原创 linux内核对S3C2410睡眠模式的支持

作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院高级讲师，ARM ATC授权培训讲师。 一、S3C2410支持4种供电模式 （1）NORMAL MODE 耗电最大、可以通过关闭具体控制器的时钟来节电 （2）SLOW MODE 在此模式下可以没有内部PLL，耗电情况依赖于外部时钟的频率 （3）IDLE MODE FCLK被关断，主要由于CPU core节电。可以任何通过外部中断唤醒 （4）Power_OFF MODE 除了处理器唤醒逻辑单元外，处理器不损耗任何电量。可以通过EINT[15:0] 或 RTC alarm interrupt唤醒系统 二、S3C2410各种节电模式的进入 （1）慢速模式（SLOW） CLKSLOW的SLOW_BIT置1进入 （2）空闲模式（IDLE） CLKCON[2]被置1则进入 （3）掉电模式（Power_OFF） CLKCON[3]置1进入 三、S3C2410进入掉电模式前的准备工作 1、为掉电模式设置合理的GPIO 2、在中断屏蔽寄存器中屏蔽所有中断 3、合理配置包括实时时钟在内的唤醒源 4、挂起USB。MISCCR[13:12]=11b 5、将睡眠返回地址或一些不希望在掉电模式下丢失的数据存放在GSTATUS3，4 中 6、配置MISCCR[1:0]让数据总线上拉 7、关闭LCD 8、为了填充TLB读取REFRESH、 CLKCON 和MISCCR寄存器. 第8点理解起来可能稍微困难一点，需要说明一下： 因为在进入掉电模式前还需要让SDRAM挂起，在SDRAM挂起后还需要操作REFRESH、CLKCON、MISCCR特殊功能寄存器，而这些寄存器的地址可能是虚拟地址，这就要求TLB中要有相应的入口。如果没有的话就要到sdram中取相应的页表，而此时sdram已经挂起了，所以为了防止这种情况的产生，可以在挂起sdram前读取要访问的地址，这样TLB中就会保留有相应的页表项，访问REFRESH、CLKCON、MISCCR时就不会需要sdram的支持了。 9、设置REFRESH[22]=1b让sdram进入自刷新模式 10、等待sdram自刷新有效 11、设置 MISCCR[19:17]=111b 使 SDRAM 的信号 (SCLK0,SCLK1 and SCKE) 在 Power_OF 模式下被保护 12、设置CLKCON进入Power_OFF模式 四、S3C2410掉电模式唤醒过程 1、通过唤醒源唤醒系统，产生内部复位信号 2、系统复位后，测试GSTATUS2[2] 确实系统是否是从Power_OFF模式唤醒的 3、设置MISCCR[19:17]=000b释放SDRAM信号保护 4、配置SDRAM控制器 5、等待直到SDRAM自刷新释放 6、读取GSTATUS3、4的值，可以利用它们回复到睡眠前的程序位置 注意：利用外部中断EINT[15:0]唤醒系统，需要保持nBATT_FLT为高电平 五、配置2.6.26.5内核支持S3C2410电源管理 六、Linux系统对S3C2410 掉电模式的支持 （1）内核接口驱动文件 Linux-2.6.26.5内核的/drivers/char/apm-emulation.c提供了系统进入睡眠的入口函数。早期的版本的接口文件为：arch/arm/kernel/apm.c （2）与进入sleep前的准备相关的内核文件 kernel/power/console.c 该文件提供了使所有系统进程休眠或关闭的函数 drivers/base/power/suspend.c 该文件使所有设备驱动suspend的函数 （3）进入sleep前的设置相关的文件 arch/arm/mach-s3c2410/pm.c （4）进休眠前的汇编段程序文件 arch/arm/mach-s3c2410/sleep.s （5）睡眠唤醒部分在Uboot中 cpu/arm920t/start.s （6）内核中唤醒阶段相关的汇编段程序文件 arch/arm/mach-s3c2410/sleep.s 七、实现方法 具体的实现原理可以通过阅读上述相关文件获取。下面如何实现系统的睡眠及唤醒 （1）内核修改过程 根据硬件的实际情况，设置睡眠唤醒中断源。我的系统是让中断0-3作为唤醒源。所以让内核允许EINT0--3外部中断将其唤醒。内核版本是2.6.26.5。系统默认容许EINT0..EINT15和IRQ_RTC作为中断唤醒源。 s3c_irqwake_intmask和s3c_irqwake_eintmask是屏蔽码。为了让EINT0--3外部中断可以作为唤醒源， 需要修改： arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c中 unsigned long s3c_irqwake_intmask = 0xffffffffL; 为： unsigned long s3c_irqwake_intmask = 0xfffffff0L; （2）修改U-boot 系统睡眠在唤醒后会运行复位程序，当然就是U-boot了。