GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.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 would like to write hibernation image to swap and then suspend
37 to RAM (provided your platform supports it), you can try
38
39 echo suspend > /sys/power/disk; echo disk > /sys/power/state
40
41 . If you have SATA disks, you'll need recent kernels with SATA suspend
42 support. For suspend and resume to work, make sure your disk drivers
43 are built into kernel -- not modules. [There's way to make
44 suspend/resume with modular disk drivers, see FAQ, but you probably
45 should not do that.]
46
47 If you want to limit the suspend image size to N bytes, do
48
49 echo N > /sys/power/image_size
50
51 before suspend (it is limited to 500 MB by default).
52
53 . The resume process checks for the presence of the resume device,
54 if found, it then checks the contents for the hibernation image signature.
55 If both are found, it resumes the hibernation image.
56
57 . The resume process may be triggered in two ways:
58   1) During lateinit:  If resume=/dev/your_swap_partition is specified on
59      the kernel command line, lateinit runs the resume process.  If the
60      resume device has not been probed yet, the resume process fails and
61      bootup continues.
62   2) Manually from an initrd or initramfs:  May be run from
63      the init script by using the /sys/power/resume file.  It is vital
64      that this be done prior to remounting any filesystems (even as
65      read-only) otherwise data may be corrupted.
66
67 Article about goals and implementation of Software Suspend for Linux
68 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
69 Author: Gábor Kuti
70 Last revised: 2003-10-20 by Pavel Machek
71
72 Idea and goals to achieve
73
74 Nowadays it is common in several laptops that they have a suspend button. It
75 saves the state of the machine to a filesystem or to a partition and switches
76 to standby mode. Later resuming the machine the saved state is loaded back to
77 ram and the machine can continue its work. It has two real benefits. First we
78 save ourselves the time machine goes down and later boots up, energy costs
79 are real high when running from batteries. The other gain is that we don't have to
80 interrupt our programs so processes that are calculating something for a long
81 time shouldn't need to be written interruptible.
82
83 swsusp saves the state of the machine into active swaps and then reboots or
84 powerdowns.  You must explicitly specify the swap partition to resume from with
85 ``resume='' kernel option. If signature is found it loads and restores saved
86 state. If the option ``noresume'' is specified as a boot parameter, it skips
87 the resuming.  If the option ``hibernate=nocompress'' is specified as a boot
88 parameter, it saves hibernation image without compression.
89
90 In the meantime while the system is suspended you should not add/remove any
91 of the hardware, write to the filesystems, etc.
92
93 Sleep states summary
94 ====================
95
96 There are three different interfaces you can use, /proc/acpi should
97 work like this:
98
99 In a really perfect world:
100 echo 1 > /proc/acpi/sleep       # for standby
101 echo 2 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram
102 echo 3 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to ram, but with more power conservative
103 echo 4 > /proc/acpi/sleep       # for suspend to disk
104 echo 5 > /proc/acpi/sleep       # for shutdown unfriendly the system
105
106 and perhaps
107 echo 4b > /proc/acpi/sleep      # for suspend to disk via s4bios
108
109 Frequently Asked Questions
110 ==========================
111
112 Q: well, suspending a server is IMHO a really stupid thing,
113 but... (Diego Zuccato):
114
115 A: You bought new UPS for your server. How do you install it without
116 bringing machine down? Suspend to disk, rearrange power cables,
117 resume.
118
119 You have your server on UPS. Power died, and UPS is indicating 30
120 seconds to failure. What do you do? Suspend to disk.
121
122
123 Q: Maybe I'm missing something, but why don't the regular I/O paths work?
124
125 A: We do use the regular I/O paths. However we cannot restore the data
126 to its original location as we load it. That would create an
127 inconsistent kernel state which would certainly result in an oops.
128 Instead, we load the image into unused memory and then atomically copy
129 it back to it original location. This implies, of course, a maximum
130 image size of half the amount of memory.
