d7814a113ee1752a7c91c54ae6841407baa73370
[pandora-kernel.git] / Documentation / power / swsusp.txt
1 Some warnings, first.
2
3  * BIG FAT WARNING *********************************************************
4  *
5  * If you touch anything on disk between suspend and resume...
6  *                              ...kiss your data goodbye.
7  *
8  * If you do resume from initrd after your filesystems are mounted...
9  *                              ...bye bye root partition.
10  *                      [this is actually same case as above]
11  *
12  * If you have unsupported (*) devices using DMA, you may have some
13  * problems. If your disk driver does not support suspend... (IDE does),
14  * it may cause some problems, too. If you change kernel command line
15  * between suspend and resume, it may do something wrong. If you change
16  * your hardware while system is suspended... well, it was not good idea;
17  * but it will probably only crash.
18  *
19  * (*) suspend/resume support is needed to make it safe.
20  *
21  * If you have any filesystems on USB devices mounted before suspend,
22  * they won't be accessible after resume and you may lose data, as though
23  * you have unplugged the USB devices with mounted filesystems on them
24  * (see the FAQ below for details).
25
26 You need to append resume=/dev/your_swap_partition to kernel command
27 line. Then you suspend by
28
29 echo shutdown > /sys/power/disk; echo disk > /sys/power/state
30
31 . If you feel ACPI works pretty well on your system, you might try
32
33 echo platform > /sys/power/disk; echo disk > /sys/power/state
34
35 . If you have SATA disks, you'll need recent kernels with SATA suspend
36 support. For suspend and resume to work, make sure your disk drivers
37 are built into kernel -- not modules. [There's way to make
38 suspend/resume with modular disk drivers, see FAQ, but you probably
39 should not do that.]
40
41 If you want to limit the suspend image size to N bytes, do
42
43 echo N > /sys/power/image_size
44
45 before suspend (it is limited to 500 MB by default).
46
47
48 Article about goals and implementation of Software Suspend for Linux
49 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
50 Author: G\82ábor Kuti
51 Last revised: 2003-10-20 by Pavel Machek
52
53 Idea and goals to achieve
54
55 Nowadays it is common in several laptops that they have a suspend button. It
56 saves the state of the machine to a filesystem or to a partition and switches
57 to standby mode. Later resuming the machine the saved state is loaded back to
58 ram and the machine can continue its work. It has two real benefits. First we
59 save ourselves the time machine goes down and later boots up, energy costs
60 are real high when running from batteries. The other gain is that we don't have to
61 interrupt our programs so processes that are calculating something for a long
62 time shouldn't need to be written interruptible.
63
64 swsusp saves the state of the machine into active swaps and then reboots or
65 powerdowns.  You must explicitly specify the swap partition to resume from with
66 ``resume='' kernel option. If signature is found it loads and restores saved
67 state. If the option ``noresume'' is specified as a boot parameter, it skips
68 the resuming.
69
70 In the meantime while the system is suspended you should not add/remove any
71 of the hardware, write to the filesystems, etc.
72
73 Sleep states summary
74 ====================
75
76 There are three different interfaces you can use, /proc/acpi should
77 work like this:
78
79 In a really perfect world:
80 echo 1 > /proc/acpi/sleep       # for standby
81 echo 2 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram
82 echo 3 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram, but with more power conservative
83 echo 4 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to disk
84 echo 5 > /proc/acpi/sleep       # for shutdown unfriendly the system
85
86 and perhaps
87 echo 4b > /proc/acpi/sleep      # for suspend to disk via s4bios
88
89 Frequently Asked Questions
90 ==========================
91
92 Q: well, suspending a server is IMHO a really stupid thing,
93 but... (Diego Zuccato):
94
95 A: You bought new UPS for your server. How do you install it without
96 bringing machine down? Suspend to disk, rearrange power cables,
97 resume.
98
99 You have your server on UPS. Power died, and UPS is indicating 30
100 seconds to failure. What do you do? Suspend to disk.
101
102
103 Q: Maybe I'm missing something, but why don't the regular I/O paths work?
104
105 A: We do use the regular I/O paths. However we cannot restore the data
106 to its original location as we load it. That would create an
107 inconsistent kernel state which would certainly result in an oops.
108 Instead, we load the image into unused memory and then atomically copy
109 it back to it original location. This implies, of course, a maximum
110 image size of half the amount of memory.
111
112 There are two solutions to this:
113
114 * require half of memory to be free during suspend. That way you can
115 read "new" data onto free spots, then cli and copy
116
117 * assume we had special "polling" ide driver that only uses memory
118 between 0-640KB. That way, I'd have to make sure that 0-640KB is free
119 during suspending, but otherwise it would work...
