Linux電腦輸入poweroff退出操作系統(tǒng)后電源會(huì)自動(dòng)切斷，而嵌入式Linux如果沒(méi)做特殊處理 輸入poweroff關(guān)閉系統(tǒng)后電源依舊保持著。敲擊鍵盤(pán)也不會(huì)有響應(yīng)。原因是CPU和主板之間有著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）、 APM（Advanced Power Management），都有相應(yīng)的硬件IO狀態(tài)指示。

當(dāng)CPU退出操作系統(tǒng)時(shí)會(huì)告訴BIOS：“保持內(nèi)存的電源，其他電源斷掉，下次喚醒我時(shí)記得提醒從硬盤(pán)里恢復(fù)。”CPU掛起到內(nèi)存，晃動(dòng)鼠標(biāo)、按壓鍵盤(pán)能在0.5秒恢復(fù)系統(tǒng)。

CPU告訴BIOS：“內(nèi)存電源也關(guān)閉，系統(tǒng)狀態(tài)（現(xiàn)場(chǎng)）已經(jīng)保存在硬盤(pán)?！彼追Q(chēng)休眠模式，按鍵盤(pán)不能喚醒系統(tǒng)，得按壓機(jī)箱開(kāi)機(jī)鍵。

當(dāng)需要最徹底斷電時(shí)，CPU說(shuō)：“全部斷電吧，你也歇歇。”這下連同BIOS也斷電了，啟動(dòng)需要按壓主機(jī)開(kāi)機(jī)鍵，或者用內(nèi)資短接機(jī)箱電源針腳，主板才背重新供電。

CPU怎么說(shuō)？用GPIO說(shuō)。

為了實(shí)現(xiàn)嵌入式Linux在關(guān)閉GPIO通知BIOS，需要說(shuō)明的是，由于沒(méi)有專(zhuān)用的電源管理GPIO的CPU，沒(méi)法做到CPU完全釋放資源后，CPU內(nèi)部硬件可以自動(dòng)通知BIOS，軟件方式控制GPIO告知BIOS狀態(tài)，有可能硬盤(pán)回寫(xiě)還沒(méi)完成BIOS就把電源切斷。

這里的BIOS可以8051單片機(jī)負(fù)責(zé)。

源碼分析

首先在busybox上查詢(xún)poweroff是哪個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，它向內(nèi)核傳遞一個(gè)宏。LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF=0x4321FEDC

再在Linux源碼搜索響應(yīng)改宏命令位于kernel/reboot.c

繼續(xù)走讀kernel_power_off發(fā)現(xiàn)與平臺(tái)相關(guān)的接口machine_power_off。

既然是和架構(gòu)相關(guān)的，那代碼顯然應(yīng)該放在arch目錄下咯

x86架構(gòu)下的內(nèi)容，構(gòu)造與架構(gòu)相關(guān)的結(jié)構(gòu)體struct machine_ocf打印“ha ha”方便待會(huì)運(yùn)行QEMU調(diào)試觀察。

根據(jù)實(shí)際需求，把打印語(yǔ)句換成GPIO操作去通知8051單片機(jī)。

整個(gè)系統(tǒng)poweroff調(diào)用堆如下：

poweroff-> reboot LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF -> kernel_power_off -> machine_power_off -> struct machine_ops.power_off -> do_exit

測(cè)試

構(gòu)建測(cè)試腳本 b.c 和 a.sh文件。我已經(jīng)向do_exit添加調(diào)試信息，打印被結(jié)束進(jìn)程的pid。

 int main(){ printf("master pid %d\r\n", getpid()); if (!fork()) { printf("child  pid %d\r\n", getpid()); }  sleep(10); return 1;}

# a.sh./b.out &./b.out &./b.out &./b.out &

系統(tǒng)啟動(dòng)3個(gè)init進(jìn)程，記住他們的PID編號(hào)，待會(huì)會(huì)被釋放掉。

執(zhí)行a.sh派生出PID從58到64的進(jìn)程。

執(zhí)行poweroff，PID=67；

首先釋放掛載的文件系統(tǒng)umount PID=68；

關(guān)閉交換空間swapoff，PID=69；

結(jié)束3個(gè)init進(jìn)程和4個(gè)b.out進(jìn)程；

最后打印調(diào)試語(yǔ)句“ha ha ha”

shell進(jìn)程是運(yùn)行在init之前的，busybox分別發(fā)送SIGTERM和SIGKILL信號(hào)關(guān)閉它們。

使得斷電更恰到好處

注意到了嗎，控制GPIO是放在do_exit之前的，do_exit是不會(huì)返回調(diào)用線程的，在machine_power_off函數(shù)里控制GPIO，8051單片機(jī)延時(shí)一段時(shí)間才能關(guān)閉CPU電源，避免CPU資源未釋放完畢前被掉電。

建議單片機(jī)端添加CPU電流采樣功能，當(dāng)CPU資源釋放完畢后功耗可能會(huì)有所降低，單片機(jī)根據(jù)電流+GPIO雙重保險(xiǎn)來(lái)判斷或許根可靠。

之前我曾今想過(guò)重寫(xiě)do_exit，僅在結(jié)束最后一個(gè)進(jìn)程時(shí)作GPIO，實(shí)踐起來(lái)也不可靠。原因有2：

1、poweroff有一個(gè)操作是強(qiáng)制關(guān)機(jī)，它不會(huì)調(diào)用do_exit，文稿末尾我上貼圖；

2、如果某應(yīng)用程序在內(nèi)核空間死鎖，將永遠(yuǎn)不能控制GPIO，只能手動(dòng)強(qiáng)制關(guān)機(jī)；