System Sleep States

pm_suspend代码分析

v0.01 20190902 Init
v0.02 20191011 优化章节，优化部分描述。

1 概念

System Sleep States是整个系统全局的低功耗模式，用户空间代码无法执行，系统整体活动显著减少。

2 支持哪些Sleep States

总共支持4中睡眠状态，按睡眠深度由低到高依次是： freeze，standby，mem 和 disk。
可以通过接口 /sys/power/state 查询和进入。如果某状态查不到，则说明不支持，freeze和mem是永远支持的。

mem和disk状态做了细分, 通过以下方式查询和配置。

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

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

3 代码分布

系统睡眠相关的主要代码在kernel/power目录下，包含sysfs接口实现，模式定义。当然被调用的代码不在这里，比如dpm，及syscore相关的代码，会放在drivers/base/power/main.c, drivers/base/syscore.c等处。

main.c: pm core初始化，主要sysfs接口的实现，调用各状态的入口函数。
suspend.c: 实现freeze，standby和mem三个状态，入口函数是pm_suspend()，重要配置函数suspend_set_ops()。
hibernate.c: 实现disk状态，入口函数hibernate()。

四种状态定义如下：

# 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)

#对应关系如下：
freeze: PM_SUSPEND_TO_IDLE
standby: PM_SUSPEND_STANDBY
mem: PM_SUSPEND_MEM
disk:  PM_SUSPEND_MAX

4 重点流程讲解

4.1 pm_suspend()

pm_suspend(kernel/power/suspend.c)
  enter_state()
    suspend_prepare()             //console、通知链、并suspend所有进程线程
    suspend_devices_and_enter()
      platform_suspend_begin() 
      dpm_suspend_start()        //调用dpm_prepare和dpm_suspend, 即所有devices做suspend
      suspend_enter()            //suspend_late, suspend_noirq，关从核，关中断，syscore_suspend
      suspend_ops->enter()

说明一下，syscore_suspend存在的原因是，有些子系统执行suspend/resume/shutdown操作，要求只有一个CPU在线，且要关闭中断。比如acpi, clk,cpufreq,gpio,iommu,irqchip,irq,time，所以增加了syscore，等suspend的最后阶段调用。
这部分代码在drivers/base/syscore.c实现的。