Documentation/power/userland-swsusp.txt

   1 Documentation for userland software suspend interface
   2         (C) 2006 Rafael J. Wysocki <rjw@sisk.pl>
   3
   4 First, the warnings at the beginning of swsusp.txt still apply.
   5
   6 Second, you should read the FAQ in swsusp.txt _now_ if you have not
   7 done it already.
   8
   9 Now, to use the userland interface for software suspend you need special
  10 utilities that will read/write the system memory snapshot from/to the
  11 kernel.  Such utilities are available, for example, from
  12 <http://suspend.sourceforge.net>.  You may want to have a look at them if you
  13 are going to develop your own suspend/resume utilities.
  14
  15 The interface consists of a character device providing the open(),
  16 release(), read(), and write() operations as well as several ioctl()
  17 commands defined in kernel/power/power.h.  The major and minor
  18 numbers of the device are, respectively, 10 and 231, and they can
  19 be read from /sys/class/misc/snapshot/dev.
  20
  21 The device can be open either for reading or for writing.  If open for
  22 reading, it is considered to be in the suspend mode.  Otherwise it is
  23 assumed to be in the resume mode.  The device cannot be open for simultaneous
  24 reading and writing.  It is also impossible to have the device open more than
  25 once at a time.
  26
  27 The ioctl() commands recognized by the device are:
  28
  29 SNAPSHOT_FREEZE - freeze user space processes (the current process is
  30         not frozen); this is required for SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT
  31         and SNAPSHOT_ATOMIC_RESTORE to succeed
  32
  33 SNAPSHOT_UNFREEZE - thaw user space processes frozen by SNAPSHOT_FREEZE
  34
  35 SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT - create a snapshot of the system memory; the
  36         last argument of ioctl() should be a pointer to an int variable,
  37         the value of which will indicate whether the call returned after
  38         creating the snapshot (1) or after restoring the system memory state
  39         from it (0) (after resume the system finds itself finishing the
  40         SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT ioctl() again); after the snapshot
  41         has been created the read() operation can be used to transfer
  42         it out of the kernel
  43
  44 SNAPSHOT_ATOMIC_RESTORE - restore the system memory state from the
  45         uploaded snapshot image; before calling it you should transfer
  46         the system memory snapshot back to the kernel using the write()
  47         operation; this call will not succeed if the snapshot
  48         image is not available to the kernel
  49
  50 SNAPSHOT_FREE - free memory allocated for the snapshot image
  51
  52 SNAPSHOT_SET_IMAGE_SIZE - set the preferred maximum size of the image
  53         (the kernel will do its best to ensure the image size will not exceed
  54         this number, but if it turns out to be impossible, the kernel will
  55         create the smallest image possible)
  56
  57 SNAPSHOT_AVAIL_SWAP - return the amount of available swap in bytes (the last
  58         argument should be a pointer to an unsigned int variable that will
  59         contain the result if the call is successful).
  60
  61 SNAPSHOT_GET_SWAP_PAGE - allocate a swap page from the resume partition
  62         (the last argument should be a pointer to a loff_t variable that
  63         will contain the swap page offset if the call is successful)
  64
  65 SNAPSHOT_FREE_SWAP_PAGES - free all swap pages allocated with
  66         SNAPSHOT_GET_SWAP_PAGE
  67
  68 SNAPSHOT_SET_SWAP_FILE - set the resume partition (the last ioctl() argument
  69         should specify the device's major and minor numbers in the old
  70         two-byte format, as returned by the stat() function in the .st_rdev
  71         member of the stat structure)
  72
  73 SNAPSHOT_SET_SWAP_AREA - set the resume partition and the offset (in <PAGE_SIZE>
  74         units) from the beginning of the partition at which the swap header is
  75         located (the last ioctl() argument should point to a struct
  76         resume_swap_area, as defined in kernel/power/power.h, containing the
  77         resume device specification, as for the SNAPSHOT_SET_SWAP_FILE ioctl(),
  78         and the offset); for swap partitions the offset is always 0, but it is
  79         different to zero for swap files (please see
  80         Documentation/swsusp-and-swap-files.txt for details).
  81         The SNAPSHOT_SET_SWAP_AREA ioctl() is considered as a replacement for
  82         SNAPSHOT_SET_SWAP_FILE which is regarded as obsolete.   It is
  83         recommended to always use this call, because the code to set the resume
  84         partition may be removed from future kernels
  85
  86 SNAPSHOT_S2RAM - suspend to RAM; using this call causes the kernel to
  87         immediately enter the suspend-to-RAM state, so this call must always
  88         be preceded by the SNAPSHOT_FREEZE call and it is also necessary
  89         to use the SNAPSHOT_UNFREEZE call after the system wakes up.  This call
  90         is needed to implement the suspend-to-both mechanism in which the
  91         suspend image is first created, as though the system had been suspended
  92         to disk, and then the system is suspended to RAM (this makes it possible
  93         to resume the system from RAM if there's enough battery power or restore
  94         its state on the basis of the saved suspend image otherwise)
  95
  96 SNAPSHOT_PMOPS - enable the usage of the hibernation_ops->prepare,
  97         hibernate_ops->enter and hibernation_ops->finish methods (the in-kernel
  98         swsusp knows these as the "platform method") which are needed on many
  99         machines to (among others) speed up the resume by letting the BIOS skip
 100         some steps or to let the system recognise the correct state of the
 101         hardware after the resume (in particular on many machines this ensures
 102         that unplugged AC adapters get correctly detected and that kacpid does
 103         not run wild after the resume).  The last ioctl() argument can take one
 104         of the three values, defined in kernel/power/power.h:
 105         PMOPS_PREPARE - make the kernel carry out the
 106                 hibernation_ops->prepare() operation
 107         PMOPS_ENTER - make the kernel power off the system by calling
 108                 hibernation_ops->enter()
 109         PMOPS_FINISH - make the kernel carry out the
 110                 hibernation_ops->finish() operation
 111         Note that the actual constants are misnamed because they surface
 112         internal kernel implementation details that have changed.