131
132 There are two solutions to this:
133
134 * require half of memory to be free during suspend. That way you can
135 read "new" data onto free spots, then cli and copy
136
137 * assume we had special "polling" ide driver that only uses memory
138 between 0-640KB. That way, I'd have to make sure that 0-640KB is free
139 during suspending, but otherwise it would work...
140
141 suspend2 shares this fundamental limitation, but does not include user
142 data and disk caches into "used memory" by saving them in
143 advance. That means that the limitation goes away in practice.
144
145 Q: Does linux support ACPI S4?
146
147 A: Yes. That's what echo platform > /sys/power/disk does.
148
149 Q: What is 'suspend2'?
150
151 A: suspend2 is 'Software Suspend 2', a forked implementation of
152 suspend-to-disk which is available as separate patches for 2.4 and 2.6
153 kernels from swsusp.sourceforge.net. It includes support for SMP, 4GB
154 highmem and preemption. It also has a extensible architecture that
155 allows for arbitrary transformations on the image (compression,
156 encryption) and arbitrary backends for writing the image (eg to swap
157 or an NFS share[Work In Progress]). Questions regarding suspend2
158 should be sent to the mailing list available through the suspend2
159 website, and not to the Linux Kernel Mailing List. We are working
160 toward merging suspend2 into the mainline kernel.
161
162 Q: What is the freezing of tasks and why are we using it?
163
164 A: The freezing of tasks is a mechanism by which user space processes and some
165 kernel threads are controlled during hibernation or system-wide suspend (on some
166 architectures).  See freezing-of-tasks.txt for details.
167
168 Q: What is the difference between "platform" and "shutdown"?
169
170 A:
171
172 shutdown: save state in linux, then tell bios to powerdown
173
174 platform: save state in linux, then tell bios to powerdown and blink
175           "suspended led"
176
177 "platform" is actually right thing to do where supported, but
178 "shutdown" is most reliable (except on ACPI systems).
179
180 Q: I do not understand why you have such strong objections to idea of
181 selective suspend.
182
183 A: Do selective suspend during runtime power management, that's okay. But
184 it's useless for suspend-to-disk. (And I do not see how you could use
185 it for suspend-to-ram, I hope you do not want that).
186
187 Lets see, so you suggest to
188
189 * SUSPEND all but swap device and parents
190 * Snapshot
191 * Write image to disk
192 * SUSPEND swap device and parents
193 * Powerdown
194
195 Oh no, that does not work, if swap device or its parents uses DMA,
196 you've corrupted data. You'd have to do
197
198 * SUSPEND all but swap device and parents
199 * FREEZE swap device and parents
200 * Snapshot
201 * UNFREEZE swap device and parents
202 * Write
203 * SUSPEND swap device and parents
204
205 Which means that you still need that FREEZE state, and you get more
206 complicated code. (And I have not yet introduce details like system
207 devices).
208
209 Q: There don't seem to be any generally useful behavioral
210 distinctions between SUSPEND and FREEZE.
211
212 A: Doing SUSPEND when you are asked to do FREEZE is always correct,
213 but it may be unnecessarily slow. If you want your driver to stay simple,
214 slowness may not matter to you. It can always be fixed later.
215
216 For devices like disk it does matter, you do not want to spindown for
217 FREEZE.
218
219 Q: After resuming, system is paging heavily, leading to very bad interactivity.
220
221 A: Try running
222
223 cat /proc/[0-9]*/maps | grep / | sed 's:.* /:/:' | sort -u | while read file
224 do
225   test -f "$file" && cat "$file" > /dev/null
226 done
227
228 after resume. swapoff -a; swapon -a may also be useful.
229
230 Q: What happens to devices during swsusp? They seem to be resumed
231 during system suspend?