120
121 suspend2 shares this fundamental limitation, but does not include user
122 data and disk caches into "used memory" by saving them in
123 advance. That means that the limitation goes away in practice.
124
125 Q: Does linux support ACPI S4?
126
127 A: Yes. That's what echo platform > /sys/power/disk does.
128
129 Q: What is 'suspend2'?
130
131 A: suspend2 is 'Software Suspend 2', a forked implementation of
132 suspend-to-disk which is available as separate patches for 2.4 and 2.6
133 kernels from swsusp.sourceforge.net. It includes support for SMP, 4GB
134 highmem and preemption. It also has a extensible architecture that
135 allows for arbitrary transformations on the image (compression,
136 encryption) and arbitrary backends for writing the image (eg to swap
137 or an NFS share[Work In Progress]). Questions regarding suspend2
138 should be sent to the mailing list available through the suspend2
139 website, and not to the Linux Kernel Mailing List. We are working
140 toward merging suspend2 into the mainline kernel.
141
142 Q: A kernel thread must voluntarily freeze itself (call 'refrigerator').
143 I found some kernel threads that don't do it, and they don't freeze
144 so the system can't sleep. Is this a known behavior?
145
146 A: All such kernel threads need to be fixed, one by one. Select the
147 place where the thread is safe to be frozen (no kernel semaphores
148 should be held at that point and it must be safe to sleep there), and
149 add:
150
151        try_to_freeze();
152
153 If the thread is needed for writing the image to storage, you should
154 instead set the PF_NOFREEZE process flag when creating the thread (and
155 be very carefull).
156
157
158 Q: What is the difference between between "platform", "shutdown" and
159 "firmware" in /sys/power/disk?
160
161 A:
162
163 shutdown: save state in linux, then tell bios to powerdown
164
165 platform: save state in linux, then tell bios to powerdown and blink
166           "suspended led"
167
168 firmware: tell bios to save state itself [needs BIOS-specific suspend
169           partition, and has very little to do with swsusp]
170
171 "platform" is actually right thing to do, but "shutdown" is most
172 reliable.
173
174 Q: I do not understand why you have such strong objections to idea of
175 selective suspend.
176
177 A: Do selective suspend during runtime power managment, that's okay. But
178 its useless for suspend-to-disk. (And I do not see how you could use
179 it for suspend-to-ram, I hope you do not want that).
180
181 Lets see, so you suggest to
182
183 * SUSPEND all but swap device and parents
184 * Snapshot
185 * Write image to disk
186 * SUSPEND swap device and parents
187 * Powerdown
188
189 Oh no, that does not work, if swap device or its parents uses DMA,
190 you've corrupted data. You'd have to do
191
192 * SUSPEND all but swap device and parents
193 * FREEZE swap device and parents
194 * Snapshot
195 * UNFREEZE swap device and parents
196 * Write
197 * SUSPEND swap device and parents
198
199 Which means that you still need that FREEZE state, and you get more
200 complicated code. (And I have not yet introduce details like system
201 devices).
202
203 Q: There don't seem to be any generally useful behavioral
204 distinctions between SUSPEND and FREEZE.
205
206 A: Doing SUSPEND when you are asked to do FREEZE is always correct,
207 but it may be unneccessarily slow. If you want USB to stay simple,
208 slowness may not matter to you. It can always be fixed later.
209
210 For devices like disk it does matter, you do not want to spindown for
211 FREEZE.
212
213 Q: After resuming, system is paging heavilly, leading to very bad interactivity.
214
215 A: Try running
216
217 cat `cat /proc/[0-9]*/maps | grep / | sed 's:.* /:/:' | sort -u` > /dev/null
218
219 after resume. swapoff -a; swapon -a may also be useful.
220
221 Q: What happens to devices during swsusp? They seem to be resumed
222 during system suspend?
223
224 A: That's correct. We need to resume them if we want to write image to
225 disk. Whole sequence goes like
226
227       Suspend part
228       ~~~~~~~~~~~~
229       running system, user asks for suspend-to-disk
230
231       user processes are stopped
232
233       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
234                       with state snapshot
235
236       state snapshot: copy of whole used memory is taken with interrupts disabled
237
238       resume(): devices are woken up so that we can write image to swap
239
240       write image to swap
241
242       suspend(PMSG_SUSPEND): suspend devices so that we can power off
243
244       turn the power off
245
246       Resume part
247       ~~~~~~~~~~~
248       (is actually pretty similar)
249
250       running system, user asks for suspend-to-disk
251
252       user processes are stopped (in common case there are none, but with resume-from-initrd, noone knows)
253
254       read image from disk
255
256       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
257                       with image restoration
258
259       image restoration: rewrite memory with image
260
261       resume(): devices are woken up so that system can continue
262
263       thaw all user processes
264
265 Q: What is this 'Encrypt suspend image' for?
266
267 A: First of all: it is not a replacement for dm-crypt encrypted swap.
268 It cannot protect your computer while it is suspended. Instead it does
269 protect from leaking sensitive data after resume from suspend.
