1                         User Space通常需要操作到PM的一些AP或tools简介 1.       /sbin/init，init program。我们可以通过执行init N进入某种run level。N＝0：关机（Embedded Device中常不支持），N＝6 reboot。 2.       /sbin/reboot  reboot。还有sbin/halt等 3.       /sbin/shutdown关机。 4.       如果AP自己有建立一个watch dog，那么AP检测到异常时可以reboot。 5.       其它。 2                         PM Application Interface介绍 1.       /sys/power/state。Linux Kernel目前支持三种low power的state，分别是：Standby，STR（suspend-to-ram），STD（suspend-to-disk）。不同的低功耗状态有着不同的功耗以及系统唤醒延迟时间，standby的功耗大但是延迟时间短，User几乎可以没有感知的。STR功耗小（U3目前在1mA左右），不过唤醒延迟稍长，就系统而言也是很快的，但是这个只是User感知到的时间的很小一部分，AP可能会需要更多的时间。STD功耗最小，不过唤醒时间很长，这种方式对应我们windows PC上用的hibernation，Embedded Device中一般不支持STD。   2.       system call：sys_reboot 讨论： 1.       我们说STD唤醒时间很长是跟STR比较，如果跟冷启动比较是否更长呢？这个就不一定了，要看flash的速度。所以不妨可以考虑使用STD替换冷启动。从而加速User感知到的冷启动速度。 3                         PM系统端几个重要功能的浅析 3.1                   System reboot User执行reboot或init 6时最终会由system call：sys_reboot来进行device的重新启动。 Clib提供了一个C function：reboot() 来invoke sys_reboot。大家可以man 2 reboot来查看，其参数接口定义跟sys_reboot完全一致。 下面我们就从sys_reboot出发来分析：（其proto type为：asmlinkage long sys_reboot(int magic1, int magic2, unsigned int cmd, void __user * arg)，对reboot其cmd为：LINUX_REBOOT_CMD_RESTART） 1.       kernel_restart==>kernel_restart_prepare进行restart的准备工作。它主要就是通过 A.      device_shutdown关闭各个device。对于embedded system，一般device driver都是基于virtual platform bus来实现的，platform bus并没有实现shutdown接口，而我们的platform drivers通常没有也实现shutdown接口，因为一般Embedded Device中没有冷关机的需求，如果有，在需要关心shutdown的platform驱动中实现这个接口就好了。 B.      sysdev_shutdown()关闭所谓的system device。所谓system device一般是指一些系统基本的device，如我们在Linux 驱动开发中常用的内存分配方法浅析中分析clocksource就是一个system device。其它如CPU，Interrupt controller等。System device或driver都是挂在system bus上。System bus在7.2中简单分析过。这些devices并没有实现在virtual platform bus上。 2.       machine_restart()真正进行reboot。 A.      machine_restart是一个platform相关的一个funciton，ARM platform下实现在/arch/arm/kernel/process.c：machine_restart==>arm_machine_restart==>arch_reset， B.      arch_reset是我们要实现的，跟具体的SOC有关的function，具体项目中一般实现在/include/asm-arm/arch-xxxx/system.h中：arch_reset，通常进行SOC 芯片级的reset，它会reset除了watch dog 之外的几乎所有SOC hardware寄存器。当然这个以具体的SOC manual为准了。 另外还有一个restart的方式是不进行hardware register等的reset，即所谓的soft restart，其过程简介如下： C.      arch_reset==>cpu_reset(0);， D.      cpu_reset定义在：/include/asm-arm/cpu-single.h：#define cpu_reset     __cpu_fn(CPU_NAME,_reset)  E.      展开这些macro后得到：cpu_reset其实就是cpu_arm926_reset， F.      cpu_arm926_reset的实现详见：arch/arm/mm/proc-arm926.S中：jump to address 0。跳到0地址，在ARM上自然就是reset了 讨论 2.       Linux Kernel software watchdog在其timeout时会：watchdog_fire==>emergency_restart==>machine_emergency_restart==>machine_restart直接进行emergency restart。 