如何搭建程序复现笔记本芯片在电源状态切换中的死锁问题

hwyzw · 发表于 2025-2-27 18:33:47

最近碰到一个问题，是关于芯片测试过程的。这颗芯片被用在笔记本的端口上。笔记本的客户那边会进行一个压力测试，测试内容是频繁地进行电脑电源状态的切换，包括 S0（正常使用的开机状态）、S3（睡眠模式）、S4（休眠模式）以及 S5（关机模式）。

主要是在压力测试过程中，客户发现了芯片会出现不正常的死锁。客户把机台寄了回来，接下来要如何复现呢？客户那边有自己的一套压力测试系统，但是会测试很多东西，不太便于给我们，并且每一次循环耗时比较长。那么，是否可以自己搭建一套能够控制电脑睡眠、休眠、关机以及唤醒的程序呢？

上面讲述的是一个应用背景，告知大家实际上是存在需求的，只是在平时不太会使用，所以将其记录了下来。

首先，将电脑从开机状态 S0 切换至 S3 是比较容易实现的。其次，把电脑从开机状态 S0 切换到 S4 也是比较容易实现的。再者，把电脑从开机状态 S0 切换到 S5 同样是比较容易实现的，见下面代码：

 <pre class="syl-page-code"><code>Application 设置挂起状态为电源状态挂起（PowerState.Suspend），设置为假（false），设置为假（false）；这是从 S0 进入 S3 的操作。
Application 设置挂起状态，状态为电源状态休眠，第二个参数为 false，第三个参数为 false；此操作是从 S0 进入 S4。
Process.Start 函数用于启动一个新进程。其中，第一个参数 "shutdown" 表示要执行的操作是关机。第二个参数 "/s /t 0" 中，"/s" 的意思是要关闭计算机，"/t 0" 表示设置关机的延迟时间为 0 秒，即立即关机。
参数 /t 0 的含义是向计算机传达在 0 秒过后执行命令这一信息。
Process.Start("shutdown", "/r /t 0"); 此操作中 /r 参数的含义为要重新启动计算机。</code></pre>
如果调用上述语句就能达成从 S0 到其他电源状态的转变，那么反过来要如何唤醒呢？

唤醒存在难点。处于 S3、S4 以及 S5 的状态时，我的上位机程序不会运行。所以，上位机软件的定时唤醒无法工作。那么笔记本客户那边是如何操作的呢？他们通过底层的 EC 控制来显示上述功能。然而，我们不知道底层 EC 的接口，并且我们需要一个通用的程式，那该怎么实现呢？

在笔记本的设计里，S3、S4、S5 通常不是所有东西都会关闭。通常会有一个硬件定时器处于开启状态。如果我们能够操作这个定时器，那么是否就可以实现我们所想要的功能呢？

可以调用以下两个函数，即某个函数和另一个函数，这两个函数能够控制电脑中所开启的硬件定时器，至于这个硬件定时器究竟是位于 CPU 内部还是 EC 内部，我并不知晓，也未曾进行过研究，如果有精通此领域的大神进行过研究，可以留言，我也可以借此学习学习。

 <pre class="syl-page-code"><code>[DllImport("kernel32.dll")]
公共静态外部方法 SafeWaitHandle 创建可等待定时器（IntPtr lpTimerAttributes，布尔值 bManualReset，字符串 lpTimerName）；
在“kernel32.dll”中进行 DllImport 操作，并且设置了 SetLastError 为 true 。
[return: MarshalAs 为 UnmanagedType.Bool 的形式]
公共静态外部方法 SetWaitableTimer 接收一个 SafeWaitHandle 类型的参数 hTimer，一个引用类型的 long 类型参数 pDueTime，一个 int 类型的参数 lPeriod，一个 IntPtr 类型的参数 pfnCompletionRoutine，一个 IntPtr 类型的参数 lpArgToCompletionRoutine，以及一个 bool 类型的参数 fResume，并返回一个 bool 值。该方法用于设置可等待定时器。</code></pre>
另外，有一点需要说明，使用这个定时器是有条件的。首先，你得先设置笔记本，即“Panel>Power>Plan>Power>Sleep>Allow Wake”，以实现定时器唤醒功能。其次，“Panel>Power>Plan>Power>Brad/>a on”，这一步是关闭唤醒需要密码。

完成上述设置后，电脑能够从 S3、S4、S5 唤醒。然而，在我使用的过程中，遇到了一个问题，即唤醒之后屏幕不亮，会让人误以为没有唤醒。所以，我增加了控制鼠标移动的命令，这样一来，唤醒之后屏幕就会亮起。

