0761ff6c57eddf65779e11d4991e751c250fe340
[linux-2.6.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 software 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.  (This is not true for more traditional
25  * power states like "standby", which normally don't turn USB off.)
26
27 You need to append resume=/dev/your_swap_partition to kernel command
28 line. Then you suspend by
29
30 echo shutdown > /sys/power/disk; echo disk > /sys/power/state
31
32 . If you feel ACPI works pretty well on your system, you might try
33
34 echo platform > /sys/power/disk; echo disk > /sys/power/state
35
36 . If you have SATA disks, you'll need recent kernels with SATA suspend
37 support. For suspend and resume to work, make sure your disk drivers
38 are built into kernel -- not modules. [There's way to make
39 suspend/resume with modular disk drivers, see FAQ, but you probably
40 should not do that.]
41
42 If you want to limit the suspend image size to N bytes, do
43
44 echo N > /sys/power/image_size
45
46 before suspend (it is limited to 500 MB by default).
47
48
49 Article about goals and implementation of Software Suspend for Linux
50 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
51 Author: G\82√°bor Kuti
52 Last revised: 2003-10-20 by Pavel Machek
53
54 Idea and goals to achieve
55
56 Nowadays it is common in several laptops that they have a suspend button. It
57 saves the state of the machine to a filesystem or to a partition and switches
58 to standby mode. Later resuming the machine the saved state is loaded back to
59 ram and the machine can continue its work. It has two real benefits. First we
60 save ourselves the time machine goes down and later boots up, energy costs
61 are real high when running from batteries. The other gain is that we don't have to
62 interrupt our programs so processes that are calculating something for a long
63 time shouldn't need to be written interruptible.
64
65 swsusp saves the state of the machine into active swaps and then reboots or
66 powerdowns.  You must explicitly specify the swap partition to resume from with
67 ``resume='' kernel option. If signature is found it loads and restores saved
68 state. If the option ``noresume'' is specified as a boot parameter, it skips
69 the resuming.
70
71 In the meantime while the system is suspended you should not add/remove any
72 of the hardware, write to the filesystems, etc.
73
74 Sleep states summary
75 ====================
76
77 There are three different interfaces you can use, /proc/acpi should
78 work like this:
79
80 In a really perfect world:
81 echo 1 > /proc/acpi/sleep       # for standby
82 echo 2 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram
83 echo 3 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram, but with more power conservative
84 echo 4 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to disk
85 echo 5 > /proc/acpi/sleep       # for shutdown unfriendly the system
86
87 and perhaps
88 echo 4b > /proc/acpi/sleep      # for suspend to disk via s4bios
89
90 Frequently Asked Questions
91 ==========================
92
93 Q: well, suspending a server is IMHO a really stupid thing,
94 but... (Diego Zuccato):
95
96 A: You bought new UPS for your server. How do you install it without
97 bringing machine down? Suspend to disk, rearrange power cables,
98 resume.
99
100 You have your server on UPS. Power died, and UPS is indicating 30
101 seconds to failure. What do you do? Suspend to disk.
102
103
104 Q: Maybe I'm missing something, but why don't the regular I/O paths work?
105
106 A: We do use the regular I/O paths. However we cannot restore the data
107 to its original location as we load it. That would create an
108 inconsistent kernel state which would certainly result in an oops.
109 Instead, we load the image into unused memory and then atomically copy
110 it back to it original location. This implies, of course, a maximum
111 image size of half the amount of memory.
112
113 There are two solutions to this:
114
115 * require half of memory to be free during suspend. That way you can
116 read "new" data onto free spots, then cli and copy
117
118 * assume we had special "polling" ide driver that only uses memory
119 between 0-640KB. That way, I'd have to make sure that 0-640KB is free
120 during suspending, but otherwise it would work...
121
122 suspend2 shares this fundamental limitation, but does not include user
123 data and disk caches into "used memory" by saving them in
124 advance. That means that the limitation goes away in practice.
125
126 Q: Does linux support ACPI S4?
127
128 A: Yes. That's what echo platform > /sys/power/disk does.
129
130 Q: What is 'suspend2'?
131
132 A: suspend2 is 'Software Suspend 2', a forked implementation of
133 suspend-to-disk which is available as separate patches for 2.4 and 2.6
134 kernels from swsusp.sourceforge.net. It includes support for SMP, 4GB
135 highmem and preemption. It also has a extensible architecture that
136 allows for arbitrary transformations on the image (compression,
137 encryption) and arbitrary backends for writing the image (eg to swap
138 or an NFS share[Work In Progress]). Questions regarding suspend2
139 should be sent to the mailing list available through the suspend2
140 website, and not to the Linux Kernel Mailing List. We are working
141 toward merging suspend2 into the mainline kernel.
142
143 Q: A kernel thread must voluntarily freeze itself (call 'refrigerator').
144 I found some kernel threads that don't do it, and they don't freeze
145 so the system can't sleep. Is this a known behavior?