 113
 114 The device's read() operation can be used to transfer the snapshot image from
 115 the kernel.  It has the following limitations:
 116 - you cannot read() more than one virtual memory page at a time
 117 - read()s accross page boundaries are impossible (ie. if ypu read() 1/2 of
 118         a page in the previous call, you will only be able to read()
 119         _at_ _most_ 1/2 of the page in the next call)
 120
 121 The device's write() operation is used for uploading the system memory snapshot
 122 into the kernel.  It has the same limitations as the read() operation.
 123
 124 The release() operation frees all memory allocated for the snapshot image
 125 and all swap pages allocated with SNAPSHOT_GET_SWAP_PAGE (if any).
 126 Thus it is not necessary to use either SNAPSHOT_FREE or
 127 SNAPSHOT_FREE_SWAP_PAGES before closing the device (in fact it will also
 128 unfreeze user space processes frozen by SNAPSHOT_UNFREEZE if they are
 129 still frozen when the device is being closed).
 130
 131 Currently it is assumed that the userland utilities reading/writing the
 132 snapshot image from/to the kernel will use a swap parition, called the resume
 133 partition, or a swap file as storage space (if a swap file is used, the resume
 134 partition is the partition that holds this file).  However, this is not really
 135 required, as they can use, for example, a special (blank) suspend partition or
 136 a file on a partition that is unmounted before SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT and
 137 mounted afterwards.
 138
 139 These utilities SHOULD NOT make any assumptions regarding the ordering of
 140 data within the snapshot image, except for the image header that MAY be
 141 assumed to start with an swsusp_info structure, as specified in
 142 kernel/power/power.h.  This structure MAY be used by the userland utilities
 143 to obtain some information about the snapshot image, such as the size
 144 of the snapshot image, including the metadata and the header itself,
 145 contained in the .size member of swsusp_info.
 146
 147 The snapshot image MUST be written to the kernel unaltered (ie. all of the image
 148 data, metadata and header MUST be written in _exactly_ the same amount, form
 149 and order in which they have been read).  Otherwise, the behavior of the
 150 resumed system may be totally unpredictable.
 151
 152 While executing SNAPSHOT_ATOMIC_RESTORE the kernel checks if the
 153 structure of the snapshot image is consistent with the information stored
 154 in the image header.  If any inconsistencies are detected,
 155 SNAPSHOT_ATOMIC_RESTORE will not succeed.  Still, this is not a fool-proof
 156 mechanism and the userland utilities using the interface SHOULD use additional
 157 means, such as checksums, to ensure the integrity of the snapshot image.
 158
 159 The suspending and resuming utilities MUST lock themselves in memory,
 160 preferrably using mlockall(), before calling SNAPSHOT_FREEZE.
 161
 162 The suspending utility MUST check the value stored by SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT
 163 in the memory location pointed to by the last argument of ioctl() and proceed
 164 in accordance with it:
 165 1.      If the value is 1 (ie. the system memory snapshot has just been
 166         created and the system is ready for saving it):
 167         (a)     The suspending utility MUST NOT close the snapshot device
 168                 _unless_ the whole suspend procedure is to be cancelled, in
 169                 which case, if the snapshot image has already been saved, the
 170                 suspending utility SHOULD destroy it, preferrably by zapping
 171                 its header.  If the suspend is not to be cancelled, the
 172                 system MUST be powered off or rebooted after the snapshot
 173                 image has been saved.
 174         (b)     The suspending utility SHOULD NOT attempt to perform any
 175                 file system operations (including reads) on the file systems
 176                 that were mounted before SNAPSHOT_ATOMIC_SNAPSHOT has been
 177                 called.  However, it MAY mount a file system that was not
 178                 mounted at that time and perform some operations on it (eg.
 179                 use it for saving the image).
 180 2.      If the value is 0 (ie. the system state has just been restored from
 181         the snapshot image), the suspending utility MUST close the snapshot
 182         device.  Afterwards it will be treated as a regular userland process,
 183         so it need not exit.
 184
 185 The resuming utility SHOULD NOT attempt to mount any file systems that could
 186 be mounted before suspend and SHOULD NOT attempt to perform any operations
 187 involving such file systems.
 188
 189 For details, please refer to the source code.