270
271 Think of the following: you suspend while an application is running
272 that keeps sensitive data in memory. The application itself prevents
273 the data from being swapped out. Suspend, however, must write these
274 data to swap to be able to resume later on. Without suspend encryption
275 your sensitive data are then stored in plaintext on disk.  This means
276 that after resume your sensitive data are accessible to all
277 applications having direct access to the swap device which was used
278 for suspend. If you don't need swap after resume these data can remain
279 on disk virtually forever. Thus it can happen that your system gets
280 broken in weeks later and sensitive data which you thought were
281 encrypted and protected are retrieved and stolen from the swap device.
282 To prevent this situation you should use 'Encrypt suspend image'.
283
284 During suspend a temporary key is created and this key is used to
285 encrypt the data written to disk. When, during resume, the data was
286 read back into memory the temporary key is destroyed which simply
287 means that all data written to disk during suspend are then
288 inaccessible so they can't be stolen later on.  The only thing that
289 you must then take care of is that you call 'mkswap' for the swap
290 partition used for suspend as early as possible during regular
291 boot. This asserts that any temporary key from an oopsed suspend or
292 from a failed or aborted resume is erased from the swap device.
293
294 As a rule of thumb use encrypted swap to protect your data while your
295 system is shut down or suspended. Additionally use the encrypted
296 suspend image to prevent sensitive data from being stolen after
297 resume.
298
299 Q: Why can't we suspend to a swap file?
300
301 A: Because accessing swap file needs the filesystem mounted, and
302 filesystem might do something wrong (like replaying the journal)
303 during mount.
304
305 There are few ways to get that fixed:
306
307 1) Probably could be solved by modifying every filesystem to support
308 some kind of "really read-only!" option. Patches welcome.
309
310 2) suspend2 gets around that by storing absolute positions in on-disk
311 image (and blocksize), with resume parameter pointing directly to
312 suspend header.
313
314 Q: Is there a maximum system RAM size that is supported by swsusp?
315
316 A: It should work okay with highmem.
317
318 Q: Does swsusp (to disk) use only one swap partition or can it use
319 multiple swap partitions (aggregate them into one logical space)?
320
321 A: Only one swap partition, sorry.
322
323 Q: If my application(s) causes lots of memory & swap space to be used
324 (over half of the total system RAM), is it correct that it is likely
325 to be useless to try to suspend to disk while that app is running?
326
327 A: No, it should work okay, as long as your app does not mlock()
328 it. Just prepare big enough swap partition.
329
330 Q: What information is useful for debugging suspend-to-disk problems?
331
332 A: Well, last messages on the screen are always useful. If something
333 is broken, it is usually some kernel driver, therefore trying with as
334 little as possible modules loaded helps a lot. I also prefer people to
335 suspend from console, preferably without X running. Booting with
336 init=/bin/bash, then swapon and starting suspend sequence manually
337 usually does the trick. Then it is good idea to try with latest
338 vanilla kernel.
339
340 Q: How can distributions ship a swsusp-supporting kernel with modular
341 disk drivers (especially SATA)?
342
343 A: Well, it can be done, load the drivers, then do echo into
344 /sys/power/disk/resume file from initrd. Be sure not to mount
345 anything, not even read-only mount, or you are going to lose your
346 data.
347
348 Q: How do I make suspend more verbose?
349
350 A: If you want to see any non-error kernel messages on the virtual
351 terminal the kernel switches to during suspend, you have to set the
352 kernel console loglevel to at least 5, for example by doing
353
354         echo 5 > /proc/sys/kernel/printk
355
356 Q: Is this true that if I have a mounted filesystem on a USB device and
357 I suspend to disk, I can lose data unless the filesystem has been mounted
358 with "sync"?
359
360 A: That's right.  It depends on your hardware, and it could be true even for
361 suspend-to-RAM.  In fact, even with "-o sync" you can lose data if your
362 programs have information in buffers they haven't written out to disk.
363
364 If you're lucky, your hardware will support low-power modes for USB
365 controllers while the system is asleep.  Lots of hardware doesn't,
366 however.  Shutting off the power to a USB controller is equivalent to
367 unplugging all the attached devices.
368
369 Remember that it's always a bad idea to unplug a disk drive containing a
370 mounted filesystem.  With USB that's true even when your system is asleep!
371 The safest thing is to unmount all USB-based filesystems before suspending
372 and remount them after resuming.
373