146
147 A: All such kernel threads need to be fixed, one by one. Select the
148 place where the thread is safe to be frozen (no kernel semaphores
149 should be held at that point and it must be safe to sleep there), and
150 add:
151
152        try_to_freeze();
153
154 If the thread is needed for writing the image to storage, you should
155 instead set the PF_NOFREEZE process flag when creating the thread (and
156 be very careful).
157
158
159 Q: What is the difference between "platform", "shutdown" and
160 "firmware" in /sys/power/disk?
161
162 A:
163
164 shutdown: save state in linux, then tell bios to powerdown
165
166 platform: save state in linux, then tell bios to powerdown and blink
167           "suspended led"
168
169 firmware: tell bios to save state itself [needs BIOS-specific suspend
170           partition, and has very little to do with swsusp]
171
172 "platform" is actually right thing to do, but "shutdown" is most
173 reliable.
174
175 Q: I do not understand why you have such strong objections to idea of
176 selective suspend.
177
178 A: Do selective suspend during runtime power management, that's okay. But
179 it's useless for suspend-to-disk. (And I do not see how you could use
180 it for suspend-to-ram, I hope you do not want that).
181
182 Lets see, so you suggest to
183
184 * SUSPEND all but swap device and parents
185 * Snapshot
186 * Write image to disk
187 * SUSPEND swap device and parents
188 * Powerdown
189
190 Oh no, that does not work, if swap device or its parents uses DMA,
191 you've corrupted data. You'd have to do
192
193 * SUSPEND all but swap device and parents
194 * FREEZE swap device and parents
195 * Snapshot
196 * UNFREEZE swap device and parents
197 * Write
198 * SUSPEND swap device and parents
199
200 Which means that you still need that FREEZE state, and you get more
201 complicated code. (And I have not yet introduce details like system
202 devices).
203
204 Q: There don't seem to be any generally useful behavioral
205 distinctions between SUSPEND and FREEZE.
206
207 A: Doing SUSPEND when you are asked to do FREEZE is always correct,
208 but it may be unneccessarily slow. If you want your driver to stay simple,
209 slowness may not matter to you. It can always be fixed later.
210
211 For devices like disk it does matter, you do not want to spindown for
212 FREEZE.
213
214 Q: After resuming, system is paging heavily, leading to very bad interactivity.
215
216 A: Try running
217
218 cat `cat /proc/[0-9]*/maps | grep / | sed 's:.* /:/:' | sort -u` > /dev/null
219
220 after resume. swapoff -a; swapon -a may also be useful.
221
222 Q: What happens to devices during swsusp? They seem to be resumed
223 during system suspend?
224
225 A: That's correct. We need to resume them if we want to write image to
226 disk. Whole sequence goes like
227
228       Suspend part
229       ~~~~~~~~~~~~
230       running system, user asks for suspend-to-disk
231
232       user processes are stopped
233
234       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
235                       with state snapshot
236
237       state snapshot: copy of whole used memory is taken with interrupts disabled
238
239       resume(): devices are woken up so that we can write image to swap
240
241       write image to swap
242
243       suspend(PMSG_SUSPEND): suspend devices so that we can power off
244
245       turn the power off
246
247       Resume part
248       ~~~~~~~~~~~
249       (is actually pretty similar)
250
251       running system, user asks for suspend-to-disk
252
253       user processes are stopped (in common case there are none, but with resume-from-initrd, noone knows)
254
255       read image from disk
256
257       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
258                       with image restoration
259
260       image restoration: rewrite memory with image
261
262       resume(): devices are woken up so that system can continue
263
264       thaw all user processes
265
266 Q: What is this 'Encrypt suspend image' for?
267
268 A: First of all: it is not a replacement for dm-crypt encrypted swap.
269 It cannot protect your computer while it is suspended. Instead it does
270 protect from leaking sensitive data after resume from suspend.
271
272 Think of the following: you suspend while an application is running
273 that keeps sensitive data in memory. The application itself prevents
274 the data from being swapped out. Suspend, however, must write these
275 data to swap to be able to resume later on. Without suspend encryption
276 your sensitive data are then stored in plaintext on disk.  This means
277 that after resume your sensitive data are accessible to all
278 applications having direct access to the swap device which was used
279 for suspend. If you don't need swap after resume these data can remain
280 on disk virtually forever. Thus it can happen that your system gets
281 broken in weeks later and sensitive data which you thought were
282 encrypted and protected are retrieved and stolen from the swap device.
283 To prevent this situation you should use 'Encrypt suspend image'.
284
285 During suspend a temporary key is created and this key is used to
286 encrypt the data written to disk. When, during resume, the data was
287 read back into memory the temporary key is destroyed which simply
288 means that all data written to disk during suspend are then
289 inaccessible so they can't be stolen later on.  The only thing that
290 you must then take care of is that you call 'mkswap' for the swap
291 partition used for suspend as early as possible during regular
292 boot. This asserts that any temporary key from an oopsed suspend or
293 from a failed or aborted resume is erased from the swap device.
294
295 As a rule of thumb use encrypted swap to protect your data while your
296 system is shut down or suspended. Additionally use the encrypted
297 suspend image to prevent sensitive data from being stolen after
298 resume.
