android休眠唤醒机制-wakelock

wakelock是一种锁的机制, 只要有task拿着这个锁, 系统就无法进入休眠, 可以被用户态进程和内核线程获得。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, 内核就会启动标准linux的那套休眠机制机制来进入休眠。

wakelock在android的休眠唤醒机制中扮演着及其重要的角色，主要源码位于文件：kernel/kernel/power/wakelock.c，kernel/include/linux/wakelock.h中。

内核空间接口

头文件

在include/linux/wakelock.h文件中提供了这些接口

//初始化一个新锁，type参数指定了锁的类型void wake_lock_init(struct wake_lock *lock, int type, const char *name);  //注销一个锁void wake_lock_destroy(struct wake_lock *lock);  //将锁激活，使之成为有效的永久锁void wake_lock(struct wake_lock *lock);  //将锁激活，使之成为超时锁void wake_lock_timeout(struct wake_lock *lock, long timeout);  //让锁成为无效锁void wake_unlock(struct wake_lock *lock); //判断当前锁是否处于激活状态int wake_lock_active(struct wake_lock *lock);  //判断系统中是否还存在有效的type类型的锁long has_wake_lock(int type); 

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函数实现

在kernel/power/wakelock.c文件中实现了这些接口。

static int __init wakelocks_init(void){    int ret;    int i;    // 初始化有效锁链表,内核维护了2个有效锁链表    // WAKE_LOCK_SUSPEND 用于阻止进入深度休眠模式    // WAKE_LOCK_IDLE    用于阻止进入空闲模式    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(active_wake_locks); i++)        INIT_LIST_HEAD(&active_wake_locks[i]);#ifdef CONFIG_WAKELOCK_STAT    // 初始化deleted_wake_locks    wake_lock_init(&deleted_wake_locks, WAKE_LOCK_SUSPEND,            "deleted_wake_locks");#endif    // 初始化内核休眠锁    wake_lock_init(&main_wake_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, "main");    // 初始化同步锁    wake_lock_init(&sys_sync_wake_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, "sys_sync");    // 激活内核休眠锁    wake_lock(&main_wake_lock);    // 初始化未知锁    wake_lock_init(&unknown_wakeup, WAKE_LOCK_SUSPEND, "unknown_wakeups");    // 注册power_device,power_driver    ret = platform_device_register(&power_device);    if (ret) {        pr_err("wakelocks_init: platform_device_register failed\n");        goto err_platform_device_register;    }    ret = platform_driver_register(&power_driver);    if (ret) {        pr_err("wakelocks_init: platform_driver_register failed\n");        goto err_platform_driver_register;    }    // 创建fs_sync内核进程    sys_sync_work_queue = create_singlethread_workqueue("fs_sync");    if (sys_sync_work_queue == NULL) {        pr_err ("fs_sync workqueue create failed.\n");    }    // 创建suspend内核进程    suspend_work_queue = create_singlethread_workqueue("suspend");    if (suspend_work_queue == NULL) {        ret = -ENOMEM;        goto err_suspend_work_queue;    }#ifdef CONFIG_WAKELOCK_STAT    // 在proc下创建wakelocks文件    proc_create("wakelocks", S_IRUGO, NULL, &wakelock_stats_fops);#endif    return 0;err_suspend_work_queue:    platform_driver_unregister(&power_driver);err_platform_driver_register:    platform_device_unregister(&power_device);err_platform_device_register:    wake_lock_destroy(&unknown_wakeup);    wake_lock_destroy(&main_wake_lock);#ifdef CONFIG_WAKELOCK_STAT    wake_lock_destroy(&deleted_wake_locks);#endif    return ret;}core_initcall(wakelocks_init);

wakelock的两种类型：
WAKE_LOCK_SUSPEND – 这种锁如果被某个task持有，那么系统将无法进入休眠。
WAKE_LOCK_IDLE – 这种锁不会影响到系统进入休眠，但是如果这种锁被持有，那么系统将无法进入idle空闲模式。
不过常用的锁类型还是WAKE_LOCK_SUSPEND，包括userwakelock.c提供给用户空间的新建wakelock的接口，都是建立的第一种锁。另外系统为了分开管理这两种不同类型的锁，建立了两个链表来统一链接不同类型的锁：active_wake_locks[],这个是具有两个链表头的数组，元素0是挂接WAKE_LOCK_SUSPEND类型的锁，而元素1就是挂接WAKE_LOCK_IDLE类型的wakelock了。

新建wakelock使用函数wake_lock_init()，该函数设置锁的名字，类型，最后将新建的锁挂接到一个专门链接这些非锁状态的链表inactive_locks上(新建的wakelock初期都是处于非锁状态的，除非显示调用函数wake_lock来上锁)。接着如果使用函数wake_lock()来给特定的wakelock上锁的话，会将该锁从链表inactive_locks上移动到对应类型的专用链表上active_wake_locks[type]上。

wakelock有两种形式的锁：超时锁和非超时锁，这两种形式的锁都是使用函数wake_lock_init()来初始化，只是在上锁的时候会有一点点差别，超时锁使用函数wake_lock_timeout(),而非超时锁使用函数wake_lock(), 这个两个函数会最终调用到同一个函数wake_lock_internal(),该函数依靠传入的不同参数来选择不同的路径来工作。值得注意的是，非超时锁必须手工解锁，否则系统永远不能进入睡眠。

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用户空间接口

在kernel/power/userwakelock.c文件中通过wake_lock_show，wake_lock_store，wake_unlock_show，wake_unlock_store这几个函数向用户空间提供了”/sys/power/wake_lock”和”/sys/power/wake_unlock”这两个接口。

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未完待续,,,

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参考文章

1. android 休眠唤醒机制分析(一) — wake_lock
2. suspend 函数有关的锁机制(转)