cpus;

	arch_suspend_disable_irqs();
	BUG_ON(!irqs_disabled());

	system_state = SYSTEM_SUSPEND;

	error = syscore_suspend();
	if (!error) {
   
   
		*wakeup = pm_wakeup_pending();
		if (!(suspend_test(TEST_CORE) || *wakeup)) {
   
   
			trace_suspend_resume(TPS("machine_suspend"),
				state, true);
			error = suspend_ops->enter(state);
			trace_suspend_resume(TPS("machine_suspend"),
				state, false);
		} else if (*wakeup) {
   
   
			error = -EBUSY;
		}
		syscore_resume(
<think>我们正在分析的是Linux内核日志,特别是与电源管理(PM)和系统挂起/恢复相关的日志。日志涉及模块:spm(应该是SystemPowerManagement),以及一些唤醒源的信息。日志逐行分析:1.[31420.065356][T600000][name:spm&][lpm_suspend_s2idle_reflect:285]-resume-时间戳:31420.065356(系统启动后的秒数)-进程/线程ID:T600000-模块:spm-函数:lpm_suspend_s2idle_reflect(在文件中的第285行)-信息:系统从挂起状态(s2idle)恢复(resume)2.[31420.065356][T600000][name:spm&][SPM]md_slp_duration=22301(32k)-同样是spm模块打印-md_slp_duration:调制解调器(modem)的睡眠持续时间为22301个32k时钟周期(32k是32.768kHz的时钟)-转换为秒:22301/32768≈0.680秒(和下一行对应)3.[31420.065356][T600000][name:spm&][SPM][name:spm&][SPM]MD/2G/3G/4G/5G_FR1=0.680/3.035/3.035/3.035/1.1240seconds-这里打印了各个无线电模块的睡眠持续时间:MD(Modem):0.680秒2G:3.035秒3G:3.035秒4G:3.035秒5G_FR1(5GSub-6GHz):1.1240秒4.[31420.065449][C0]PM:pm_system_irq_wakeup:64triggeredCCIF_AP_DATA1-时间戳:31420.065449,稍晚于前几条日志-CPU0(C0)上的日志-PM(电源管理)模块:系统被一个中断唤醒-中断号:64-中断名称:CCIF_AP_DATA1-CCIF通常代表通信控制器接口(CommunicationControllerInterface),AP指应用处理器(ApplicationProcessor)。这个中断可能是由调制解调器(Modem)通过CCIF发送数据触发的。5.[31420.066918][T711510]PM:PM:PendingWakeupSources:[timerfd]-时间戳:31420.066918-线程ID:T711510-信息:有未决的唤醒源(PendingWakeupSources),这里是timerfd(定时器文件描述符)。这表示有一个定时器到期触发了唤醒。整体分析:系统从挂起状态(s2idle)恢复。在挂起期间,调制解调器和无线模块进入了睡眠状态,并且记录下了它们的睡眠时间。恢复的原因是:-首先,一个来自CCIF_AP_DATA1的中断(可能是Modem发送的数据)触发了唤醒(见第4行)。-同时,日志显示还有一个未决的唤醒源:timerfd(定时器)。这可能是另一个唤醒原因,或者是定时器在唤醒过程中到期。需要注意的是,第4行和第5行的时间戳不同,表明CCIF中断先发生,然后稍后(约1.5毫秒后)系统检测到了timerfd唤醒源。可能的情景:系统进入挂起状态后,Modem可能收到数据(例如来电或网络数据)并发送一个中断给AP(CCIF_AP_DATA1),导致AP唤醒。同时,也可能有一个定时器在唤醒过程中到期(或已经到期),因此被列为未决唤醒源。问题排查:1.如果系统在没有明显原因的情况下频繁唤醒,可以检查这些唤醒源:-CCIF_AP_DATA1:检查Modem的活动情况,是否有频繁的数据传输。-timerfd:检查系统中设置的定时器,特别是用户空间的定时器(通过timerfd_create创建的)。2.唤醒源的统计信息可以通过以下方式查看:cat/sys/kernel/debug/wakeup_sources3.如果怀疑是timerfd导致的,可以检查用户空间程序,看是否有使用timerfd并且设置了较短的超时时间。总结:日志显示系统从挂起状态被唤醒,主要唤醒源是来自调制解调器的中断(CCIF_AP_DATA1),同时还有一个定时器(timerfd)未决。这属于正常现象,但如果唤醒过于频繁,可能会影响设备续航,则需要针对这些唤醒源进行优化。§§相关问题§§:1.Linux内核中,唤醒源(wakeupsource)是如何被注册和管理的?2.