Android 休眠(suspend),在一个打过android补丁的内核中,state_store()函数会走另外一条路,会进入到request_suspend_state()中,这个文件在earlysuspend.c中。这些功能都是android系统加的,后面会对earlysuspend和late resume 进行介绍。涉及到的文件:
linux_source/kernel/power/main.c
linux_source/kernel/power/earlysuspend.c
linux_source/kernel/power/wakelock.c
(1)特性介绍
Early Suspend:Early suspend 是android 引进的一种机制,这种机制在上游备受争议,这里不做评论。这个机制作用在关闭显示的时候。一些和显示有关的设备,比如LCD背光,比如重力感应器、触摸屏、这些设备都会关掉。但是系统可能还是在运行状态(这时候还有wake lock)进行任务的处理,例如在扫描SD卡上的文件等。在嵌入式设备中,背光是一个很大的电源消耗,所以 android会加入这样一种机制。
Late Resume:Late Resume 是和suspend 配套的一种机制,是在内核唤醒完毕开始执行的。主要就是唤醒在Early Suspend的时候休眠的设备。
Wake Lock:Wake Lock 在Android的电源管理系统中扮演一个核心的角色。Wake Lock是一种锁的机制,只要有人拿着这个锁,系统就无法进入休眠,可以被用户态程序和内核获得。这个锁可以是有超时的或者是没有超时的,超时的锁会在时间过去以后自动解锁。如果没有锁了或者超时了,内核就会启动休眠的那套机制来进入休眠。
(2)过程
A,Android Suspend,当用户写入mem 或者standby到/sys/power/state中的时候,state_store()会被调用,然后Android会在这里调用request_suspend_state(),而标准的Linux会在这里进入enter_state()这个函数。如果请求的是休眠,那么early_suspend这个workqueue就会被调用,并且进入early_suspend状态。
if (!old_sleep && new_state != PM_SUSPEND_ON) {
- #ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND
- if (state == PM_SUSPEND_ON || valid_state(state)) {
- error = 0;
- request_suspend_state(state);
- }
- #else
- error = enter_state(state);
- #endif
- state |= SUSPEND_REQUESTED;
- queue_work(suspend_work_queue, &early_suspend_work);
- } else if (old_sleep && new_state == PM_SUSPEND_ON) {
- state &= ~SUSPEND_REQUESTED;
- wake_lock(&main_wake_lock);
- queue_work(suspend_work_queue, &late_resume_work);
- }
- static DECLARE_WORK(early_suspend_work, early_suspend);
- static DECLARE_WORK(late_resume_work, late_resume);
B,Early Suspend,在early_suspend()函数中,首先会检查现在请求的状态还是否是suspend,来防止suspend的请求会在这个时候取消掉(因为这个时候用户进程还在运行),如果需要退出,就简单的退出了。如果没有,这个函数就会把early suspend中注册的一系列的回调都调用一次,然后同步文件系统,然后放弃掉 main_wake_lock。这个wake lock是一个没有超时的锁,如果这个锁不释放,那 么系统就无法进入休眠。
(这儿特别要注意early_suspend中的wake_unlock(&main_wake_lock)函数,该函数觉得着是否让CPU进入SUSPEND,下面是该函数中的一段代码
- long has_lock = has_wake_lock_locked(type);
- if (has_lock > 0) {
- if (debug_mask & DEBUG_EXPIRE)
- pr_info(“wake_unlock: %s, start expire timer, “
- “%ld\n”, lock–>name, has_lock);
- mod_timer(&expire_timer, jiffies + has_lock);
- } else {
- if (del_timer(&expire_timer))
- if (debug_mask & DEBUG_EXPIRE)
- pr_info(“wake_unlock: %s, stop expire “
- “timer\n”, lock–>name);
- if (has_lock == 0)
- queue_work(suspend_work_queue, &suspend_work);
- }
- static DECLARE_WORK(suspend_work, suspend);
- static void suspend(struct work_struct *work)
