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隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)不斷發(fā)展，CPU的性能越來(lái)越強(qiáng)大，內(nèi)存容量越來(lái)越大，很多電腦用戶(hù)和開(kāi)發(fā)者的需求也在不斷提高，如休眠功能，它可以讓計(jì)算機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下節(jié)省能源和時(shí)間，而Linux系統(tǒng)和Uboot引導(dǎo)程序是兩個(gè)非常重要的組件，以下是關(guān)于這兩個(gè)方面的詳細(xì)介紹。
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一、Linux休眠設(shè)置
Linux系統(tǒng)是一種自由或開(kāi)源的類(lèi)UNIX操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于服務(wù)器和超級(jí)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。在Linux系統(tǒng)中，休眠是一種能在不關(guān)閉電腦的情況下減少能耗的方法，但在使用之前需要先設(shè)置參數(shù)。
1.設(shè)置休眠狀態(tài)（Suspend state）
Linux系統(tǒng)支持兩種休眠狀態(tài)，即Suspend-to-RAM和Suspend-to-Disk，分別對(duì)應(yīng)于掛起到內(nèi)存和掛起到磁盤(pán)。其中，Suspend-to-RAM會(huì)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入硬盤(pán)，并關(guān)閉所有不必要的系統(tǒng)功能和外圍設(shè)備，而Suspend-to-Disk則會(huì)將所有數(shù)據(jù)寫(xiě)入硬盤(pán)并關(guān)閉計(jì)算機(jī)，當(dāng)再次開(kāi)機(jī)時(shí)，數(shù)據(jù)將重新加載到內(nèi)存中。這兩個(gè)狀態(tài)的選擇取決于電腦的配置和操作習(xí)慣。
2.設(shè)置休眠時(shí)長(zhǎng)（Suspend time）
休眠時(shí)長(zhǎng)是指計(jì)算機(jī)在未操作時(shí)，通過(guò)設(shè)置條件自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)的時(shí)間差。在Linux系統(tǒng)中，休眠時(shí)長(zhǎng)可以通過(guò)啟用“ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）”來(lái)設(shè)置。
3.設(shè)置喚醒方式（Wake-up method）
Linux系統(tǒng)也支持多種喚醒方式，如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)、定時(shí)器等，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。喚醒方式的選擇取決于計(jì)算機(jī)使用環(huán)境和使用習(xí)慣。
二、Uboot引導(dǎo)程序
U-Boot（Universal Bootloader，通用引導(dǎo)加載程序）是一種開(kāi)源的引導(dǎo)加載程序，主要用于嵌入式系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)板等領(lǐng)域，可用于Linux、FreeBSD和其他一些操作系統(tǒng)的啟動(dòng)。Uboot是在初始化CPU、內(nèi)存、外設(shè)等硬件之后，加載引導(dǎo)程序并完成內(nèi)核引導(dǎo)的主要功能。
1.設(shè)置Uboot啟動(dòng)引導(dǎo)
Uboot啟動(dòng)引導(dǎo)時(shí)，會(huì)讀取一個(gè)配置文件，此文件結(jié)構(gòu)包含了各個(gè)板子的硬件以及相應(yīng)的代碼，從而能夠準(zhǔn)確地初始化各個(gè)硬件。
2.設(shè)置Uboot引導(dǎo)參數(shù)
當(dāng)U-Boot啟動(dòng)完成，加載內(nèi)核之前，需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的引導(dǎo)參數(shù)，如內(nèi)核在哪個(gè)分區(qū)中、內(nèi)核按照哪種方式進(jìn)行啟動(dòng)等等。
3.設(shè)置Uboot自動(dòng)更新
Uboot也支持自動(dòng)更新功能，能夠通過(guò)設(shè)置自動(dòng)更新參數(shù)，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)更新最新的Uboot版本，避免了每次手動(dòng)更新麻煩。
Linux休眠設(shè)置和Uboot引導(dǎo)程序設(shè)置是非常重要的，它們能夠提高計(jì)算機(jī)的性能和節(jié)省能源，同時(shí)也能夠適應(yīng)不同的使用環(huán)境和需求，是計(jì)算機(jī)硬件的必備知識(shí)。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- linux中程序處于停止態(tài)可以被喚醒嗎
linux中程序處于停止態(tài)可以被喚醒嗎
在Linux中,休眠主要分三個(gè)主要的步驟:
1) 凍結(jié)用戶(hù)態(tài)進(jìn)程和內(nèi)核態(tài)任務(wù)
2) 調(diào)用注基運(yùn)冊(cè)的設(shè)備的suspend的
回調(diào)函數(shù)
, 順序是按照注冊(cè)順序
3) 休眠核心設(shè)備和使CPU進(jìn)入休眠態(tài), 凍結(jié)進(jìn)程是內(nèi)核把進(jìn)程列表中所有的進(jìn)程的狀態(tài)都設(shè)置為停止,并且保存下所有進(jìn)程的上下文.
