S3待机 S4休眠

https://hceng.cn/2018/01/18/Linux%E7%94%B5%E6%BA%90%E7%AE%A1%E7%90%86/

1.1系统睡眠模型Suspend

On (on)　　　　　　　　　　　　　　　　　　S0 - Working
Standby (standby）　　　　　　　　　　　　S1 - CPU and RAM are powered but not executed
Suspend to RAM (mem)　　　　　　　　　　S3 - RAM is powered and the running content is saved to RAM
Suspend to Disk, Hibernation (disk)　　　　S4 - All content is saved to Disk and power down

S3 aka STR(suspend to ram),挂起到内存，简称待机。计算机将目前的运行状态等数据存放在内存，关闭硬盘、外设等设备，进入等待状态。此时内存仍然需要电力维持其数据，但整机耗电很少。恢复时计算机从内存读出数据，回到挂起前的状态，恢复速度较快。对DDR的耗电情况进行优化是S3性能的关键，大多数手持设备都是用S3待机。

S4 aka STD(suspend to disk),挂起到硬盘，简称休眠。把运行状态等数据存放在硬盘上某个文件或者某个特定的区域，关闭硬盘、外设等设备，进入关机状态。此时计算机完全关闭，不耗电。恢复时计算机从休眠文件/分区中读出数据，回到休眠前的状态，恢复速度较慢。

系统休眠模型给我的感觉是以整机角度进行省电。
S3类似电脑的睡眠，在教长时间不使用电脑后，电脑黑屏，再次敲击键盘迅速显示桌面，原来的工作内容仍不变。
S4类似电脑的休眠，在长时间不使用电脑后，电脑黑屏，再次敲击键盘无反应，按下电源键，开机，原来的工作内容仍不变。

对于嵌入式设备，更多的是使用S3，将数据暂时放在内存里，以实现快速恢复，就像手机的电源键按下黑屏，再次按下迅速亮屏。

在Linux中，通过cat /sys/power/state可以得知当前设备支持的节能模式，一般情况有如下选项：

freeze:不涉及具体的Hardware或Driver，只是冻结所有的进程，包括用户空间进程及内核线程，能节省的能量较少，使用场景不多；

standby:前面的S1状态，CPU处于浅睡眠模式，主要针对CPU功耗；

mem:前面的S3状态，Suspend to RAM；

disk:前面的S4状态，Suspend to Disk；

需要设置以上模式，只需echo mem > /sys/power/state即可。

系统睡眠状态

在这篇文章中，我们将在Windows中看到不同的系统睡眠状态。 MSDN很好地解释了这一点。

系统电源状态S0 - 这是工作状态，Windows PC处于唤醒状态。这不是睡眠状态。

系统电源状态S1 - 在此睡眠状态下，CPU停止并且您的计算机处于待机模式。如果支持下一个S3状态，则此S2是大多数硬件上的默认状态。处理器时钟关闭，总线时钟停止。在这种状态下，功耗可以在5-30瓦之间。

系统电源状态S2 - 此状态与S1类似，不同之处在于CPU上下文和系统缓存的内容因处理器断电而丢失。

系统电源状态S3 - 在此状态下，数据或上下文将保存到RAM，并且硬盘驱动器，风扇等将关闭。功耗通常小于5瓦。 Windows 10/8中的S3（睡眠）或S4（休眠）状态支持LAN唤醒。

系统电源状态S4 - 在此状态下，数据或上下文将保存到磁盘。它也被称为过冬状态，对笔记本电脑很有用。您的PC将RAM的内容保存到硬盘。硬件关闭所有设备。但是，操作系统上下文保存在系统在进入S4状态之前写入磁盘的休眠文件中。重启后，加载程序读取此文件并跳转到系统之前的休眠前位置。功耗再次低于5瓦。

ACPI简介

要理解第一个问题，得先从ACPI（高级配置与电源接口）说起，ACPI是一种规范（包含软件与硬件），用来供操作系统应用程序管理所有电源接口。
ACPI将计算机系统的状态划分为四个全局状态（G0-G3），共7个状态，其中G0对应S0;G1将低功耗状态细分为四个状态，对应S1-S4;G2、G3代表关机状态分别对应S5、S6。

ACPI State	Description
S0	正常工作状态
S1	CPU与RAM供电正常，但CPU不执行指令
S2	比S1更深的一个睡眠层次，这种模式通常不采用
S3	挂起到内存
S4	挂起到硬盘
S5	Soft Off，CPU、外设等断电，但电源依旧会为部分极低耗设备供电
S6	Mechanical Off，全部断电

这里只需要对ACPI的七个状态有个大致了解即可，下一节会有具体的例子来说明各个状态。

Linux系统电源状态

在Linux操作系统中，将电源划分为如下几个状态：

ACPI State	Linux State	Description
S0	On(on)	Working
S1	Standby(standby)	CPU and RAM are powered but not executed
S2	------	------
S3	Suspend to RAM（mem)	CPU is Off,RAM is powered and the running content is saved to RAM
S4	Suspend to Disk(disk)	All content is saved to Disk and power down
S5	Shutdown	Shutdown the system

On：正常工作状态

STR(Suspend to RAM):
挂起到内存，俗称待机、睡眠（Sleep），进入该状态，系统的主要工作如下：
1、将系统当前的运行状态等数据保存在内存中，此时仍需要向RAM供电，以保证后续快速恢复至工作状态
2、冻结用户态的进程和内核态的任务（进入内核态的进程或内核自己的task）
3、关闭外围设备，如显示屏、鼠标等,中断唤醒外设不会关闭，如电源键
4、CPU停止工作
Standby也属于睡眠的一种方式，属于浅睡眠。该模式下CPU并未断电，依旧可以接收处理某些特定事件，视具体设备而定，恢复至正常工作状态的速度也比STR更快，但也更为耗电。举个例子来说，以该方式进入睡眠时，后续通过点击键盘也能将系统唤醒。而以mem进入的睡眠为深度睡眠，只能通过中断唤醒设备唤醒系统，如电源键(此时按电源键，不会经过正常的开机流程的BIOS、BOOTLOAD等)，此时按键盘是无法唤醒系统的。

STD(Suspend to Disk):
挂起到硬盘，俗称休眠（Hibernation）将系统当前的运行状态等数据保存到硬盘上，并自动关机。下次开机时便从硬盘上读取之前保存的数据，恢复到休眠关机之前的状态。
譬如在休眠关机时，桌面打开了一个应用，那么下一次开机启动时，该应用也处于打开状态。而正常的关机-开机流程，该应用是不会打开的。

Linux内核代码声明如下,位于kernel/power/suspend.c