3.2                   Deep sleep User或User Application向/sys/power/state file写入“mem”可以让U3进入deep sleep state，也就是我们常说的热关机。在shell interactive command line下可以简单如此操作：echo mem > /sys/power/state。 /sys/power/state file在pm_init()中建立，这部分在第六章中详细分析过，这里不在罗嗦。这里我们需要知道的是向/sys/power/state file写其实就是调用state_store().。下面就从state_store出发来进行一步分析。 state_store==>enter_state： 1.       调用suspend_prepare进行进入sleep前的准备工作，pm_prepare_console():suspend virtual console。之后通过freeze_processes - tell processes to enter the refrigerator（注：简而言之，它对每个process设置TIF_FREEZE flag，之后Linux在处理signal的时候：arch/arm/kernel/entry-common.S中：work_pending==>do_notify_resume==>do_signal ==>try_to_freeze==>refrigerator：enter into refrigerator。） 2.       suspend_devices_and_enter==>suspend_console：suspend console（printk） 3.       suspend_devices_and_enter==>device_suspend：suspend devices。对platform bus下的设备device_suspend==>suspend_device==>error = dev->bus->suspend(dev, state); 即platform_suspend最后调用到我们在platform_driver中实现的suspend function（这里我就不展开列出所有的function调用序列，大家自行分析补充吧），这里是各自device driver的designer要重点考虑的事情。（注：device_suspend只会suspend已经由device_pm_add加入到PM中，这个在device_add==>device_pm_add就已经帮忙做了） 4.       suspend_devices_and_enter==>suspend_entererror = pm_ops->enter(state);进入 sleep。此处的enter function定义在：arch/arm/mach-xxxx/pm.c中的ad6900_pm_enter，接下来：xxxx_pm_enter==>xxxx_cpu_suspend()（arch/arm/mach-xxxx/suspend.S中） 讨论： 3.       讨论一下xxxx_cpu_suspend有哪些东西要做：close all clock except RTC clock、enter SDRAM self refresh mode、enter SOC sleep mode。这些主要看具体SOC的spec了。 4.       PM driver实现了一个很好的结构、并提供了各个不同device driver的接口，PM driver本身并不需要关注各个driver具体的suspend动作。PM driver的designer本身也不可能、也不需要知晓所有device的细节。定好结构，然后让大家协同一致的工作应该是所有的领域都想达到的目标。 3.3                   系统idle 系统idle简单的说就是当Linux Kernel发现没有任何processes可以调度的时候，CPU会进入idle state以达到降低power consumption的目的。 我们先看一下start_kernel==>rest_init，当没有processes可以调度的时候，执行cpu_idle()，cpu_idle()实现在arch/arm/kernel/process.c中，它就是我们通常所说的process 0或idle process。它其实就是一个dead loop，有任何process可执行，就调度执行之，没有就执行default_idle：default_idle==>arch_idle==>cpu_do_idle，即processor._do_idle()，同样由/include/asm-arm/cpu-single.h可知：cpu_arm926_do_idle，arm停止工作，并等待hardware interrupt到来唤醒。 讨论： 5.       cpu_arm926_do_idle 的source code如下： ENTRY(cpu_arm926_do_idle) mov     r0, #0    mrc  p15, 0, r1, c1, c0, 0              @ Read control register    mcr  p15, 0, r0, c7, c10, 4            @ Drain write buffer    bic   r2, r1, #1 << 12    mcr  p15, 0, r2, c1, c0, 0              @ Disable I cache    mcr  p15, 0, r0, c7, c0, 4              @ Wait for interrupt     mcr  p15, 0, r1, c1, c0, 0              @ Restore ICache enable    mov pc, lr 要理解这些指令，需要看看ARM926的spec。ARM Architecture Manual只是不同ARM chip公共的一些信息。