一、設備IRQ的suspend和resume

本小節主要解決這樣一個問題：在系統休眠過程中，如何suspend設備中斷（IRQ）？在從休眠中喚醒的過程中，如何resume設備IRQ？

一般而言，在系統suspend過程的后期，各個設備的IRQ (interrupt request line)會被disable掉。具體的時間點是在各個設備的late suspend階段之后。代碼如下（刪除了部分無關代碼）：

static int suspend_enter(suspend_state_t state, bool *wakeup)

{……

error = dpm_suspend_late(PMSG_SUSPEND);－－－－－late suspend階段

error = platform_suspend_prepare_late(state);

下面的代碼中會disable各個設備的irq

error = dpm_suspend_noirq(PMSG_SUSPEND);－－－－進入noirq的階段

error = platform_suspend_prepare_noirq(state);

……

}

在dpm_suspend_noirq函數中，會針對系統中的每一個device，依次調用device_suspend_noirq來執行該設備noirq情況下的suspend callback函數，當然，在此之前會調用suspend_device_irqs函數來disable所有設備的irq。

之所以這么做，其思路是這樣的：在各個設備驅動完成了late suspend之后，按理說這些已經被suspend的設備不應該再觸發中斷了。如果還有一些設備沒有被正確的suspend，那么我們最好的策略是mask該設備的irq，從而阻止中斷的遞交。此外，在過去的代碼中（指interrupt handler），我們對設備共享IRQ的情況處理的不是很好，存在這樣的問題：在共享IRQ的設備們完成suspend之后，如果有中斷觸發，這時候設備驅動的interrupt handler并沒有準備好。在有些場景下，interrupt handler會訪問已經suspend設備的IO地址空間，從而導致不可預知的issue。這些issue很難debug，因此，我們引入了suspend_device_irqs()以及設備noirq階段的callback函數。

系統resume過程中，在各個設備的early resume過程之前，各個設備的IRQ會被重新打開，具體代碼如下（刪除了部分無關代碼）：

static int suspend_enter(suspend_state_t state, bool *wakeup)

{……

platform_resume_noirq(state);－－－－首先執行noirq階段的resume

dpm_resume_noirq(PMSG_RESUME);－－－－－－在這里會恢復irq，然后進入early resume階段

platform_resume_early(state);

dpm_resume_early(PMSG_RESUME);

……}

在dpm_resume_noirq函數中，會調用各個設備驅動的noirq callback，在此之后，調用resume_device_irqs函數，完成各個設備irq的enable。

二、關于IRQF_NO_SUSPEND Flag

當然，有些中斷需要在整個系統的suspend-resume過程中（包括在noirq階段，包括將nonboot CPU推送到offline狀態以及系統resume后，將其重新設置為online的階段）保持能夠觸發的狀態。一個簡單的例子就是timer中斷，此外IPI以及一些特殊目的設備中斷也需要如此。

在中斷申請的時候，IRQF_NO_SUSPEND flag可以用來告知IRQ subsystem，這個中斷就是上一段文字中描述的那種中斷：需要在系統的suspend-resume過程中保持enable狀態。有了這個flag，suspend_device_irqs并不會disable該IRQ，從而讓該中斷在隨后的suspend和resume過程中，保持中斷開啟。當然，這并不能保證該中斷可以將系統喚醒。如果想要達到喚醒的目的，請調用enable_irq_wake。

需要注意的是：IRQF_NO_SUSPEND flag影響使用該IRQ的所有外設（一個IRQ可以被多個外設共享，不過ARM中不會這么用）。如果一個IRQ被多個外設共享，并且各個外設都注冊了對應的interrupt handler，如果其一在申請中斷的時候使用了IRQF_NO_SUSPEND flag，那么在系統suspend的時候（指suspend_device_irqs之后，按理說各個IRQ已經被disable了），所有該IRQ上的各個設備的interrupt handler都可以被正常的被觸發執行，即便是有些設備在調用request_irq(或者其他中斷注冊函數)的時候沒有設定IRQF_NO_SUSPEND flag。正因為如此，我們應該盡可能的避免同時使用IRQF_NO_SUSPEND 和IRQF_SHARED這兩個flag。

三、系統中斷喚醒接口：enable_irq_wake() 和 disable_irq_wake()

有些中斷可以將系統從睡眠狀態中喚醒，我們稱之“可以喚醒系統的中斷”，當然，“可以喚醒系統的中斷”需要配置才能啟動喚醒系統這樣的功能。這樣的中斷一般在工作狀態的時候就是作為普通I/O interrupt出現，只要在準備使能喚醒系統功能的時候，才會發起一些特別的配置和設定。

這樣的配置和設定有可能是和硬件系統（例如SOC）上的信號處理邏輯相關的，我們可以考慮下面的HW block圖：

外設的中斷信號被送到“通用的中斷信號處理模塊”和“特定中斷信號接收模塊”。正常工作的時候，我們會turn on“通用的中斷信號處理模塊”的處理邏輯，而turn off“特定中斷信號接收模塊” 的處理邏輯。但是，在系統進入睡眠狀態的時候，有可能“通用的中斷信號處理模塊”已經off了，這時候，我們需要啟動“特定中斷信號接收模塊”來接收中斷信號，從而讓系統suspend-resume模塊（它往往是suspend狀態時候唯一能夠工作的HW block了）可以正常的被該中斷信號喚醒。一旦喚醒，我們最好是turn off“特定中斷信號接收模塊”，讓外設的中斷處理回到正常的工作模式，同時，也避免了系統suspend-resume模塊收到不必要的干擾。