为了让唤醒后的系统能够恢复正常工作状态，及进入到睡眠前运行的位置，需要修改U-boot 将下面的代码加入到uboot的cpu/arm920t/start.s中，注意：要放在sdram初始化后，参考本文的第四标题“S3C2410掉电模式唤醒过程” /* Power Manage Check if this is a wake-up from sleep */ ldr r1, =0x560000B4 ldr r0, [r1] tst r0, #0x02 beq notPowerOFF /****led test**** ldr r0, =0x56000050 ldr r1,=0x55555555 str r1,[r0] ldr r0, =0x56000054 ldr r1,=0x0 str r1,[r0] */ WakeupStart: //Clear sleep reset bit ldr r0, =0x560000B4 mov r1, #0x2 str r1, [r0] ldr r0, =0x56000080 //Release the SDRAM signal protections ldr r1, =0x00010330 str r1, [r0] ldr r0, =0x48000024 ldr r1, [r0] bic r1, r1, #0x400000 str r1, [r0] mov r1, #0x1000 1: subs r1, r1, #1 // wait until the SelfRefresh is released. bne 1b /* ldr r0, =0x56000050 ldr r1,=0x55555555 str r1,[r0] ldr r0, =0x56000054 ldr r1,=0x5555 str r1,[r0] */ ldr r0, =0x560000B8 //read a return address go to s3c2410_cpu_resume ldr r1, [r0] mov pc, r1 //go to resume 恢复到睡眠前的位置 nop nop 1: b 1b notPowerOFF: （3）编写测试程序 #include #include #include #include #include #include #define APM_IOC_STANDBY _IO('A', 1) #define APM_IOC_SUSPEND _IO('A', 2) int main (void) { int fd; fd = open ("/dev/apm_bios",O_RDWR); if (fd < 0) { printf ("fd open failed\n"); exit(0); } printf ("\n/dev/apm_bios opened, fd=%d\n",fd); ioctl (fd, APM_IOC_SUSPEND); close (fd); printf ("/dev/apm_bios closed \n"); return 0; } （4）测试效果 #./test ..... sleep: irq wakeup masks: fffffff0,fffffff0 GSTATUS3 0x30367140 GSTATUS4 0x00000000 进入睡眠状态，此时按K10按键，即中断0，唤醒系统 GPIO[0] CON 007fffff => 007fffff, DAT 00000000 => 00000000 GPIO[1] CON 00044555 => 00044555, DAT 00000540 => 00000540 GPIO[2] CON aaaaaaaa => aaaaaaaa, DAT 00000000 => 00000000 GPIO[3] CON aaaaaaaa => aaaaaaaa, DAT 00000000 => 00000000 GPIO[4] CON aaaaa6aa => aaaaa6aa, DAT 0000ffc5 => 0000ffc5 GPIO[5] CON 000055aa => 000055aa, DAT 000000fe => 000000ff GPIO[6] CON ffa5ff30 => ffa5ffba, DAT 0000aced => 0000aced GPIO[7] CON 002afaaa => 002afaaa, DAT 000001ff => 000001fb post sleep: IRQs 0x02000001, 0x00000200 IRQ 16 asserted at resume post sleep, preparing to return S3C2410 PM Resume (post-restore) s3c2410-sdi s3c2410-sdi: powered down. s3c24xx-pm: check if we have anything to wake-up with Disabling IRQ 52 (pin 192) Disabling IRQ 53 (pin 193) Disabling IRQ 55 (pin 195) dma3: restoring configuration timer tcon=00000000, tcnt a2c1, tcfg 00000200,00000000, usec 00001eb8 s3c2410-wdt: watchdog disabled s3c2410-i2c s3c2410-i2c: slave address 0x10 s3c2410-i2c s3c2410-i2c: bus frequency set to 390 KHz s3c2410-nand s3c2410-nand: Tacls=3, 30ns Twrph0=7 70ns, Twrph1=3 30ns s3c2410-sdi s3c2410-sdi: running at 0kHz (requested: 0kHz). s3c2410-sdi s3c2410-sdi: running at 98kHz (requested: 97kHz). s3c2410-sdi s3c2410-sdi: running at 98kHz (requested: 97kHz). s3c2410-sdi s3c2410-sdi: running at 98kHz (requested: 97kHz). s3c2410-sdi s3c2410-sdi: powered down. usb usb1: root hub lost power or was reset Restarting tasks ... done. /dev/apm_bios closed # 此时系统恢复了正常运行。