Linux suspend 流程介绍之 freeze task

Posted 2021-02-21 aspirs

一、什么是任务冻结

任务冻结是在系统休眠（hibernation）或者全系统睡眠（system-wide suspend）过程中用户态进程和部分内核线程的控制机制。

二、为什么需要进程冻结

1.      防止系统休眠或者睡眠后，文件系统损坏；如果没有冻结进程，在系统suspend过程中，还有进程在对文件系统进程写操作，会破坏文件系统。

2.      确保有足够的内存空间存放休眠镜像（hibernation image）；

3.      防止内核线程或者用户态进程干扰设备的suspend和resume；当进程运行在另一个CPU上，此时执行suspend，如果没有冻结任务的话，需要考虑一些竞争条件。

4.      防止用户进程使suspend流程工作异常。

三、任务冻结的原理

任务冻结相关的flag有3个，分别为：

PF_NOFREEZE 无需freeze的task

PF_FROZEN   task 已经freeze了

PF_FREEZER_SKIP

当task（所有的用户进程和部分内核线程）的PF_NOFREEZE没有被置位时，则task被认为是可冻结的，在suspend过程中，会冻结这些task。

 

任务冻结过程的函数调用关系如下：

->suspend_freeze_processes

         ->freeze_processes        //用户态进程

                   ->try_to_freeze_tasks

                            ->freeze_task

                                     ->fake_signal_wake_up

         -> freeze_kernel_threads //内核线程

                   ->try_to_freeze_tasks

                            ->freeze_task

                                     ->wake_up_state

 

在执行完fake_signal_wake_up和wake_up_state后，所有的可冻结任务都会调用try_to_freeze函数进行响应，此时会置位PF_FROZEN flag，将任务状态修改为TASK_UNINTERRUPTIBLE，进入死循环直到PF_FROZEN flag被clear，这时我们称任务已经被冻结了。从代码执行的先后顺序可知，用户态进程通常比内核态线程先freeze。

 

参考文献：

Linux 内核文档：freezing-of-tasks.txt

原文链接：https://blog.csdn.net/yinjian1013/java/article/details/78333226