linux suspend 流程简介(1)

本文详细介绍了Linux系统中suspend流程的工作原理及实现细节,包括如何通过通知链通知子系统、冻结系统进程、挂起控制台等关键步骤。

Linux suspend procedure introduction (1)

1. 简介

在消费类电子产品中,系统功耗是非常重要的指标,其直接影响到设备的续航时间。比如智能手机,当暂时不使用时,需要关闭部分设备(如显示屏)以降低功耗,进入低功耗模式,此时执行的就是suspend流程,当我们使用手机时,就需要将其从低功耗模式唤醒,此时系统进入resume流程,唤醒系统。本文主要介绍linux系统中的suspend流程,resume流程和suspend流程基本类似,只是执行的操作刚好相反,本文就不赘述了。

在系统suspend的过程中,主要完成以下工作:

1) 调用其他子系统注册在通知链上的回调函数,通知其suspend事件到来

a) 当设备驱动在framework层(userspace)实现,此时需要使用通知链提前通知其suspend事件到来;

b) 当驱动在resume流程中调用了request_firmware,因此在系统suspend前需要通知设备驱动在suspend回调函数中将firmware文件下载到RAM中。

当发生如下事件时,会调用注册在通知链上的回调函数:

PM_HIBERNATION_PREPARE

PM_POST_HIBERNATION

PM_RESTORE_PREPARE

PM_POST_RESTORE

PM_SUSPEND_PREPARE (suspend流程会调用这个)

PM_POST_SUSPEND

2) Freeze 系统进程

   后续文章会详细介绍。

3) Suspend console

4) Suspend 非系统设备(non-sysdev

5) 调用各个驱动程序的suspend函数

  此阶段调用各个驱动中注册的suspend函数,需驱动工程师按具体需求实现。

6) Suspend 中断

  后续文章会详细介绍

7) Suspend system core

 

2. 代码分析

代码路径:kernel/power/suspend.c

pm_suspend函数是一个对外部可见的API,其他模块可通过调用它使系统进入低功耗模式,函数实现如下:

int pm_suspend(suspend_state_t state)

{

         int error;

 

         if (state <= PM_SUSPEND_ON || state >= PM_SUSPEND_MAX)

                 return -EINVAL;

 

         pm_suspend_marker("entry");

         error = enter_state(state);

         if (error) {                                                                                                                                   

                 suspend_stats.fail++;

                 dpm_save_failed_errno(error);

         } else {

                 suspend_stats.success++;

         }

         pm_suspend_marker("exit");

         return error;

 }

EXPORT_SYMBOL(pm_suspend);

其中state是系统要进入的睡眠模式。

 

整个suspend过程中的函数调用关系如下:

pm_suspend

	->enter_state

		->suspend_prepare

			-> pm_prepare_console

			-> __pm_notifier_call_chain

			-> suspend_freeze_processes

		->suspend_devices_and_enter

			->platform_suspend_begin

			->suspend_console

			->dpm_suspend_start

			->suspend_enter

				->platform_suspend_prepare

				->dpm_suspend_late

				->platform_suspend_prepare_late

				->dpm_suspend_noirq

				->platform_suspend_prepare_noirq

				->disable_nonboot_cpus

				->syscore_suspend

参考文献:

