Linux进程冻结的方法是什么(linux,开发技术)

Linux休眠前需要先冻结所有进程，休眠唤醒后再解冻进程，驱动开发中的某些问题可能导致冻结进程失败。

1 什么是进程冻结

进程冻结技术（freezing of tasks）是指在系统hibernate或者suspend的时候，将用户进程和部分内核线程置于“可控”的暂停状态。

2 为什么需要冻结技术

假设没有冻结技术，进程可以在任意可调度的点暂停，而且直到cpu_down才会暂停并迁移。这会给系统带来很多问题：

（1）有可能破坏文件系统。在系统创建hibernate image到cpu down之间，如果有进程还在修改文件系统的内容，这将会导致系统恢复之后无法完全恢复文件系统；

（2）有可能导致创建hibernation image失败。创建hibernation image需要足够的内存空间，但是在这期间如果还有进程在申请内存，就可能导致创建失败；

（3）有可能干扰设备的suspend和resume。在cpu down之前，device suspend期间，如果进程还在访问设备，尤其是访问竞争资源，就有可能引起设备suspend异常；

（4）有可能导致进程感知系统休眠。系统休眠的理想状态是所有任务对休眠过程无感知，睡醒之后全部自动恢复工作，但是有些进程，比如某个进程需要所有cpu online才能正常工作，如果进程不冻结，那么在休眠过程中将会工作异常。

3 代码实现框架

冻结的对象是内核中可以被调度执行的实体，包括用户进程、内核线程和work_queue。用户进程默认是可以被冻结的，借用信号处理机制实现；内核线程和work_queue默认是不能被冻结的，少数内核线程和work_queue在创建时指定了freezable标志，这些任务需要对freeze状态进行判断，当系统进入freezing时，主动暂停运行。

kernel threads可以通过调用kthread_freezable_should_stop来判断freezing状态，并主动调用__refrigerator进入冻结；work_queue通过判断max_active属性，如果max_active=0，则不能入队新的work，所有work延后执行。

标记系统freeze状态的有三个重要的全局变量：pm_freezing、system_freezing_cnt和pm_nosig_freezing，如果全为0，表示系统未进入冻结；system_freezing_cnt》0表示系统进入冻结，pm_freezing=true表示冻结用户进程，pm_nosig_freezing=true表示冻结内核线程和workqueue。它们会在freeze_processes和freeze_kernel_threads中置位，在thaw_processes和thaw_kernel_threads中清零。

fake_signal_wake_up函数巧妙的利用了信号处理机制，只设置任务的TIF_SIGPENDING位，但不传递任何信号，然后唤醒任务；这样任务在返回用户态时会进入信号处理流程，检查系统的freeze状态，并做相应处理。

任务主动调用try_to_freeze的代码如下：

staticinlinebooltry_to_freeze_unsafe（void）{if（likely（！freezing（current）））//检查系统是否处于freezing状态returnfalse;return__refrigerator（false）;//主动进入冻结}staticinlineboolfreezing（structtask_struct*p）{if（likely（！atomic_read（&system_freezing_cnt）））//系统总体进入freezingreturnfalse;returnfreezing_slow_path（p）;}boolfreezing_slow_path（structtask_struct*p）{if（p-》flags&PF_NOFREEZE）//当前进程是否允许冻结returnfalse;if（pm_nosig_freezing||cgroup_freezing（p））//系统冻结kernelthreadsreturntrue;if（pm_freezing&&！（p-》flags&PF_KTHREAD））//系统冻结用户进程returntrue;returnfalse;}进入冻结状态直到恢复的主要函数：bool__refrigerator（boolcheck_kthr_stop）{。..for（;;）{set_current_state（TASK_UNINTERRUPTIBLE）;//设置进程为UNINTERRUPTIBLE状态spin_lock_irq（&freezer_lock）;current-》flags|=PF_FROZEN;//设置已冻结状态if（！freezing（current）||（check_kthr_stop&&kthread_should_stop（）））//判断系统是否还处于冻结current-》flags&=~PF_FROZEN;//如果系统已解冻，则取消冻结状态spin_unlock_irq（&freezer_lock）;if（！（current-》flags&PF_FROZEN））//如果已取消冻结，跳出循环，恢复执行break;was_frozen=true;schedule（）;}。..。..}