如何通过C语言编写一个使用timerfd_create的定时器程序?3.Linux电源管理(PM)中,s2idle状态的含义是什么?4.如何调试Linux内核中由中断引起的频繁唤醒问题?</think> ### Linux内核电源管理日志分析 #### 日志逐行解析 1. **`[31420.065356][T600000] [name:spm&][lpm_suspend_s2idle_reflect:285] - resume`** - **含义**:系统正在从`S2Idle`低功耗状态恢复 - **组件**: - `spm`:系统电源管理模块(System Power Management) - `lpm_suspend_s2idle_reflect`:负责`S2Idle`状态恢复的函数 - `resume`:操作类型(恢复唤醒) - **位置**:函数实现位于内核源文件的第285行 2. **`[31420.065356][T600000] [name:spm&][SPM] md_slp_duration = 22301 (32k)`** - **含义**:调制解调器(Modem)休眠持续时间为22301个时钟周期 - **关键指标**: - `32k`:基准时钟频率32.768kHz - **时间换算**:`22301 / 32768 ≈ 0.68秒` 3. **`[31420.065356][T600000] [name:spm&][SPM] MD/2G/3G/4G/5G_FR1 = 0.680/3.035/3.035/3.035/1.1240 seconds`** - **含义**:各无线模块休眠时长统计 - **数值解析**: - `MD`(调制解调器):0.68秒 - `2G/3G/4G`:均为3.035秒 - `5G_FR1`(5G Sub-6GHz):1.124秒 - **技术说明**: - 不同模块休眠时间差异源于硬件唤醒策略 - 5G休眠更短因需处理高频段信号 4. **`[31420.065449][ C0] PM: pm_system_irq_wakeup: 64 triggered CCIF_AP_DATA1`** - **含义**:中断唤醒事件 - **关键要素**: - `C0`:CPU核心0 - `IRQ 64`:触发唤醒的中断号 - `CCIF_AP_DATA1`:通信控制器接口(Modem与应用处理器数据通道1) - **作用机制**: ```c // 中断处理简化代码 irqreturn_t ccif_handler(int irq, void *dev_id) { pm_system_irq_wakeup(irq); // 通知电源子系统 /* 处理Modem数据 */ return IRQ_HANDLED; } ``` 5. **`[31420.066918][T711510] PM: PM: Pending Wakeup Sources: [timerfd]`** - **含义**:未被处理的唤醒源 - **关键对象**: - `timerfd`:通过timerfd_create创建的定时器 - `Pending`:表示该唤醒源未被消费,阻止系统进入休眠 - **典型问题**: - 用户态定时器未正确关闭导致功耗升高 - 示例:未关闭的AlarmManager定时器 --- ### 完整唤醒流程分析 1. **触发事件** Modem通过CCIF接口(`IRQ 64`)向AP发送数据,触发唤醒中断 2. **电源状态转换** ```mermaid graph LR S2Idle[低功耗S2Idle] --> IRQ_Wakeup[中断唤醒] --> Resume[系统恢复] Resume --> ProcessIRQ[处理Modem数据] ``` 3. **唤醒源管理** ```c /* 内核唤醒源监控 */ struct wakeup_source { struct list_head entry; const char *name; unsigned int active_count; // 激活计数 }; static void report_wakeup_sources(void) { struct wakeup_source *ws; list_for_each_entry(ws, &wakeup_sources, entry) { if (ws->active) printk("Pending: [%s]", ws->name); } } ``` 4. **功耗优化问题** - **timerfd阻塞休眠**:用户态定时器持有唤醒锁 - **Modem与5G功耗**:高频段通信导致休眠时长缩减 - **唤醒延迟**:IRQ64触发时间(31420.065449)到恢复完成(31420.066918)间隔1.469ms --- ### 关键问题诊断 | 问题类型 | 检测指标 | 优化建议 | |---------|----------|----------| | **非必要唤醒** | timerfd持续pending | 审查用户态定时器生命周期 | | **Modem功耗异常** | MD休眠仅0.68s | 检查Modem固件数据包处理 | | **5G能效瓶颈** | 5G_FR1休眠4G短63% | 优化FR1频段休眠策略 | --- ###
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