linux内核对S3C2410睡眠模式的支持

　　作者：刘洪涛，华清远见嵌入式培训中心讲师，ARM ATC授权培训讲师。

 

　　一、S3C2410支持4种供电模式

　　（1）NORMAL MODE

　　耗电、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 <stdio.h>

　　#include <sys/types.h>

　　#include <sys/ioctl.h>

　　#include <unistd.h>

　　#include <fcntl.h>

　　#include <linux/ioctl.h>

　　#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。
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