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Android中休眠与唤醒之wake_lock, early_suspend, late_resume

来源：互联网 发布：运动女裤淘宝天猫 编辑：程序博客网 时间：2024/05/16 14:32
    最近研究如何让Android不休眠。听组里人说，机器在充电的时候不休眠。我试了一下，确实是，串口可以使用（CONFIG_PM_DEBUG并没有打开）。

这个时候，LCD显示屏是休眠了，触摸屏也休眠了，其他的比如重力传感器等就没有看了，但是标准的Linux系统并没有进入休眠。看了网上好多关于Android系统的休眠与唤醒

例子，感觉有些懵懵懂懂的。于是，还是看内核代码吧。

        Android在标准的Linux休眠与唤醒机制上又加了一层，就是early_suspend / late_resume。顾名思意，使用early_suspend（）进行休眠的设备，它休眠的时刻早于其他设备，使用late_resume（）唤醒的设备，它被唤醒的时刻要晚于其他设备。这对函数通常成对出现，当内核打开了CONFIG_EARLY_SUSPEND(Android默认打开)后，就可以使

用这组函数来代替驱动中标准的 suspend / resume接口。

        好了，讲到early_suspend和late_resume，似乎必须要扯到一种叫做wake_lock的锁定机制了。其实，单纯从某个设备的驱动程序上来讲，未必需要用到wake_lock机制，

比如我们的触摸屏驱动中使用了early_suspend，就没有使用wake_lock.

       目前，我了解到的，wake_lock的用途只有一个，那就是防止系统进入休眠（这里的休眠，指的是标准的Linux的休眠，不包含使用early_suspend（）进行休眠的设备，

使用early_suspend()的设备，在系统还有wake_lock锁的时候，也是要休眠的）。

       好吧，现在是时候分析下Android/Linux的休眠与唤醒了，虽然好多先人 都已经讲了这些，而且讲的还不错，这里我还是要提一下。

root@android:/ # ls /sys/power/                                                
pm_async
state
wait_for_fb_sleep
wait_for_fb_wake
wake_lock
wake_unlock
wakeup_count

       这里，我只关注state，当state 的值变化时，内核会调用

[cpp] view plaincopyprint?
  1. static ssize_t state_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,  
  2.                const char *buf, size_t n)  
  3. {  
  4. #ifdef CONFIG_SUSPEND  
  5. #ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND  
  6.     suspend_state_t state = PM_SUSPEND_ON;  
  7. #else  
  8.     suspend_state_t state = PM_SUSPEND_STANDBY;  
  9. #endif  
  10.     const char * const *s;   
  11. #endif  
  12.     char *p;   
  13.     int len;  
  14.     int error = -EINVAL;  
  15.   
  16.     p = memchr(buf, '\n', n);   
  17.     len = p ? p - buf : n;  
  18.   
  19.     /* First, check if we are requested to hibernate */  
  20.     if (len == 4 && !strncmp(buf, "disk", len)) {  
  21.         error = hibernate();  
  22.   goto Exit;  
  23.     }     
  24.   
  25. #ifdef CONFIG_SUSPEND  
  26.     for (s = &pm_states[state]; state < PM_SUSPEND_MAX; s++, state++) {  
  27.         if (*s && len == strlen(*s) && !strncmp(buf, *s, len))  
  28.             break;  
  29.     }     
  30.     if (state < PM_SUSPEND_MAX && *s)   
  31. #ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND  
  32.         if (state == PM_SUSPEND_ON || valid_state(state)) {  
  33.             error = 0;  
  34.             request_suspend_state(state);//这里，进入了Android的休眠与唤醒的处理函数  
  35.         }  
  36. #else  
  37.         error = enter_state(state);  
  38. #endif  
  39. #endif  
  40.   
  41.  Exit:  
  42.     return error ? error : n;  
  43. }  
  44.   
  45. power_attr(state);  


看看
[cpp] view plaincopyprint?
  1. request_suspend_state()都干了些什么事情  

[cpp] view plaincopyprint?
  1. void request_suspend_state(suspend_state_t new_state)  
  2. {  
  3.     unsigned long irqflags;  
  4.     int old_sleep;  
  5.   
  6.     spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);  
  7.     old_sleep = state & SUSPEND_REQUESTED;  
  8.     if (debug_mask & DEBUG_USER_STATE) {  
  9.         struct timespec ts;   
  10.         struct rtc_time tm;   
  11.         getnstimeofday(&ts);  
  12.         rtc_time_to_tm(ts.tv_sec, &tm);  
  13.         pr_info("request_suspend_state: %s (%d->%d) at %lld "  
  14.             "(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%09lu UTC)\n",  
  15.             new_state != PM_SUSPEND_ON ? "sleep" : "wakeup",  
  16.             requested_suspend_state, new_state,  
  17.             ktime_to_ns(ktime_get()),  
  18.             tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,  
  19.             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec, ts.tv_nsec);  
  20.     }     
  21.     if (!old_sleep && new_state != PM_SUSPEND_ON) {  
  22.         state |= SUSPEND_REQUESTED;  
  23.         queue_work(suspend_work_queue, &early_suspend_work);//在休眠的时候，去遍历执行early_suspend_work这个队列  
  24.     } else if (old_sleep && new_state == PM_SUSPEND_ON) {  
  25.         state &= ~SUSPEND_REQUESTED;  
  26.         wake_lock(&main_wake_lock);  
  27.         queue_work(suspend_work_queue, &late_resume_work);//在唤醒的时候，去遍历执行late_resume_work这个队列  
  28.     }     
  29.     requested_suspend_state = new_state;  
  30.     spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);  
  31. }  