- {
- int ret;
- int entry_event_num;
- if (has_wake_lock(WAKE_LOCK_SUSPEND)) {
- if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
- pr_info(“suspend: abort suspend\n”);
- return;
- }
- entry_event_num = current_event_num;
- sys_sync();
- if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
- pr_info(“suspend: enter suspend\n”);
- ret = pm_suspend(requested_suspend_state);
- if (debug_mask & DEBUG_EXIT_SUSPEND) {
- struct timespec ts;
- struct rtc_time tm;
- getnstimeofday(&ts);
- rtc_time_to_tm(ts.tv_sec, &tm);
- pr_info(“suspend: exit suspend, ret = %d “
- “(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%09lu UTC)\n”, ret,
- tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
- tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec, ts.tv_nsec);
- }
- if (current_event_num == entry_event_num) {
- if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)
- pr_info(“suspend: pm_suspend returned with no event\n”);
- wake_lock_timeout(&unknown_wakeup, HZ / 2);
- }
从上面的代码上可以看出,android故意在进入early_suspend的时候加了一个wakelock锁,在进入early_suspend之后来释放这个wakelock,wake_unlock(&main_wake_lock)函数中判断是否还有其他wakelock未释放,如果没有的话,就进入linux的SUSPEND模式,LINUx的SUSPEND是一种完全的suspend模式,各个模块断电,DDR进去self_refresh)。
C,Late Resume,当所有的唤醒已经结束以后,用户进程都已经开始运行了。唤醒通常会是以下的几种原因:
1)来电:如果是来电,那么Modem会通过发送命令给rild来让rild通知WindowManager有来电响应,这样就会远程调用PowerManagerService来写”on” 到 /sys/power/state 来执行late resume的设备,比如点亮屏幕等。
2)用户按键:用户按键事件会送到WindowManager中,WindowManager会处理这些按键事件。按键分为几种情况,如果案件不是唤醒键(能够唤醒系统的按键) 那么WindowManager会主动放弃wakeLock来使系统进入再次休眠;如果按键是唤醒键,那么WindowManger就会调用PowerManagerService中的接口来执行 Late Resume。Late Resume会依次唤醒前面调用了Early Suspend的设备.
(3)术语
Wake Lock:我们接下来看一看wake lock的机制是怎么运行和起作用的,主要关注wakelock.c文件就可以了。wake lock 有加锁和解锁两种状态,加锁的方式有两种,一种是永久的锁住,这样的锁除非显示的放开,是不会解锁的,所以这种锁的使用是非常小心的;第二种是超时锁,这种锁会锁定系统唤醒一段时间,如果这个时间过去了,这个锁会自动解除。锁有两种类型:
1)WAKE_LOCK_SUSPEND 这种锁会防止系统进入睡眠
2)WAKE_LOCK_IDLE 这种锁不会影响系统的休眠
在wake lock中,会有3个地方让系统直接开始suspend(),分别是:在wake_unlock()中,如果发现解锁以后没有任何其他的wake lock了,就开始休眠。在定时器都到时间以后,定时器的回调函数会查看是否有其他的wake lock;如果没有,就在这里让系统进入睡眠。在wake_lock() 中,对一个wake lock加锁以后,会再次检查一下有没有锁。
Suspend:当wake_lock 运行 suspend()以后,在wakelock.c的suspend()函数会被调用,这个函数首先sync文件系统,然后调用pm_suspend(request_suspend_state),接下来pm_suspend()就会调用enter_state()来进入Linux的休眠流程。
(4)Android于标准Linux休眠的区别
pm_suspend() 虽然会调用enter_state()来进入标准的Linux休眠流程,但是还是有一些区别:当进入冻结进程的时候,android首先会检查有没有wake lock。如果没有,才会冻结这些进程,因为在开始suspend和冻结进程期间有可能有人申请了wake lock,如果是这样,冻结进程会被中断。