當(dāng)這些進(jìn)程被解凍的時(shí)候,他們是不知道自己被凍結(jié)過(guò)的,只是簡(jiǎn)單的繼續(xù)執(zhí)行。
如何讓Linux進(jìn)入休眠呢?用戶(hù)可以通過(guò)讀寫(xiě)sys文件/sys /power/state 是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)進(jìn)入休眠. 比如
# echo mem > /sys/power/state
命令系統(tǒng)進(jìn)入休眠. 也可以使用
# cat /sys/power/state
來(lái)得到內(nèi)核支持哪幾種休眠方式.
1. 相關(guān)代碼
? kernel/kernel/power/main.c
? kernel/arch/arm/mach-xxx/pm.c
? kernel/driver/base/power/main.c
接下來(lái)讓我們?cè)敿?xì)的看一下Linux是怎么休眠/喚醒的:
用戶(hù)對(duì)于/sys/power/state 的讀寫(xiě)會(huì)調(diào)用到 kernel/kernel/power/main.c中的state_store()，
用戶(hù)可以寫(xiě)入 const char * const pm_states 中定義的
字符串
， 比如”mem”, “standby”。
const char *const pm_states = {
#ifdef CONFIG_EARSUSPEND
= “on”,
#endif
= “standby”,
= “mem”,
};
常見(jiàn)有standby(suspend to RAM)、mem(suspend to RAM)和disk(suspend to disk)，只是standby耗電更多，返回到正常工作狀態(tài)的時(shí)間更短。
然后state_store()會(huì)調(diào)用enter_state()，它首先會(huì)檢查一些狀態(tài)參數(shù)，然后同步
文件系統(tǒng)
。
2. 準(zhǔn)備, 凍結(jié)進(jìn)程
當(dāng)進(jìn)入到suspend_prepare()中以后， 它會(huì)給suspend分配一個(gè)虛擬終端來(lái)輸出信息， 然后廣播一個(gè)系統(tǒng)要進(jìn)入suspend的Notify，
關(guān)閉掉用戶(hù)態(tài)的helper進(jìn)程， 然后一次調(diào)用suspend_freeze_processes()凍結(jié)所有的進(jìn)程， 這里會(huì)保存所有進(jìn)程當(dāng)前的狀態(tài)，
也許有一些進(jìn)程會(huì)拒絕進(jìn)入凍結(jié)狀態(tài)， 當(dāng)有這樣的進(jìn)程存在的時(shí)候， 會(huì)導(dǎo)致凍結(jié)失敗,此函數(shù)就會(huì)放棄凍結(jié)進(jìn)程，并且解凍剛才凍結(jié)的所有進(jìn)程。
3. 讓外設(shè)進(jìn)入休眠
現(xiàn)在, 所有的進(jìn)程(也包括workqueue/kthread) 都已經(jīng)停止了，內(nèi)核態(tài)人物有可能在停止的時(shí)候握有一些
信號(hào)量
，
所以如果這時(shí)候在外設(shè)里面去解鎖這個(gè)信號(hào)量有可能會(huì)發(fā)生死鎖，所以在外設(shè)的suspend()函數(shù)里面作lock/unlock鎖要非常小心兄鋒困，
這里建議設(shè)計(jì)的時(shí)候就不要在suspend()里面等待鎖。而且因?yàn)閟uspend的時(shí)候，有一些Log是無(wú)法輸出的，所以一旦出現(xiàn)問(wèn)題,非常難調(diào)試。
