ACPI电源按钮唤醒S3切换到S0流程（附流程图）

[1 完整软硬件流程（S3 → S0）](#1 完整软硬件流程（S3 → S0）)
- [第一阶段：硬件触发唤醒（物理层 → 芯片组 → 寄存器）](#第一阶段：硬件触发唤醒（物理层 → 芯片组 → 寄存器）)
- 第二阶段：固件早期恢复（BIOS/UEFI）
- 第三阶段：OS内核重入（恢复执行上下文）
- 第四阶段：AML执行与设备恢复
- 第五阶段：软件恢复完成
[2 完整流程图](#2 完整流程图)
[3 关键寄存器与控制方法速查](#3 关键寄存器与控制方法速查)

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在 ‌S3（挂起到内存 / Suspend to RAM）‌ 状态下，系统仅保留内存供电，其余硬件（如CPU、硬盘、外设等）断电。唤醒S3并恢复到 ‌S0（工作状态）‌ 的主要方式如下：

常见唤醒途径

按下电源按钮‌：这是最常见且广泛支持的方式，适用于绝大多数支持S3的设备。
外接键盘或鼠标输入‌：若系统BIOS/UEFI和驱动配置允许，按任意键或移动鼠标可触发唤醒。
网络唤醒（WOL, Wake-on-LAN）‌：
- 需主板和网卡支持；
- 路由器需配置端口转发（通常UDP 7或9端口）；
- 客户端发送"Magic Packet"唤醒包。
USB设备唤醒‌：部分USB设备（如键盘、鼠标）在S3下仍可发送唤醒信号，前提是其在设备管理器中启用了"允许此设备唤醒计算机"选项。
定时器唤醒‌：通过操作系统设置唤醒定时器（如计划任务），可在指定时间自动唤醒。

与休眠流程（S0->S3）类似，唤醒流程也分为固定硬件 和通用事件 两种路径，下面以更标准的固定硬件方案为主线进行说明。

1 完整软硬件流程（S3 → S0）

此时系统处于S3状态，CPU停止执行，内存自刷新，但芯片组的唤醒逻辑和部分待机电源仍在工作。

用户按下电源按钮：产生物理信号。
EC捕获并转发 ：嵌入式控制器检测到按钮按下，向芯片组的PWRBTN#专用引脚发送一个低脉冲。
芯片组唤醒逻辑启动 ：
- 芯片组检测到PWRBTN#信号。
- 寄存器操作： 芯片组硬件将PM1状态寄存器 中的 PWRBTN_STS（电源按钮状态）位 置为 1，记录唤醒事件源。
- 寄存器操作： 芯片组硬件将PM1状态寄存器 中的 WAK_STS（唤醒状态）位 置为 1，表示系统从睡眠状态唤醒。
硬件恢复电源 ：
- 芯片组解除SLP_S3#信号的断言（assertion），主电源轨恢复供电。
- CPU接收POWER GOOD信号，从重置向量开始执行。

此时CPU开始在实模式下执行固件代码。

BIOS早期初始化 ：快速初始化内存控制器、芯片组等必要部分，但不破坏内存中的内容。
检测唤醒源（固件视角） ：
- BIOS读取PM1状态寄存器，发现 WAK_STS位 为1，确认是从S3唤醒，而非冷启动。
- （可选）BIOS可以读取PWRBTN_STS位，确认具体的唤醒原因。
查找OS唤醒向量 ：
- BIOS读取FACS 表中的FIRMWARE_WAKING_VECTOR，这个地址是操作系统在休眠前写入的，指向OS唤醒代码的入口。
跳转到OS：BIOS执行远跳转，进入OS的实模式唤醒代码。

此时CPU进入OS的实模式唤醒代码，准备恢复执行。

OS唤醒代码开始执行 ：入口点通常是wakeup.S，CPU处于实模式。
恢复CPU运行环境 ：
- 代码通过ljmpl指令切换回保护模式。
- 恢复休眠前保存的GDT、IDT和寄存器状态。
从休眠函数返回 ：
- 当CPU状态完全恢复后，代码从do_suspend_lowlevel()返回，看起来就像是从acpi_enter_sleep_state()函数正常返回一样。
- 重新获取内核锁，恢复中断处理。

此时内核已恢复基本运行，开始与ACPI固件交互并恢复设备。

调用_WAK方法 ：
- 内核调用ACPI控制方法_WAK，将唤醒状态作为参数传入。
- _WAK方法由BIOS提供，执行平台特定的唤醒后操作（如重新配置EC、恢复某些GPIO状态）。
OS确定唤醒源（OSPM视角） ：
- 寄存器操作： OS读取PM1状态寄存器，发现 PWRBTN_STS位 为1，确认是电源按钮唤醒了系统。
- 寄存器操作： OS软件向PM1状态寄存器PWRBTN_STS位写入1，清除该状态位，表示事件已处理。
- 寄存器操作： OS软件向PM1状态寄存器WAK_STS位写入1，清除唤醒状态标志。
恢复设备驱动 ：
- 内核遍历设备树，为每个设备调用注册的resume回调函数。
- 设备驱动恢复硬件状态，重新初始化寄存器。
恢复控制台和中断：重新启用控制台输出，恢复所有中断。

下面是根据上述流程，绘制的完整流程图：

为方便理解软硬件，以下是流程中涉及的寄存器/方法及其作用：

名称	类型	作用	所在位置
SLP_S3#	硬件信号	S3期间有效（低电平），唤醒时解除	芯片组引脚
FACS	ACPI表	包含Firmware Waking Vector	内存中，由FADT指向
FIRMWARE_WAKING_VECTOR	FACS字段	BIOS跳转到OS唤醒代码的地址	FACS偏移12
X_FIRMWARE_WAKING_VECTOR	FACS字段	64位版本的唤醒向量	FACS偏移24
_WAK	控制方法	唤醒后执行的AML代码	DSDT
PWRBTN_STS	寄存器位	电源按钮事件状态位。硬件在电源按钮按下时自动置1；OS处理完成后写1清除。	PM1状态寄存器（PM1_STS）
WAK_STS	寄存器位	唤醒状态位。硬件在系统从S3唤醒时自动置1；OS处理完成后写1清除。	PM1状态寄存器（PM1_STS）
SLP_EN	寄存器位	睡眠使能位。OS在准备进入睡眠状态时将此位置1，触发硬件执行睡眠时序。	PM1控制寄存器（PM1_CNT）
SLP_TYP	寄存器字段	睡眠类型字段。OS写入目标S状态对应的编码值，指定睡眠深度。	PM1控制寄存器（PM1_CNT）