1. 前言
Autosleep也是從Android wakelocks補丁集中演化而來的（Linux電源管理(9)_wakelocks），用於取代Android wakelocks中的自動休眠功能。它基於wakeup source實現，從代碼邏輯上講，autosleep是一個簡單的功能，但背後卻埋藏着一個值得深思的話題：
計算機的休眠（通常是STR、Standby、Hibernate等suspend操作），應當在什麼時候、由誰觸發？
蝸蝸在“Linux電源管理(2)_Generic PM之基本概念和軟件架構”中有提過，在傳統的操作場景下，如PC、筆記本電腦，這個問題很好回答：由用戶、在其不想或不再使用時。
但在移動互聯時代，用戶隨時隨地都可能使用設備，上面的回答就不再成立，怎麼辦？這時，Android提出了“Opportunistic suspend（這個詞彙太傳神了，很難用簡潔的中文去翻譯，就不翻譯了）”的理論，通俗的講，就是“逮到機會就睡”。而autosleep功能，無論是基於Android wakelocks的autosleep，還是基於wakeup source的autosleep，都是爲了實現“Opportunistic suspend”。
相比較“對多樣的系統組件單獨控制”的電源管理方案（如Linux kernel的Dynamic PM），“Opportunistic suspend”是非常簡單的，只要檢測到系統沒有事情在做（逮到機會），就suspend整個系統。這對系統的開發人員（特別是driver開發者）來說，很容易實現，幾乎不需要特別處理。
但困難的是，“系統沒有事情在做”的判斷依據是什麼？能判斷準確嗎？會不會浪費過多的資源在"susend->resume-supsend…”的無聊動作上？如果只有一個設備在做事情，其它設備豈不是也得陪着耗電？等等…
所以，實現“Opportunistic suspend”機制的autosleep功能，是充滿爭議的。說實話，也是不優雅的。但它可以解燃眉之急，因而雖然受非議，卻在Android設備中廣泛使用。
其實Android中很多機制都是這樣的（如wakelocks，如binder，等等），可以這樣比方：Android是設計中的現實主義，Linux kernel是設計中的理想主義，當理想和現實衝突時，怎麼調和？不只是Linux kernel，其它的諸如設計、工作和生活，都會遇到類似的衝突，怎麼對待？沒有答案，但有一個原則：不要偏執，不要試圖追求非黑即白的真理！
我們應該慶幸有Android這樣的開源軟件，讓我們可以對比，可以思考。偏題有點遠，言歸正傳吧，去看看autosleep的實現。
2. 功能總結和實現原理
經過前言的瞎聊，Autosleep的功能很已經很直白了，“系統沒有事情在做”的時候，就將系統切換到低功耗狀態。
根據使用場景，低功耗狀態可以是Freeze、Standby、Suspend to RAM（STR）和Suspend to disk（STD）中的任意一種。而怎麼判斷系統沒有事情在做呢？依賴wakeup events framework。只要系統沒有正在處理和新增的wakeup events，就嘗試suspend，如果suspend的過程中有events產生，再resume就是了。
由於suspend/resume的操作如此頻繁，解決同步問題就越發重要，這也要依賴wakeup events framework及其wakeup count功能。
3. 在電源管理中的位置
autosleep的實現位於kernel/power/autosleep.c中，基於wakeup count和suspend & hibernate功能，並通過PM core的main模塊向用戶空間提供sysfs文件（/sys/power/autosleep）
注1：我們在“Linux電源管理(8)_Wakeup count功能”中，討論過wakeup count功能，本文的autosleep，就是使用wakeup count的一個實例。
4. 代碼分析
4.1 /sys/power/autosleep
/sys/power/autosleep是在kernel/power/main.c中實現的，如下：
1: #ifdef CONFIG_PM_AUTOSLEEP
2: static ssize_t autosleep_show(struct kobject *kobj,
3: struct kobj_attribute *attr,
4: char *buf)
5: {
6: suspend_state_t state = pm_autosleep_state();
7:
8: if (state == PM_SUSPEND_ON)
9: return sprintf(buf, "off\n");
10:
11: #ifdef CONFIG_SUSPEND
12: if (state < PM_SUSPEND_MAX)
13: return sprintf(buf, "%s\n", valid_state(state) ?