然后kernel在這里會(huì)嘗試釋放一些內(nèi)存。
最后會(huì)調(diào)用suspend_devices_and_enter()來(lái)把所有羨念的外設(shè)休眠， 在這個(gè)函數(shù)中，
如果平臺(tái)注冊(cè)了suspend_ops(通常是在板級(jí)定義中定義和注冊(cè)，在kernel/arch/arm/mach-xx/pm.c中調(diào)用suspend_set_ops)，
這里就會(huì)調(diào)用 suspend_ops->begin()； 然后調(diào)用dpm_suspend_start，他們會(huì)依次調(diào)用驅(qū)動(dòng)的suspend() 回調(diào)來(lái)休眠掉所有的設(shè)備。
當(dāng)所有的設(shè)備休眠以后， suspend_ops->prepare()會(huì)被調(diào)用， 這個(gè)函數(shù)通常會(huì)作一些準(zhǔn)備工作來(lái)讓板機(jī)進(jìn)入休眠。
接下來(lái)Linux，在多核的CPU中的非啟動(dòng)CPU會(huì)被關(guān)掉，通過(guò)注釋看到是避免這些其他的CPU造成race condio，接下來(lái)的以后只有一個(gè)CPU在運(yùn)行了。
suspend_ops 是板級(jí)的電源管理操作, 通常注冊(cè)在文件 arch/arch/mach-xxx/pm.c 中.
接下來(lái)， suspend_enter()會(huì)被調(diào)用， 這個(gè)函數(shù)會(huì)關(guān)閉arch irq， 調(diào)用 device_power_down()， 它會(huì)調(diào)用suspend_late()函數(shù)，
這個(gè)函數(shù)是系統(tǒng)真正進(jìn)入休眠最后調(diào)用的函數(shù)，通常會(huì)在這個(gè)函數(shù)中作最后的檢查。 如果檢查沒(méi)問(wèn)題， 接下來(lái)休眠所有的
系統(tǒng)設(shè)備
和總線(xiàn)，
并且調(diào)用 suspend_pos->enter() 來(lái)使CPU進(jìn)入省電狀態(tài)，這時(shí)就已經(jīng)休眠了。代碼的執(zhí)行也就停在這里了。
三、Linux Resume流程
如果在休眠中系統(tǒng)被中斷或者其他事件喚醒，接下來(lái)的代碼就會(huì)開(kāi)始執(zhí)行，這個(gè)喚醒的順序是和休眠的循序相反的，
所以系統(tǒng)設(shè)備和總線(xiàn)會(huì)首先喚醒，
使能
系統(tǒng)中斷，使能休眠時(shí)候停止掉的非啟動(dòng)CPU， 以及調(diào)用suspend_ops->finish()，
而且在suspend_devices_and_enter()函數(shù)中也會(huì)繼續(xù)喚醒每個(gè)設(shè)備，使能虛擬終端， 最后調(diào)用 suspend_ops->end()。
在返回到enter_state()函數(shù)中的，當(dāng) suspend_devices_and_enter() 返回以后，外設(shè)已經(jīng)喚醒了，
但是進(jìn)程和任務(wù)都還是凍結(jié)狀態(tài)， 這里會(huì)調(diào)用suspend_finish()來(lái)解凍這些進(jìn)程和任務(wù)， 而且發(fā)出Notify來(lái)表示系統(tǒng)已經(jīng)從suspend狀態(tài)退出， 喚醒終端。
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