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Linux休眠前需要先凍結(jié)所有進(jìn)程，休眠喚醒后再解凍進(jìn)程，驅(qū)動開發(fā)中的某些問題可能導(dǎo)致凍結(jié)進(jìn)程失敗，下面為大家詳細(xì)講解一下Linux進(jìn)程凍結(jié)。
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1 什么是進(jìn)程凍結(jié)
進(jìn)程凍結(jié)技術(shù)（freezing of tasks）是指在系統(tǒng)hibernate或者suspend的時候，將用戶進(jìn)程和部分內(nèi)核線程置于“可控”的暫停狀態(tài)。
2 為什么需要凍結(jié)技術(shù)
假設(shè)沒有凍結(jié)技術(shù)，進(jìn)程可以在任意可調(diào)度的點暫停，而且直到cpu_down才會暫停并遷移。這會給系統(tǒng)帶來很多問題：
（1）有可能破壞文件系統(tǒng)。在系統(tǒng)創(chuàng)建hibernate image到cpu down之間，如果有進(jìn)程還在修改文件系統(tǒng)的內(nèi)容，這將會導(dǎo)致系統(tǒng)恢復(fù)之后無法完全恢復(fù)文件系統(tǒng)；
（2）有可能導(dǎo)致創(chuàng)建hibernation image失敗。創(chuàng)建hibernation image需要足夠的內(nèi)存空間，但是在這期間如果還有進(jìn)程在申請內(nèi)存，就可能導(dǎo)致創(chuàng)建失敗；
（3）有可能干擾設(shè)備的suspend和resume。在cpu down之前，device suspend期間，如果進(jìn)程還在訪問設(shè)備，尤其是訪問競爭資源，就有可能引起設(shè)備suspend異常；
（4）有可能導(dǎo)致進(jìn)程感知系統(tǒng)休眠。系統(tǒng)休眠的理想狀態(tài)是所有任務(wù)對休眠過程無感知，睡醒之后全部自動恢復(fù)工作，但是有些進(jìn)程，比如某個進(jìn)程需要所有cpu online才能正常工作，如果進(jìn)程不凍結(jié)，那么在休眠過程中將會工作異常。
3 代碼實現(xiàn)框架
凍結(jié)的對象是內(nèi)核中可以被調(diào)度執(zhí)行的實體，包括用戶進(jìn)程、內(nèi)核線程和work_queue。用戶進(jìn)程默認(rèn)是可以被凍結(jié)的，借用信號處理機(jī)制實現(xiàn)；內(nèi)核線程和work_queue默認(rèn)是不能被凍結(jié)的，少數(shù)內(nèi)核線程和work_queue在創(chuàng)建時指定了freezable標(biāo)志，這些任務(wù)需要對freeze狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入freezing時，主動暫停運行。
kernel threads可以通過調(diào)用kthread_freezable_should_stop來判斷freezing狀態(tài)，并主動調(diào)用__refrigerator進(jìn)入凍結(jié)；work_queue通過判斷max_active屬性，如果max_active=0，則不能入隊新的work，所有work延后執(zhí)行。
標(biāo)記系統(tǒng)freeze狀態(tài)的有三個重要的全局變量：pm_freezing、system_freezing_cnt和pm_nosig_freezing，如果全為0，表示系統(tǒng)未進(jìn)入凍結(jié)；system_freezing_cnt》0表示系統(tǒng)進(jìn)入凍結(jié)，pm_freezing=true表示凍結(jié)用戶進(jìn)程，pm_nosig_freezing=true表示凍結(jié)內(nèi)核線程和workqueue。它們會在freeze_processes和freeze_kernel_threads中置位，在thaw_processes和thaw_kernel_threads中清零。
fake_signal_wake_up函數(shù)巧妙的利用了信號處理機(jī)制，只設(shè)置任務(wù)的TIF_SIGPENDING位，但不傳遞任何信號，然后喚醒任務(wù)；這樣任務(wù)在返回用戶態(tài)時會進(jìn)入信號處理流程，檢查系統(tǒng)的freeze狀態(tài)，并做相應(yīng)處理。
任務(wù)主動調(diào)用try_to_freeze的代碼如下：
static inline bool try_to_freeze_unsafe（void）
{
if （likely（！freezing（current））） //檢查系統(tǒng)是否處于freezing狀態(tài)
return false;
return __refrigerator（false）; //主動進(jìn)入凍結(jié)
}
static inline bool freezing（struct task_struct *p）
{
if （likely（！atomic_read（&system_freezing_cnt））） //系統(tǒng)總體進(jìn)入freezing
return false;
return freezing_slow_path（p）;
}
bool freezing_slow_path（struct task_struct *p）
{
if （p-》flags & PF_NOFREEZE） //當(dāng)前進(jìn)程是否允許凍結(jié)
return false;
if （pm_nosig_freezing || cgroup_freezing（p）） //系統(tǒng)凍結(jié)kernel threads
return true;
if （pm_freezing && ?。╬-》flags & PF_KTHREAD）） //系統(tǒng)凍結(jié)用戶進(jìn)程
return true;
return false;
}
進(jìn)入凍結(jié)狀態(tài)直到恢復(fù)的主要函數(shù)：bool __refrigerator（bool check_kthr_stop）
{
。..
for （;;） {
set_current_state（TASK_UNINTERRUPTIBLE）; //設(shè)置進(jìn)程為UNINTERRUPTIBLE狀態(tài)
spin_lock_irq（&freezer_lock）;
current-》flags |= PF_FROZEN; //設(shè)置已凍結(jié)狀態(tài)
if （！freezing（current） ||
（check_kthr_stop && kthread_should_stop（））） //判斷系統(tǒng)是否還處于凍結(jié)
current-》flags &= ~PF_FROZEN; //如果系統(tǒng)已解凍，則取消凍結(jié)狀態(tài)
spin_unlock_irq（&freezer_lock）;
if （?。╟urrent-》flags & PF_FROZEN）） //如果已取消凍結(jié)，跳出循環(huán)，恢復(fù)執(zhí)行
break;
was_frozen = true;
schedule（）;
}
。..。..
}
當(dāng)前題目：詳解Linux進(jìn)程凍結(jié)
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