299
300 Q: Can I suspend to a swap file?
301
302 A: Generally, yes, you can.  However, it requires you to use the "resume=" and
303 "resume_offset=" kernel command line parameters, so the resume from a swap file
304 cannot be initiated from an initrd or initramfs image.  See
305 swsusp-and-swap-files.txt for details.
306
307 Q: Is there a maximum system RAM size that is supported by swsusp?
308
309 A: It should work okay with highmem.
310
311 Q: Does swsusp (to disk) use only one swap partition or can it use
312 multiple swap partitions (aggregate them into one logical space)?
313
314 A: Only one swap partition, sorry.
315
316 Q: If my application(s) causes lots of memory & swap space to be used
317 (over half of the total system RAM), is it correct that it is likely
318 to be useless to try to suspend to disk while that app is running?
319
320 A: No, it should work okay, as long as your app does not mlock()
321 it. Just prepare big enough swap partition.
322
323 Q: What information is useful for debugging suspend-to-disk problems?
324
325 A: Well, last messages on the screen are always useful. If something
326 is broken, it is usually some kernel driver, therefore trying with as
327 little as possible modules loaded helps a lot. I also prefer people to
328 suspend from console, preferably without X running. Booting with
329 init=/bin/bash, then swapon and starting suspend sequence manually
330 usually does the trick. Then it is good idea to try with latest
331 vanilla kernel.
332
333 Q: How can distributions ship a swsusp-supporting kernel with modular
334 disk drivers (especially SATA)?
335
336 A: Well, it can be done, load the drivers, then do echo into
337 /sys/power/disk/resume file from initrd. Be sure not to mount
338 anything, not even read-only mount, or you are going to lose your
339 data.
340
341 Q: How do I make suspend more verbose?
342
343 A: If you want to see any non-error kernel messages on the virtual
344 terminal the kernel switches to during suspend, you have to set the
345 kernel console loglevel to at least 4 (KERN_WARNING), for example by
346 doing
347
348         # save the old loglevel
349         read LOGLEVEL DUMMY < /proc/sys/kernel/printk
350         # set the loglevel so we see the progress bar.
351         # if the level is higher than needed, we leave it alone.
352         if [ $LOGLEVEL -lt 5 ]; then
353                 echo 5 > /proc/sys/kernel/printk
354                 fi
355
356         IMG_SZ=0
357         read IMG_SZ < /sys/power/image_size
358         echo -n disk > /sys/power/state
359         RET=$?
360         #
361         # the logic here is:
362         # if image_size > 0 (without kernel support, IMG_SZ will be zero),
363         # then try again with image_size set to zero.
364         if [ $RET -ne 0 -a $IMG_SZ -ne 0 ]; then # try again with minimal image size
365                 echo 0 > /sys/power/image_size
366                 echo -n disk > /sys/power/state
367                 RET=$?
368         fi
369
370         # restore previous loglevel
371         echo $LOGLEVEL > /proc/sys/kernel/printk
372         exit $RET
373
374 Q: Is this true that if I have a mounted filesystem on a USB device and
375 I suspend to disk, I can lose data unless the filesystem has been mounted
376 with "sync"?
377
378 A: That's right ... if you disconnect that device, you may lose data.
379 In fact, even with "-o sync" you can lose data if your programs have
380 information in buffers they haven't written out to a disk you disconnect,
381 or if you disconnect before the device finished saving data you wrote.
382
383 Software suspend normally powers down USB controllers, which is equivalent
384 to disconnecting all USB devices attached to your system.
385
386 Your system might well support low-power modes for its USB controllers
387 while the system is asleep, maintaining the connection, using true sleep
388 modes like "suspend-to-RAM" or "standby".  (Don't write "disk" to the
389 /sys/power/state file; write "standby" or "mem".)  We've not seen any
390 hardware that can use these modes through software suspend, although in
391 theory some systems might support "platform" or "firmware" modes that
392 won't break the USB connections.
393
394 Remember that it's always a bad idea to unplug a disk drive containing a
395 mounted filesystem.  That's true even when your system is asleep!  The
396 safest thing is to unmount all filesystems on removable media (such USB,
397 Firewire, CompactFlash, MMC, external SATA, or even IDE hotplug bays)
398 before suspending; then remount them after resuming.
399
400 Q: I upgraded the kernel from 2.6.15 to 2.6.16. Both kernels were
401 compiled with the similar configuration files. Anyway I found that
402 suspend to disk (and resume) is much slower on 2.6.16 compared to
403 2.6.15. Any idea for why that might happen or how can I speed it up?
404
405 A: This is because the size of the suspend image is now greater than
406 for 2.6.15 (by saving more data we can get more responsive system
407 after resume).
408
409 There's the /sys/power/image_size knob that controls the size of the
410 image.  If you set it to 0 (eg. by echo 0 > /sys/power/image_size as
411 root), the 2.6.15 behavior should be restored.  If it is still too
412 slow, take a look at suspend.sf.net -- userland suspend is faster and
413 supports LZF compression to speed it up further.