Linux 内核文档:freezing-of-tasks.txt

<think>好的,用户之前问过关于Linux进入S0i3或Modern Standby的问题,现在又问了如何进入Suspend-to-Idle。我需要先明确这两个概念的区别,确保回答准确。 首先,Suspend-to-Idle(s2idle)是Linux中的一种低功耗状态,属于S0ix的一部分,而Modern Standby是微软提出的,可能与s2idle有关联,但用户可能混淆了这两个术语。用户可能是在寻找如何配置s2idle,因为这是Linux中的常见实现。 接下来,我需要检查用户提供的系统级指令,确保回答符合格式要求,比如数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,以及正确的中文回答。之前的回答结构比较清晰,分步骤说明,这次也需要保持类似结构。 用户的问题是关于如何进入Suspend-to-Idle,所以需要先解释什么是s2idle,然后说明如何配置和启用。可能需要包括内核配置、系统设置、命令行操作等。同时要考虑用户可能的实际应用场景,比如笔记本用户希望省电,或者嵌入式系统需要低功耗状态。 需要注意用户可能遇到的常见问题,比如硬件兼容性、驱动支持等,以及如何验证是否成功进入s2idle状态。可能需要提供命令示例,如检查/sys/power/mem_sleep,使用dmesg查看日志等。 还要确保回答的技术细节准确,比如正确的内核版本要求,配置选项是否需要开启,以及相关的命令行操作是否正确。例如,设置mem_sleep为s2idle,然后触发挂起。 可能需要对比之前的Modern Standby配置,指出两者的不同,避免用户混淆。同时,用户可能没有明确说明他们的系统环境,所以需要给出通用的步骤,并提醒注意硬件和驱动的兼容性。 最后,按照用户之前的回答结构,分步骤、代码块、注意事项等,确保结构清晰,帮助用户逐步解决问题。同时,注意使用中文,避免术语错误,保持语言简洁明了。</think>在Linux系统中进入**Suspend-to-Idle(S2Idle)**状态的操作流程和技术要点如下: --- ### 一、基础概念 1. **Suspend-to-Idle定义**: - ACPI规范中的最浅层睡眠状态(S0ix系列) - 核心特点: - CPU进入C1/C2低功耗状态 - 保持所有设备供电(可唤醒) - 唤醒延迟极低(毫秒级) - 功耗公式:$$ P_{\text{idle}} = P_{\text{static}} + \sum I_{\text{device}} \times V $$ 2. **适用场景**: - 需要快速唤醒的移动设备 - 替代传统S1/S2睡眠 - 无法满足S3(挂起到内存)硬件支持时的替代方案 --- ### 二、配置步骤 #### 1. 内核要求 - **最低内核版本**:4.9+(推荐5.4+) - **必备内核配置**: ```makefile CONFIG_SUSPEND=y CONFIG_SUSPEND_SKIP_SYNC=y # 跳过同步步骤以加速挂起 CONFIG_ACPI_SYSTEM_POWER_STATES_SUPPORT=y ``` #### 2. 系统设置 ```bash # 设置默认睡眠模式为s2idle echo 's2idle' | sudo tee /sys/power/mem_sleep # 验证当前睡眠模式 cat /sys/power/mem_sleep # 应输出:s2idle [deep] ``` #### 3. 触发挂起 ```bash # 直接触发S2Idle echo 'freeze' | sudo tee /sys/power/state # 或通过systemd(需配置) sudo systemctl suspend ``` --- ### 三、状态验证 #### 1. 确认当前状态 ```bash # 查看最后一次挂起类型 dmesg | grep "PM: suspend" | tail -n1 # 成功输出示例:PM: suspend entry (s2idle) ``` #### 2. 功耗监控 ```bash # 使用turbostat观察CPU状态 sudo turbostat --show Core,CPU%c6,Pkg%pc6 -i 1 # 进入S2Idle后应观测到C6/C8状态占比显著上升 ``` #### 3. 唤醒源检测 ```bash # 查看可唤醒设备列表 cat /proc/acpi/wakeup # 标识为*enabled的设备可能阻止深度睡眠 ``` --- ### 四、高级调试 #### 1. 强制禁用深睡眠 ```bash # 阻止系统使用S3/S4状态 sudo kernelstub -a "mem_sleep_default=deep" sudo kernelstub -a "acpi_sleep=s3_nano" ``` #### 2. 唤醒延迟分析 ```bash # 记录挂起/恢复时间戳 echo 1 | sudo tee /sys/power/pm_print_times # 执行挂起后查看dmesg输出时间统计 ``` #### 3. 设备电源管理 ```bash # 批量设置PCI设备为低功耗模式 for dev in /sys/bus/pci/devices/*/power/control; do echo auto > $dev done ``` --- ### 五、常见问题排查 1. **无法保持挂起状态**: - 检查`/var/log/syslog`中的ACPI错误 - 更新BIOS/UEFI固件 - 尝试禁用NVIDIA显卡驱动:`sudo systemctl stop nvidia-persistenced` 2. **功耗过高**: ```bash # 检测异常唤醒源 grep . /sys/bus/usb/devices/*/power/wakeup # 关闭USB唤醒功能 echo disabled | sudo tee /sys/bus/usb/devices/*/power/wakeup ``` 3. **系统卡死**: - 添加内核启动参数:`nohibernate noresume` - 测试时使用物理电源按钮唤醒 --- ### 六、优化建议 1. **调整CPU空闲策略**: ```bash # 设置所有CPU为最大C-state for cpu in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpuidle/state*/disable; do echo 0 > $cpu done ``` 2. **内存压缩加速**: ```bash # 启用zswap压缩 echo 1 | sudo tee /sys/module/zswap/parameters/enabled ``` 3. **网络唤醒支持**: ```bash # 启用以太网唤醒 ethtool -s enp0s31f6 wol g ``` --- ### 替代方案对比 | 状态 | 唤醒延迟 | 功耗 | 数据保持 | |----------------|----------|------|----------| | Suspend-to-Idle | 50-200ms | 中 | 内存 | | S3 (Mem) | 1-3s | 低 | 内存 | | Hibernation | 5-10s | 零 | 磁盘 | 建议通过`sudo systemctl hybrid-sleep`实现混合睡眠(S2Idle + 休眠到磁盘)以平衡安全性与功耗。
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