        怎么样，是不是很简单，根据用户/系统所请求的状态，去做相应的动作（休眠/唤醒）

能用到的一些变量的声明在这里

[cpp] view plaincopyprint?
  1. static void early_suspend(struct work_struct *work);  
  2. static void late_resume(struct work_struct *work);  
  3. static DECLARE_WORK(early_suspend_work, early_suspend);  
  4. static DECLARE_WORK(late_resume_work, late_resume);  
         看名字也知道了，early_suspend这个函数指针来处理early_suspend_work这条队列，late_resume 这个函数指针来处理late_resume_work这条队列。

         虽然函数early_suspend()和late_resume()的实现都非常易懂，这里还是要贴出来，因为还有些东西要分析一下。

[cpp] view plaincopyprint?
  1. static void early_suspend(struct work_struct *work)  
  2. {  
  3.     struct early_suspend *pos;  
  4.     unsigned long irqflags;  
  5.     int abort = 0;  
  6.   
  7.     mutex_lock(&early_suspend_lock);  
  8.     spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);  
  9.     if (state == SUSPEND_REQUESTED)  
  10.         state |= SUSPENDED;  
  11.     else  
  12.         abort = 1;  
  13.     spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);  
  14.   
  15.     if (abort) {  
  16.         if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  17.             pr_info("early_suspend: abort, state %d\n", state);  
  18.         mutex_unlock(&early_suspend_lock);  
  19.         goto abort;  
  20.     }  
  21.   
  22.     if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  23.         pr_info("early_suspend: call handlers\n");  
  24.     list_for_each_entry(pos, &early_suspend_handlers, link) {//这里就是关键了，遍历early_suspend_handler这条链表（在驱动中注册early_suspend的时候，都注册到这条链表上了）  
  25.         if (pos->suspend != NULL) {  
  26.             if (debug_mask & DEBUG_VERBOSE)  
  27.                 pr_info("early_suspend: calling %pf\n", pos->suspend);  
  28.             pos->suspend(pos);//调用各个实现进行各设备的休眠  
  29.         }  
  30.     }  
  31.     mutex_unlock(&early_suspend_lock);  
  32.   
  33.     if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  34.         pr_info("early_suspend: sync\n");  
  35.   
  36.     sys_sync();  
  37. abort:  
  38.     spin_lock_irqsave(&state_lock, irqflags);  
  39.     if (state == SUSPEND_REQUESTED_AND_SUSPENDED)  
  40.         wake_unlock(&main_wake_lock);//这里很重要，别小看这个一个wake_unlock,起初我也以为这仅仅是一个释放main锁，其实里面有玄机呢。还记得wake_lock主要用来干嘛么，用来防止系统休眠，也就是说，只要系统中其他地方还拥有wake_lock锁（类型WAKE_LOCK_SUSPEND），系统就没法进入休眠，如果没有锁了，那就要接着走标准Linux的那一套休眠机制了  
  41.     spin_unlock_irqrestore(&state_lock, irqflags);  
  42. }  
[cpp] view plaincopyprint?
  1.   
先跳过late_resume()。来看下wake_unlock()的实现吧