14: pm_states[state] : "error");
15: #endif
16: #ifdef CONFIG_HIBERNATION
17: return sprintf(buf, "disk\n");
18: #else
19: return sprintf(buf, "error");
20: #endif
21: }
22:
23: static ssize_t autosleep_store(struct kobject *kobj,
24: struct kobj_attribute *attr,
25: const char *buf, size_t n)
26: {
27: suspend_state_t state = decode_state(buf, n);
28: int error;
29:
30: if (state == PM_SUSPEND_ON
31: && strcmp(buf, "off") && strcmp(buf, "off\n"))
32: return -EINVAL;
33:
34: error = pm_autosleep_set_state(state);
35: return error ? error : n;
36: }
37:
38: power_attr(autosleep);
39: #endif /* CONFIG_PM_AUTOSLEEP */
a）autosleep不是一個必須的功能，可以通過CONFIG_PM_AUTOSLEEP打開或關閉該功能。
b）autosleep文件和state文件類似：
讀取，返回“freeze”，“standby”，“mem”，“disk”， “off”，“error”等6個字符串中的一個，表示當前autosleep的狀態，分別是auto freeze、auto standby、auto STR、auto STD、autosleep功能關閉和當前系統不支持該autosleep的錯誤指示；
寫入freeze”，“standby”，“mem”，“disk”， “off”等5個字符串中的一個，代表將autosleep切換到指定狀態。
c）autosleep的讀取，由pm_autosleep_state實現；autosleep的寫入，由pm_autosleep_set_state實現。這兩個接口爲autosleep模塊提供的核心接口，位於kernel/power/autosleep.c中。
4.2 pm_autosleep_init
開始之前，先介紹一下autosleep的初始化函數，該函數在kernel PM初始化時（.\kernel\power\main.c:pm_init）被調用，負責初始化autosleep所需的2個全局參數：
1）一個名稱爲“autosleep”的wakeup source（autosleep_ws），在autosleep執行關鍵操作時，阻止系統休眠（我們可以從中理解wakeup source的應用場景和使用方法）。
2）一個名稱爲“autosleep”的有序workqueue，用於觸發實際的休眠動作（休眠應由經常或者線程觸發）。這裏我們要提出2個問題：什麼是有序workqueue？爲什麼要使用有序workqueue？後面分析代碼時會有答案。
如下：
1: int __init pm_autosleep_init(void)
2: {
3: autosleep_ws = wakeup_source_register("autosleep");
4: if (!autosleep_ws)
5: return -ENOMEM;
6:
7: autosleep_wq = alloc_ordered_workqueue("autosleep", 0);
8: if (autosleep_wq)
9: return 0;
10:
11: wakeup_source_unregister(autosleep_ws);
12: return -ENOMEM;
13: }
4.3 pm_autosleep_set_state
pm_autosleep_set_state負責設置autosleep的狀態，autosleep狀態和“Linux電源管理(5)_Hibernate和Sleep功能介紹”所描述的電源管理狀態一致，共有freeze、standby、STR、STD和off五種（具體依賴於系統實際支持的電源管理狀態）。具體如下：
1: int pm_autosleep_set_state(suspend_state_t state)
2: {
3:
4: #ifndef CONFIG_HIBERNATION
5: if (state >= PM_SUSPEND_MAX)
6: return -EINVAL;
7: #endif
8:
9: __pm_stay_awake(autosleep_ws);
10:
11: mutex_lock(&autosleep_lock);
12:
13: autosleep_state = state;
14:
15: __pm_relax(autosleep_ws);
16:
17: if (state > PM_SUSPEND_ON) {
18: pm_wakep_autosleep_enabled(true);
19: queue_up_suspend_work();
20: } else {
21: pm_wakep_autosleep_enabled(false);
22: }
23:
24: mutex_unlock(&autosleep_lock);
25: return 0;
26: }
a）判斷state是否合法。
b）調用__pm_stay_awake，確保系統不會休眠。
c）將state保存在一個全局變量中（autosleep_state）。
d）調用__pm_relax，允許系統休眠。
e）根據state的狀態off還是其它，調用wakeup events framework提供的接口pm_wakep_autosleep_enabled，使能或者禁止autosleep功能。
f）如果是使能狀態，調用內部接口queue_up_suspend_work，將suspend work掛到autosleep workqueue中。
注2：由這裏的實例可以看出，此時wakeup source不再是wakeup events的載體，而更像一個lock（呵呵，Android wakelocks的影子）。
注3：
該接口並沒有對autosleep state的當前值做判斷，也就意味着用戶程序可以不停的調用該接口，設置autosleep state，如寫“mem”，寫“freeze”，寫“disk”等等。那麼suspend work將會多次queue到wrokqueue上。
而在多核CPU上，普通的workqueue是可以在多個CPU上並行執行多個work的。這恰恰是autosleep所不能接受的，因此autosleep workqueue就必須是orderd workqueue。所謂ordered workqueue，就是統一時刻最多執行一個work的worqueue（具體可參考include\linux\workqueue.h中的註釋）。
那我們再問，爲什麼不判斷一下狀態內？首先，orderd workqueue可以節省資源。其次，這樣已經夠了，何必多費心思呢？簡潔就是美。
pm_wakep_autosleep_enabled主要用於更新wakeup source中和autosleep有關的信息，代碼和執行邏輯如下：
1: #ifdef CONFIG_PM_AUTOSLEEP
2: /**
3: * pm_wakep_autosleep_enabled - Modify autosleep_enabled for all wakeup sources.