232
233 A: That's correct. We need to resume them if we want to write image to
234 disk. Whole sequence goes like
235
236       Suspend part
237       ~~~~~~~~~~~~
238       running system, user asks for suspend-to-disk
239
240       user processes are stopped
241
242       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
243                       with state snapshot
244
245       state snapshot: copy of whole used memory is taken with interrupts disabled
246
247       resume(): devices are woken up so that we can write image to swap
248
249       write image to swap
250
251       suspend(PMSG_SUSPEND): suspend devices so that we can power off
252
253       turn the power off
254
255       Resume part
256       ~~~~~~~~~~~
257       (is actually pretty similar)
258
259       running system, user asks for suspend-to-disk
260
261       user processes are stopped (in common case there are none, but with resume-from-initrd, no one knows)
262
263       read image from disk
264
265       suspend(PMSG_FREEZE): devices are frozen so that they don't interfere
266                       with image restoration
267
268       image restoration: rewrite memory with image
269
270       resume(): devices are woken up so that system can continue
271
272       thaw all user processes
273
274 Q: What is this 'Encrypt suspend image' for?
275
276 A: First of all: it is not a replacement for dm-crypt encrypted swap.
277 It cannot protect your computer while it is suspended. Instead it does
278 protect from leaking sensitive data after resume from suspend.
279
280 Think of the following: you suspend while an application is running
281 that keeps sensitive data in memory. The application itself prevents
282 the data from being swapped out. Suspend, however, must write these
283 data to swap to be able to resume later on. Without suspend encryption
284 your sensitive data are then stored in plaintext on disk.  This means
285 that after resume your sensitive data are accessible to all
286 applications having direct access to the swap device which was used
287 for suspend. If you don't need swap after resume these data can remain
288 on disk virtually forever. Thus it can happen that your system gets
289 broken in weeks later and sensitive data which you thought were
290 encrypted and protected are retrieved and stolen from the swap device.
291 To prevent this situation you should use 'Encrypt suspend image'.
292
293 During suspend a temporary key is created and this key is used to
294 encrypt the data written to disk. When, during resume, the data was
295 read back into memory the temporary key is destroyed which simply
296 means that all data written to disk during suspend are then
297 inaccessible so they can't be stolen later on.  The only thing that
298 you must then take care of is that you call 'mkswap' for the swap
299 partition used for suspend as early as possible during regular
300 boot. This asserts that any temporary key from an oopsed suspend or
301 from a failed or aborted resume is erased from the swap device.
302
303 As a rule of thumb use encrypted swap to protect your data while your
304 system is shut down or suspended. Additionally use the encrypted
305 suspend image to prevent sensitive data from being stolen after
306 resume.
307
308 Q: Can I suspend to a swap file?
309
310 A: Generally, yes, you can.  However, it requires you to use the "resume=" and
311 "resume_offset=" kernel command line parameters, so the resume from a swap file
312 cannot be initiated from an initrd or initramfs image.  See
313 swsusp-and-swap-files.txt for details.
314
315 Q: Is there a maximum system RAM size that is supported by swsusp?
316
317 A: It should work okay with highmem.
318
319 Q: Does swsusp (to disk) use only one swap partition or can it use
320 multiple swap partitions (aggregate them into one logical space)?
321
322 A: Only one swap partition, sorry.
323
324 Q: If my application(s) causes lots of memory & swap space to be used
325 (over half of the total system RAM), is it correct that it is likely
326 to be useless to try to suspend to disk while that app is running?
327
328 A: No, it should work okay, as long as your app does not mlock()
329 it. Just prepare big enough swap partition.
330
331 Q: What information is useful for debugging suspend-to-disk problems?
332
333 A: Well, last messages on the screen are always useful. If something
334 is broken, it is usually some kernel driver, therefore trying with as
335 little as possible modules loaded helps a lot. I also prefer people to
336 suspend from console, preferably without X running. Booting with
337 init=/bin/bash, then swapon and starting suspend sequence manually
338 usually does the trick. Then it is good idea to try with latest
339 vanilla kernel.
340
341 Q: How can distributions ship a swsusp-supporting kernel with modular
342 disk drivers (especially SATA)?
343
344 A: Well, it can be done, load the drivers, then do echo into
345 /sys/power/resume file from initrd. Be sure not to mount
346 anything, not even read-only mount, or you are going to lose your
347 data.
