Linux 커널 일시정지/재개 프로세스의 구현 원리 및 관련 기술에 대한 심도 있는 논의

리눅스 커널에서 일시정지/재개 프로세스는 매우 중요한 프로세스입니다. 시스템 절전 및 깨우기를 실현하고 시스템의 에너지 효율성과 응답 속도를 향상시킬 수 있습니다. 이번 글에서는 리눅스 커널 일시정지/재개 프로세스의 구현 원리와 관련 기술을 살펴보겠습니다.

Hibernation/wakeup은 임베디드 Linux에서 매우 중요한 부분입니다. 임베디드 장치는 배터리 수명을 연장하기 위해 최대한 절전 상태로 들어가야 합니다. 이 글에서는 Linux에서 절전/깨우기 작동 방식을 자세히 소개합니다.

참고기사: 저자: zhangjiejing

날짜: 2010-04-07, http://www.thinksrc.com

내 리눅스 커널 버전: 3.0.31

최대 절전 모드에 대한 간략한 소개

Linux에서 최대 절전 모드는 주로 세 가지 주요 단계로 나뉩니다.

1. 사용자 모드 프로세스 및 커널 모드 작업을 중지합니다

2. 등록된 기기의 정지 콜백 기능을 호출합니다

3. 순서는 등록순입니다

핵심 장치를 최대 절전 모드로 전환하고 CPU를 최대 절전 모드로 전환합니다. 프로세스를 동결한다는 것은 커널이 프로세스 목록에 있는 모든 프로세스의 상태를 중지됨으로 설정하고 모든 프로세스의 컨텍스트를 저장한다는 의미입니다. 정지되면 계속 실행됩니다. Linux를 최대 절전 모드로 전환하는 방법은 무엇입니까? 사용자는 sys 파일을 읽고 쓰면서 시스템을 제어할 수 있습니다.

# echo mem > /sys/power/state

시스템에 절전 모드로 전환하도록 명령하는 것도 가능합니다.

# 고양이 /sys/power/state

커널에서 지원하는 절전 모드를 확인하려면

Linux 일시 중단 프로세스

관련 문서:

Linux 커널 웹사이트를 방문하여 소스 코드를 얻을 수 있습니다. 파일 경로는 다음과 같습니다.

으아아아

리눅스가 어떻게 잠자기/깨우기를 하는지 자세히 살펴보겠습니다.

사용자가 /sys/power/state를 읽고 쓰면 main.c에서 state_store()가 호출됩니다. 사용자는 "mem", "standby"와 같이 const char * const pm_state[]에 정의된 문자열을 작성할 수 있습니다. 일반적으로 일시 중지 및 재개 버튼으로 제어됩니다

그런 다음 state_store()는 enter_state()를 호출하여 먼저 일부 상태 매개변수를 확인한 다음 파일 시스템을 동기화합니다.

으아아아

준비, 동결과정

suspens_prepare()에 들어간 후 출력 정보에 일시 중지할 가상 터미널을 할당한 다음 시스템이 일시 중지에 들어가고 싶다는 알림을 브로드캐스팅하고 사용자 모드 도우미 프로세스를 닫은 다음 suspens_freeze_processes()를 순서대로 호출하여 모든 것을 중지합니다. 프로세스. , 모든 프로세스의 현재 상태가 여기에 저장됩니다. 동결 상태 진입을 거부하는 프로세스가 있을 수 있습니다. 이러한 프로세스가 있으면 동결이 실패하고 모든 프로세스가 동결 해제됩니다.

방금 얼어붙었어요. 으아아아

주변기기를 절전 모드로 설정

이제 모든 프로세스(workqueue/kthread 포함)가 중지되었습니다. 커널 모드 문자는 중지 시 일부 세마포를 보유할 수 있으므로 이때 주변 장치의 세마포를 잠금 해제하면 Lock이 발생할 수 있으므로 잠글 때 매우 주의하세요. /unlocking은 주변기기의 suspens() 함수에 있습니다. 그리고 설계 시에는 일부 로그가 출력되지 않기 때문에 문제가 발생하면 디버그하기가 매우 어렵습니다.

그러면 커널은 여기에서 일부 메모리를 확보하려고 시도합니다.