IRQ子系統提供了兩個接口函數來完成這個功能：enable_irq_wake()函數用來打開該外設中斷線通往系統電源管理模塊（也就是上面的suspend-resume模塊）之路，另外一個接口是disable_irq_wake()，用來關閉該外設中斷線通往系統電源管理模塊路徑上的各種HW block。

調用了enable_irq_wake會影響系統suspend過程中的suspend_device_irqs處理，代碼如下：

static bool suspend_device_irq(struct irq_desc *desc)

{

……

if (irqd_is_wakeup_set(&desc->irq_data)) {

irqd_set(&desc->irq_data, IRQD_WAKEUP_ARMED);

return true;

}

省略Disable 中斷的代碼

}

也就是說，一旦調用enable_irq_wake設定了該設備的中斷作為系統suspend的喚醒源，那么在該外設的中斷不會被disable，只是被標記一個IRQD_WAKEUP_ARMED的標記。對于那些不是wakeup source的中斷，在suspend_device_irq 函數中會標記IRQS_SUSPENDED并disable該設備的irq。在系統喚醒過程中（resume_device_irqs），被diable的中斷會重新enable。

當然，如果在suspend的過程中發生了某些事件（例如wakeup source產生了有效信號），從而導致本次suspend abort，那么這個abort事件也會通知到PM core模塊。事件并不需要被立刻通知到PM core模塊，一般而言，suspend thread會在某些點上去檢查pending的wakeup event。

在系統suspend的過程中，每一個來自wakeup source的中斷都會終止suspend過程或者將系統喚醒（如果系統已經進入suspend狀態）。但是，在執行了suspend_device_irqs之后，普通的中斷被屏蔽了，這時候，即便HW觸發了中斷信號也無法執行其interrupt handler。作為wakeup source的IRQ會怎樣呢？雖然它的中斷沒有被mask掉，但是其interrupt handler也不會執行（這時候的HW Signal只是用來喚醒系統）。唯一有機會執行的interrupt handler是那些標記IRQF_NO_SUSPEND flag的IRQ，因為它們的中斷始終是enable的。當然，這些中斷不應該調用enable_irq_wake進行喚醒源的設定。

四、Interrupts and Suspend-to-Idle

Suspend-to-idle (也被稱為"freeze" 狀態)是一個相對比較新的系統電源管理狀態，相關代碼如下：

static int suspend_enter(suspend_state_t state, bool *wakeup)

{

……

各個設備的late suspend階段

各個設備的noirq suspend階段

if (state == PM_SUSPEND_FREEZE) {

freeze_enter();

goto Platform_wake;

}

……

}

Freeze和suspend的前面的操作基本是一樣的：首先凍結系統中的進程，然后是suspend系統中的形形色色的device，不一樣的地方在noirq suspend完成之后，freeze不會disable那些non-BSP的處理器和syscore suspend階段，而是調用freeze_enter函數，把所有的處理器推送到idle狀態。這時候，任何的enable的中斷都可以將系統喚醒。而這也就意味著那些標記IRQF_NO_SUSPEND（其IRQ沒有在suspend_device_irqs過程中被mask掉）是有能力將處理器從idle狀態中喚醒（不過，需要注意的是：這種信號并不會觸發一個系統喚醒信號），而普通中斷由于其IRQ被disable了，因此無法喚醒idle狀態中的處理器。

那些能夠喚醒系統的wakeup interrupt呢？由于其中斷沒有被mask掉，因此也可以將系統從suspend-to-idle狀態中喚醒。整個過程和將系統從suspend狀態中喚醒一樣，唯一不同的是：將系統從freeze狀態喚醒走的中斷處理路徑，而將系統從suspend狀態喚醒走的喚醒處理路徑，需要電源管理HW BLOCK中特別的中斷處理邏輯的參與。

五、IRQF_NO_SUSPEND 標志和enable_irq_wake函數不能同時使用

針對一個設備，在申請中斷的時候使用IRQF_NO_SUSPEND flag，又同時調用enable_irq_wake設定喚醒源是不合理的，主要原因如下：

1、如果IRQ沒有共享，使用IRQF_NO_SUSPEND flag說明你想要在整個系統的suspend-resume過程中（包括suspend_device_irqs之后的階段）保持中斷打開以便正常的調用其interrupt handler。而調用enable_irq_wake函數則說明你想要將該設備的irq信號設定為中斷源，因此并不期望調用其interrupt handler。而這兩個需求明顯是互斥的。

2、IRQF_NO_SUSPEND 標志和enable_irq_wake函數都不是針對一個interrupt handler的，而是針對該IRQ上的所有注冊的handler的。在一個IRQ上共享喚醒源以及no suspend中斷源是比較荒謬的。

不過，在非常特殊的場合下，一個IRQ可以被設定為wakeup source，同時也設定IRQF_NO_SUSPEND 標志。為了代碼邏輯正確，該設備的驅動代碼需要滿足一些特別的需求。

參考文獻

1、內核文檔power/suspend-and-interrupts.txt