[cpp] view plaincopyprint?
  1. void wake_unlock(struct wake_lock *lock)  
  2. {  
  3.     int type;  
  4.     unsigned long irqflags;  
  5.     spin_lock_irqsave(&list_lock, irqflags);  
  6.     type = lock->flags & WAKE_LOCK_TYPE_MASK;  
  7. #ifdef CONFIG_WAKELOCK_STAT   
  8.     wake_unlock_stat_locked(lock, 0);   
  9. #endif   
  10.     if (debug_mask & DEBUG_WAKE_LOCK)  
  11.         pr_info("wake_unlock: %s\n", lock->name);  
  12.     lock->flags &= ~(WAKE_LOCK_ACTIVE | WAKE_LOCK_AUTO_EXPIRE);  
  13.     list_del(&lock->link);  
  14.     list_add(&lock->link, &inactive_locks);  
  15.     if (type == WAKE_LOCK_SUSPEND) {//类型，驱动中一般只有这一种类型   
  16.         long has_lock = has_wake_lock_locked(type);  
  17.         if (has_lock > 0) {  
  18.             if (debug_mask & DEBUG_EXPIRE)  
  19.                 pr_info("wake_unlock: %s, start expire timer, "  
  20.                     "%ld\n", lock->name, has_lock);  
  21.             mod_timer(&expire_timer, jiffies + has_lock);  
  22.         } else {  
  23.             if (del_timer(&expire_timer))  
  24.                 if (debug_mask & DEBUG_EXPIRE)  
  25.                     pr_info("wake_unlock: %s, stop expire "  
  26.                         "timer\n", lock->name);  
  27.             if (has_lock == 0)//如果没有锁了，要进入标准Linux的休眠机制了，咱们接着往下跟   
  28.                 queue_work(suspend_work_queue, &suspend_work);  
  29.         }     
  30.         if (lock == &main_wake_lock) {  
  31.             if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  32.                 print_active_locks(WAKE_LOCK_SUSPEND);  
  33. #ifdef CONFIG_WAKELOCK_STAT   
  34.             update_sleep_wait_stats_locked(0);  
  35. #endif   
  36.         }     
  37.     }     
  38.     spin_unlock_irqrestore(&list_lock, irqflags);  
  39. }  
  40. EXPORT_SYMBOL(wake_unlock);  


这里就是进入标准Linux的休眠的地方了
[cpp] view plaincopyprint?
  1. static void suspend(struct work_struct *work)  
  2. {  
  3.     int ret;  
  4.     int entry_event_num;  
  5.     struct timespec ts_entry, ts_exit;  
  6.   
  7.     if (has_wake_lock(WAKE_LOCK_SUSPEND)) {  
  8.         if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  9.             pr_info("suspend: abort suspend\n");  
  10.         return;  
  11.     }  
  12.   
  13.     entry_event_num = current_event_num;  
  14.     sys_sync();  
  15.     if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  16.         pr_info("suspend: enter suspend\n");  
  17.     getnstimeofday(&ts_entry);  
  18.     ret = pm_suspend(requested_suspend_state);//这里是关键点  
  19.     getnstimeofday(&ts_exit);  
  20.   
  21.     if (debug_mask & DEBUG_EXIT_SUSPEND) {  
  22.         struct rtc_time tm;  
  23.         rtc_time_to_tm(ts_exit.tv_sec, &tm);  
  24.         pr_info("suspend: exit suspend, ret = %d "  
  25.             "(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%09lu UTC)\n", ret,  
  26.             tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,  
  27.             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec, ts_exit.tv_nsec);  
  28.     }  
  29.   
  30.     if (ts_exit.tv_sec - ts_entry.tv_sec <= 1) {  
  31.         ++suspend_short_count;  
  32.   
  33.         if (suspend_short_count == SUSPEND_BACKOFF_THRESHOLD) {  
  34.             suspend_backoff();  
  35.             suspend_short_count = 0;  
  36.         }  
  37.     } else {  
  38.         suspend_short_count = 0;  
  39.     }  
  40.   
  41.     if (current_event_num == entry_event_num) {  
  42.         if (debug_mask & DEBUG_SUSPEND)  
  43.             pr_info("suspend: pm_suspend returned with no event\n");  
  44.         wake_lock_timeout(&unknown_wakeup, HZ / 2);  
  45.     }  
  46. }  
  47. static DECLARE_WORK(suspend_work, suspend);  

[cpp] view plaincopyprint?
  1. int pm_suspend(suspend_state_t state)  
  2. {  
  3.     if (state > PM_SUSPEND_ON && state < PM_SUSPEND_MAX)  
  4.         return enter_state(state);//正如你所料，开始走Linux那套休眠的流程了  
  5.     return -EINVAL;  
  6. }  
  7. EXPORT_SYMBOL(pm_suspend);  

       唤醒相关的代码就不贴 了，跟休眠类似的。

下面讲下驱动中如何使用wake_lock和early_suspend，总的来说，还是挺简单的

比如在设备probe的时候做如下操作

struct early_suspend    early_suspend;

early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_BLANK_SCREEN + 1; //等级，等级大小和suspend顺序一致，和resume顺序相反
early_suspend.suspend = xxx_early_suspend;//指定函数指针，需自己实现
early_suspend.resume = xxx_late_resume;

register_early_suspend(&early_suspend);//注册进核心，也就是加入刚才early_suspend_handlers那个链表


struct wake_lock    chrg_lock;
wake_lock_init(&chrg_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, "xxx_wake_lock");//初始化类型为WAKE_LOCK_SUSPEND的wake_lock锁

#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND
static void xxx_early_suspend(struct early_suspend *h)
{
       ....
        wake_lock(&chrg_lock);
      ....
}


static void xxx_late_resume(struct early_suspend *h)
{
     .....
        wake_unlock(&chrg_lock);
     ....
}
#endif

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