마지막으로 모든 주변 장치를 절전 모드로 전환하기 위해 suspens_devices_and_enter()가 호출됩니다. 이 함수에서 플랫폼이 suspens_pos(일반적으로 보드 수준 정의에 정의 및 등록됨)를 등록하면 여기에서 suspens_ops->begin()이 호출됩니다. 그러면 drivers/base/power/main.c의 device_suspens()->dpm_suspens()가 호출되고 드라이버의 suspens() 콜백을 차례로 호출하여 모든 장치를 절전 모드로 전환합니다.

모든 장치가 절전 모드로 전환되면 suspens_ops->prepare()가 호출됩니다. 이 함수는 일반적으로 보드를 절전 모드로 전환하기 위한 몇 가지 준비 작업을 수행합니다. 다음으로 Linux에서는 멀티 코어 CPU에서 시작되지 않는 CPU가 전환됩니다. off. 댓글에서 볼 수 있듯이 다른 CPU로 인해 발생하는 경합 상태를 방지하기 위한 것입니다. 이제부터는 하나의 CPU만 실행됩니다.

suspens_ops는 보드 수준의 전원 관리 작업으로, 일반적으로 arch/xxx/mach-xxx/pm.c.

파일에 등록됩니다.

다음으로 suspens_enter()가 호출됩니다. 이 함수는 아치 irq를 닫고, device_power_down()을 호출하며, 이 함수는 일반적으로 시스템이 실제로 절전 모드에 들어갈 때 호출되는 마지막 함수입니다. 최종 확인이 성공하면 모든 시스템 장치와 버스를 절전 모드로 전환하고, 이때 CPU는 절전 상태로 전환됩니다. 코드 실행이 중지됩니다.

1. /** 
2.  \* suspend_devices_and_enter - suspend devices and enter the desired system 
3.  \*         sleep state. 
4.  \* @state:    state to enter 
5.  */ 
6. int suspend_devices_and_enter(suspend_state_t state) 
7. { 
8.   int error; 
9.  
10.   if (!suspend_ops) 
11. ​    return -ENOSYS; 
12.  
13.   trace_machine_suspend(state); 
14.   if (suspend_ops-**>**begin) { 
15. ​    error = suspend_ops-**>**begin(state); 
16. ​    if (error) 
17. ​      goto Close; 
18.   } 
19.   suspend_console(); 
20.   suspend_test_start(); 
21.   error = dpm_suspend_start(PMSG_SUSPEND); 
22.   if (error) { 
23. ​    printk(KERN_ERR "PM: Some devices failed to suspend\n"); 
24. ​    goto Recover_platform; 
25.   } 
26.   suspend_test_finish("suspend devices"); 
27.   if (suspend_test(TEST_DEVICES)) 
28. ​    goto Recover_platform; 
29.  
30.   error = suspend_enter(state); 
31.  
32.  Resume_devices: 
33.   suspend_test_start(); 
34.   dpm_resume_end(PMSG_RESUME); 
35.   suspend_test_finish("resume devices"); 
36.   resume_console(); 
37.  Close: 
38.   if (suspend_ops-**>**end) 
39. ​    suspend_ops-**>**end(); 
40.   trace_machine_suspend(PWR_EVENT_EXIT); 
41.   return error; 
42.  
43.  Recover_platform: 
44.   if (suspend_ops-**>**recover) 
45. ​    suspend_ops-**>**recover(); 
46.   goto Resume_devices; 
47. } 

RESUME

如果在休眠中系统被中断或者其他事件唤醒, 接下来的代码就会开始执行, 这个 唤醒的顺序是和休眠的循序相反的,所以系统设备和总线会首先唤醒,使能系统中 断, 使能休眠时候停止掉的非启动CPU, 以及调用suspend_ops->finish(), 而且 在suspend_devices_and_enter()函数中也会继续唤醒每个设备,使能虚拟终端, 最后调用 suspend_ops->end().

在返回到enter_state()函数中的, 当 suspend_devices_and_enter() 返回以后, 外设已经唤醒了, 但是进程和任务都还是冻结状态, 这里会调用suspend_finish()来解冻这些进程和任务, 而且发出Notify来表示系统已经从suspend状态退出, 唤醒终端.

到这里, 所有的休眠和唤醒就已经完毕了, 系统继续运行了.

总之，suspend/resume过程是Linux内核中不可或缺的一部分。它可以实现系统的休眠和唤醒，提高系统的能效和响应速度。希望本文能够帮助读者更好地理解Linux Kernel suspend/resume 过程的实现原理和相关技术。

위 내용은 Linux 커널 일시정지/재개 프로세스의 구현 원리 및 관련 기술에 대한 심도 있는 논의의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!