4: * @enabled: Whether to set or to clear the autosleep_enabled flags.
5: */
6: void pm_wakep_autosleep_enabled(bool set)
7: {
8: struct wakeup_source *ws;
9: ktime_t now = ktime_get();
10:
11: rcu_read_lock();
12: list_for_each_entry_rcu(ws, &wakeup_sources, entry) {
13: spin_lock_irq(&ws->lock);
14: if (ws->autosleep_enabled != set) {
15: ws->autosleep_enabled = set;
16: if (ws->active) {
17: if (set)
18: ws->start_prevent_time = now;
19: else
20: update_prevent_sleep_time(ws, now);
21: }
22: }
23: spin_unlock_irq(&ws->lock);
24: }
25: rcu_read_unlock();
26: }
27: #endif /* CONFIG_PM_AUTOSLEEP */
a）更新系統所有wakeup souce的autosleep_enabled標誌（太浪費了！！）。
b）如果wakeup source處於active狀態（意味着它會阻止autosleep），且當前autosleep爲enable，將start_prevent_time設置爲當前實現（開始阻止）。
c）如果wakeup source處於active狀態，且autosleep爲disable（說明這個wakeup source一直堅持到autosleep被禁止），調用update_prevent_sleep_time接口，更新wakeup source的prevent_sleep_time。
queue_up_suspend_work比較簡單，就是把suspend_work掛到workqueue，等待被執行。而suspend_work的處理函數爲try_to_suspend，如下：
1: static DECLARE_WORK(suspend_work, try_to_suspend);
2:
3: void queue_up_suspend_work(void)
4: {
5: if (autosleep_state > PM_SUSPEND_ON)
6: queue_work(autosleep_wq, &suspend_work);
7: }
4.4 try_to_suspend
try_to_suspend是suspend的實際觸發者，代碼如下：
1: static void try_to_suspend(struct work_struct *work)
2: {
3: unsigned int initial_count, final_count;
4:
5: if (!pm_get_wakeup_count(&initial_count, true))
6: goto out;
7:
8: mutex_lock(&autosleep_lock);
9:
10: if (!pm_save_wakeup_count(initial_count) ||
11: system_state != SYSTEM_RUNNING) {
12: mutex_unlock(&autosleep_lock);
13: goto out;
14: }
15:
16: if (autosleep_state == PM_SUSPEND_ON) {
17: mutex_unlock(&autosleep_lock);
18: return;
19: }
20: if (autosleep_state >= PM_SUSPEND_MAX)
21: hibernate();
22: else
23: pm_suspend(autosleep_state);
24:
25: mutex_unlock(&autosleep_lock);
26:
27: if (!pm_get_wakeup_count(&final_count, false))
28: goto out;
29:
30: /*
31: * If the wakeup occured for an unknown reason, wait to prevent the
32: * system from trying to suspend and waking up in a tight loop.
33: */
34: if (final_count == initial_count)
35: schedule_timeout_uninterruptible(HZ / 2);
36:
37: out:
38: queue_up_suspend_work();
39: }
該接口是wakeup count的一個例子，根據我們在“Linux電源管理(8)_Wakeup count功能”的分析，就是read wakeup count，write wakeup count，suspend，具體爲：
a）調用pm_get_wakeup_count（block爲true），獲取wakeup count，保存在initial_count中。如果有wakeup events正在處理，阻塞等待。
b）將讀取的count，寫入。如果成功，且當前系統狀態爲running，根據autosleep狀態，調用hibernate或者pm_suspend，suspend系統。
d）如果寫count失敗，說明讀寫的過程有events產生，退出，進行下一次嘗試。
e）如果suspend的過程中，或者是suspend之後，產生了events，醒來，再讀一次wakeup count（此時不再阻塞），保存在final_count中。
f）如果final_count和initial_count相同，發生怪事了，沒有產生events，竟然醒了。可能有異常，不能再立即啓動autosleep（恐怕陷入sleep->wakeup->sleep->wakeup的快速loop中），等待0.5s，再嘗試autosleep。
4.5 pm_autosleep_state
該接口比較簡單，獲取autosleep_state的值返回即可。