System Sleep States

pm_suspend代碼分析

v0.01 20190902 Init
v0.02 20191011 優化章節，優化部分描述。

1 概念

System Sleep States是整個系統全局的低功耗模式，用戶空間代碼無法執行，系統整體活動顯著減少。

2 支持哪些Sleep States

總共支持4中睡眠狀態，按睡眠深度由低到高依次是： freeze，standby，mem 和 disk。
可以通過接口 /sys/power/state 查詢和進入。如果某狀態查不到，則說明不支持，freeze和mem是永遠支持的。

mem和disk狀態做了細分, 通過以下方式查詢和配置。

[root@localhost power]# cat /sys/power/disk
[shutdown] reboot suspend test_resume

[root@localhost power]# cat /sys/power/mem_sleep
s2idle [deep]

3 代碼分佈

系統睡眠相關的主要代碼在kernel/power目錄下，包含sysfs接口實現，模式定義。當然被調用的代碼不在這裏，比如dpm，及syscore相關的代碼，會放在drivers/base/power/main.c, drivers/base/syscore.c等處。

main.c: pm core初始化，主要sysfs接口的實現，調用各狀態的入口函數。
suspend.c: 實現freeze，standby和mem三個狀態，入口函數是pm_suspend()，重要配置函數suspend_set_ops()。
hibernate.c: 實現disk狀態，入口函數hibernate()。

四種狀態定義如下：

# include/linux/suspend.h
36 #define PM_SUSPEND_ON           ((__force suspend_state_t) 0)
37 #define PM_SUSPEND_TO_IDLE      ((__force suspend_state_t) 1)
38 #define PM_SUSPEND_STANDBY      ((__force suspend_state_t) 2)
39 #define PM_SUSPEND_MEM          ((__force suspend_state_t) 3)
40 #define PM_SUSPEND_MIN          PM_SUSPEND_TO_IDLE
41 #define PM_SUSPEND_MAX          ((__force suspend_state_t) 4)

#對應關係如下：
freeze: PM_SUSPEND_TO_IDLE
standby: PM_SUSPEND_STANDBY
mem: PM_SUSPEND_MEM
disk:  PM_SUSPEND_MAX

4 重點流程講解

4.1 pm_suspend()

pm_suspend(kernel/power/suspend.c)
  enter_state()
    suspend_prepare()             //console、通知鏈、並suspend所有進程線程
    suspend_devices_and_enter()
      platform_suspend_begin() 
      dpm_suspend_start()        //調用dpm_prepare和dpm_suspend, 即所有devices做suspend
      suspend_enter()            //suspend_late, suspend_noirq，關從核，關中斷，syscore_suspend
      suspend_ops->enter()

說明一下，syscore_suspend存在的原因是，有些子系統執行suspend/resume/shutdown操作，要求只有一個CPU在線，且要關閉中斷。比如acpi, clk,cpufreq,gpio,iommu,irqchip,irq,time，所以增加了syscore，等suspend的最後階段調用。
這部分代碼在drivers/base/syscore.c實現的。