348
349 Q: How do I make suspend more verbose?
350
351 A: If you want to see any non-error kernel messages on the virtual
352 terminal the kernel switches to during suspend, you have to set the
353 kernel console loglevel to at least 4 (KERN_WARNING), for example by
354 doing
355
356         # save the old loglevel
357         read LOGLEVEL DUMMY < /proc/sys/kernel/printk
358         # set the loglevel so we see the progress bar.
359         # if the level is higher than needed, we leave it alone.
360         if [ $LOGLEVEL -lt 5 ]; then
361                 echo 5 > /proc/sys/kernel/printk
362                 fi
363
364         IMG_SZ=0
365         read IMG_SZ < /sys/power/image_size
366         echo -n disk > /sys/power/state
367         RET=$?
368         #
369         # the logic here is:
370         # if image_size > 0 (without kernel support, IMG_SZ will be zero),
371         # then try again with image_size set to zero.
372         if [ $RET -ne 0 -a $IMG_SZ -ne 0 ]; then # try again with minimal image size
373                 echo 0 > /sys/power/image_size
374                 echo -n disk > /sys/power/state
375                 RET=$?
376         fi
377
378         # restore previous loglevel
379         echo $LOGLEVEL > /proc/sys/kernel/printk
380         exit $RET
381
382 Q: Is this true that if I have a mounted filesystem on a USB device and
383 I suspend to disk, I can lose data unless the filesystem has been mounted
384 with "sync"?
385
386 A: That's right ... if you disconnect that device, you may lose data.
387 In fact, even with "-o sync" you can lose data if your programs have
388 information in buffers they haven't written out to a disk you disconnect,
389 or if you disconnect before the device finished saving data you wrote.
390
391 Software suspend normally powers down USB controllers, which is equivalent
392 to disconnecting all USB devices attached to your system.
393
394 Your system might well support low-power modes for its USB controllers
395 while the system is asleep, maintaining the connection, using true sleep
396 modes like "suspend-to-RAM" or "standby".  (Don't write "disk" to the
397 /sys/power/state file; write "standby" or "mem".)  We've not seen any
398 hardware that can use these modes through software suspend, although in
399 theory some systems might support "platform" modes that won't break the
400 USB connections.
401
402 Remember that it's always a bad idea to unplug a disk drive containing a
403 mounted filesystem.  That's true even when your system is asleep!  The
404 safest thing is to unmount all filesystems on removable media (such USB,
405 Firewire, CompactFlash, MMC, external SATA, or even IDE hotplug bays)
406 before suspending; then remount them after resuming.
407
408 There is a work-around for this problem.  For more information, see
409 Documentation/driver-api/usb/persist.rst.
410
411 Q: Can I suspend-to-disk using a swap partition under LVM?
412
413 A: Yes and No.  You can suspend successfully, but the kernel will not be able
414 to resume on its own.  You need an initramfs that can recognize the resume
415 situation, activate the logical volume containing the swap volume (but not
416 touch any filesystems!), and eventually call
417
418 echo -n "$major:$minor" > /sys/power/resume
419
420 where $major and $minor are the respective major and minor device numbers of
421 the swap volume.
422
423 uswsusp works with LVM, too.  See http://suspend.sourceforge.net/
424
425 Q: I upgraded the kernel from 2.6.15 to 2.6.16. Both kernels were
426 compiled with the similar configuration files. Anyway I found that
427 suspend to disk (and resume) is much slower on 2.6.16 compared to
428 2.6.15. Any idea for why that might happen or how can I speed it up?
429
430 A: This is because the size of the suspend image is now greater than
431 for 2.6.15 (by saving more data we can get more responsive system
432 after resume).
433
434 There's the /sys/power/image_size knob that controls the size of the
435 image.  If you set it to 0 (eg. by echo 0 > /sys/power/image_size as
436 root), the 2.6.15 behavior should be restored.  If it is still too
437 slow, take a look at suspend.sf.net -- userland suspend is faster and
438 supports LZF compression to speed it up further.