Documentation/power/states.txt

   1 System Power Management Sleep States
   2
   3 (C) 2014 Intel Corp., Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>
   4
   5 The kernel supports up to four system sleep states generically, although three
   6 of them depend on the platform support code to implement the low-level details
   7 for each state.
   8
   9 The states are represented by strings that can be read or written to the
  10 /sys/power/state file.  Those strings may be "mem", "standby", "freeze" and
  11 "disk", where the last three always represent Power-On Suspend (if supported),
  12 Suspend-To-Idle and hibernation (Suspend-To-Disk), respectively.
  13
  14 The meaning of the "mem" string is controlled by the /sys/power/mem_sleep file.
  15 It contains strings representing the available modes of system suspend that may
  16 be triggered by writing "mem" to /sys/power/state.  These modes are "s2idle"
  17 (Suspend-To-Idle), "shallow" (Power-On Suspend) and "deep" (Suspend-To-RAM).
  18 The "s2idle" mode is always available, while the other ones are only available
  19 if supported by the platform (if not supported, the strings representing them
  20 are not present in /sys/power/mem_sleep).  The string representing the suspend
  21 mode to be used subsequently is enclosed in square brackets.  Writing one of
  22 the other strings present in /sys/power/mem_sleep to it causes the suspend mode
  23 to be used subsequently to change to the one represented by that string.
  24
  25 Consequently, there are two ways to cause the system to go into the
  26 Suspend-To-Idle sleep state.  The first one is to write "freeze" directly to
  27 /sys/power/state.  The second one is to write "s2idle" to /sys/power/mem_sleep
  28 and then to write "mem" to /sys/power/state.  Similarly, there are two ways
  29 to cause the system to go into the Power-On Suspend sleep state (the strings to
  30 write to the control files in that case are "standby" or "shallow" and "mem",
  31 respectively) if that state is supported by the platform.  In turn, there is
  32 only one way to cause the system to go into the Suspend-To-RAM state (write
  33 "deep" into /sys/power/mem_sleep and "mem" into /sys/power/state).
  34
  35 The default suspend mode (ie. the one to be used without writing anything into
  36 /sys/power/mem_sleep) is either "deep" (if Suspend-To-RAM is supported) or
  37 "s2idle", but it can be overridden by the value of the "mem_sleep_default"
  38 parameter in the kernel command line.
  39
  40 The properties of all of the sleep states are described below.
  41
  42
  43 State:          Suspend-To-Idle
  44 ACPI state:     S0
  45 Label:          "s2idle" ("freeze")
  46
  47 This state is a generic, pure software, light-weight, system sleep state.
  48 It allows more energy to be saved relative to runtime idle by freezing user
  49 space and putting all I/O devices into low-power states (possibly
  50 lower-power than available at run time), such that the processors can
  51 spend more time in their idle states.
  52
  53 This state can be used for platforms without Power-On Suspend/Suspend-to-RAM
  54 support, or it can be used in addition to Suspend-to-RAM to provide reduced
  55 resume latency.  It is always supported.
  56
  57
  58 State:          Standby / Power-On Suspend
  59 ACPI State:     S1
  60 Label:          "shallow" ("standby")
  61
  62 This state, if supported, offers moderate, though real, power savings, while
  63 providing a relatively low-latency transition back to a working system.  No
  64 operating state is lost (the CPU retains power), so the system easily starts up
  65 again where it left off.
  66
  67 In addition to freezing user space and putting all I/O devices into low-power
  68 states, which is done for Suspend-To-Idle too, nonboot CPUs are taken offline
  69 and all low-level system functions are suspended during transitions into this
  70 state.  For this reason, it should allow more energy to be saved relative to
  71 Suspend-To-Idle, but the resume latency will generally be greater than for that
  72 state.
  73
  74
  75 State:          Suspend-to-RAM
  76 ACPI State:     S3
  77 Label:          "deep"
  78
  79 This state, if supported, offers significant power savings as everything in the
  80 system is put into a low-power state, except for memory, which should be placed
  81 into the self-refresh mode to retain its contents.  All of the steps carried out
  82 when entering Power-On Suspend are also carried out during transitions to STR.
  83 Additional operations may take place depending on the platform capabilities.  In
  84 particular, on ACPI systems the kernel passes control to the BIOS (platform
  85 firmware) as the last step during STR transitions and that usually results in
  86 powering down some more low-level components that aren't directly controlled by
  87 the kernel.
  88
  89 System and device state is saved and kept in memory.  All devices are suspended
  90 and put into low-power states.  In many cases, all peripheral buses lose power
  91 when entering STR, so devices must be able to handle the transition back to the
  92 "on" state.
  93
  94 For at least ACPI, STR requires some minimal boot-strapping code to resume the
  95 system from it.  This may be the case on other platforms too.
  96
  97
  98 State:          Suspend-to-disk
  99 ACPI State:     S4
 100 Label:          "disk"
 101
 102 This state offers the greatest power savings, and can be used even in
 103 the absence of low-level platform support for power management. This
 104 state operates similarly to Suspend-to-RAM, but includes a final step
 105 of writing memory contents to disk. On resume, this is read and memory
 106 is restored to its pre-suspend state.
 107
 108 STD can be handled by the firmware or the kernel. If it is handled by
 109 the firmware, it usually requires a dedicated partition that must be
 110 setup via another operating system for it to use. Despite the
 111 inconvenience, this method requires minimal work by the kernel, since
 112 the firmware will also handle restoring memory contents on resume.
 113
 114 For suspend-to-disk, a mechanism called 'swsusp' (Swap Suspend) is used
 115 to write memory contents to free swap space. swsusp has some restrictive
 116 requirements, but should work in most cases. Some, albeit outdated,
 117 documentation can be found in Documentation/power/swsusp.txt.
 118 Alternatively, userspace can do most of the actual suspend to disk work,
 119 see userland-swsusp.txt.
 120
 121 Once memory state is written to disk, the system may either enter a
 122 low-power state (like ACPI S4), or it may simply power down. Powering
 123 down offers greater savings, and allows this mechanism to work on any
 124 system. However, entering a real low-power state allows the user to
 125 trigger wake up events (e.g. pressing a key or opening a laptop lid).