 <pre class="syl-page-code"><code>[DllImport("user32.dll")]
公共静态外部方法 mouse_event，该方法接收一个 32 位整数 dwFlags，一个 32 位整数 dx，一个 32 位整数 dy，一个 32 位整数 dwData，以及一个无符号指针 dwExtraInfo 作为参数。
调用 mouse_event 函数，传入参数 0x0001、0、1、0 和 UIntPtr.Zero，用于模拟鼠标操作。
调用 mouse_event 函数，其参数为 0x0001、0、-1、0 和 UIntPtr.Zero 。该函数用于模拟鼠标操作，这里的第一个参数 0x0001 可能代表某种特定的鼠标动作。第二个参数 0 表示鼠标的水平移动量。第三个参数 -1 表示鼠标的垂直移动量。第四个参数 0 可能与鼠标的其他相关设置有关。最后一个参数 UIntPtr.Zero 也可能在鼠标事件的处理中起到特定的作用。</code></pre>
另外需注意，在笔记本从 S0 到 S3/S4/S5 再到 S0 的循环中，S0 以及 S3/S4/S5 这几种状态的停留时间需足够长。因为每台笔记本完全进入各状态的时间不同，例如我自己的笔记本，这些状态的停留时间至少要 20 秒。否则，笔记本尚未完全进入就退出，会致使电脑关机，而此时笔记本还未被唤醒，从而导致程式死锁。而新的刚买的笔记本，只需要设置10s即可完全进入。

废话不多说，直接上代码：

 <pre class="syl-page-code"><code>using System;
系统使用了一系列的集合类型，这些集合类型包含了多个元素，它们共同构成了特定的数据结构，用于存储和管理相关的数据。
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;
使用 Microsoft.Win32.SafeHandles 。
System.Runtime.InteropServices 被使用。
namespace AutoSwitchGUI
{
通过这个类可以创建出相应的图形用户界面。
{
 [DllImport("kernel32.dll")]
公共静态外部方法 SafeWaitHandle 创建可等待定时器（IntPtr lpTimerAttributes，布尔值 bManualReset，字符串 lpTimerName）；
在“kernel32.dll”中进行 DllImport 操作，并且设置了 SetLastError 为 true 。
使用 MarshalAs 特性并将其参数设置为 UnmanagedType.Bool 进行返回
公共静态外部方法 SetWaitableTimer 接受一个 SafeWaitHandle 类型的参数 hTimer，以及一个引用类型的 long 类型参数 pDueTime，一个 int 类型的参数 lPeriod，一个 IntPtr 类型的参数 pfnCompletionRoutine，一个 IntPtr 类型的参数 lpArgToCompletionRoutine 和一个 bool 类型的参数 fResume。该方法用于设置等待定时器。
 [DllImport("kernel32.dll")]
公共静态外部函数 SetThreadExecutionState 接收一个 uint 类型的参数 esFlags 并返回一个 uint 值。
 [DllImport("user32.dll")]
公共静态外部方法 mouse_event，它接受一个 32 位整数 dwFlags，一个 32 位整数 dx，一个 32 位整数 dy，一个 32 位整数 dwData，以及一个无符号指针 dwExtraInfo 作为参数。
公共事件 EventHandler 被引发唤醒；
创建了一个私有类型的 BackgroundWorker 对象，名为 bgWorker 。

公共结构体 auto_switch_gui_status_t
      {
         public bool test_status;
         public UInt64 test_times_cnt;
         public UInt64 test_times;
         public byte cur_state;
         public int s0_duration;
         public int s3_duration;
      }
公共的自动切换图形用户界面状态类型 auto_switch_gui_status_t 为 auto_switch_status ；
      public AutoSwitchGUI()
      {
         InitializeComponent();
bgWorker 的 DoWork 事件添加了一个事件处理程序，该处理程序为 bgWorker_Dowork 方法。
bgWorker 的 RunWorkerCompleted 事件被添加了一个新的事件处理程序，该处理程序为 bgWorker_RunWorkerCompleted 。
      }
在 bgWorker 的 DoWork 事件中，当接收到 DoWorkEventArgs e 时，会执行以下操作：在私有方法内部进行相关处理。
      {
long waketime 等于 (long)e.Argument ；
使用 (SafeWaitHandle  handle = CreateWaitableTimer(IntPtr.Zero, true, 这个GetType().Assembly.GetName().Name.ToString() + "Timer"))
         {
如果设置可等待定时器（handle），将唤醒时间（ref waketime）设置为 0，并且设置为非零值（IntPtr.Zero），设置为非零值（IntPtr.Zero），设置为真（true），那么就会成功设置可等待定时器。
            {
使用一个 EventWaitHandle 对象 wh，将其初始化为 false 状态，并且设置为自动重置模式，即 EventResetMode.AutoReset
                  {
                     wh.SafeWaitHandle = handle;
                     wh.WaitOne();
                  }
            }
            else
            {
使用 Marshal.GetLastWin32Error() 获取的最后一个 Windows 32 错误码，并抛出一个新的 Win32Exception 异常。
            }
         }
      }
当 private 方法被触发时，它会接收到两个参数，分别是 sender 和 RunWorkerCompletedEventArgs e，这个方法用于处理后台工作线程完成后的相关操作。
      {
调用 mouse_event 函数，其参数为 0x0001，0，1，0，UIntPtr.Zero 。
调用 mouse_event 函数，参数为 0x0001、0、-1、0 和 UIntPtr.Zero 。
auto_switch_status 的 test_times_cnt 加 1 ；
TestTimes.Text 等于 auto_switch_status.test_times_cnt 转换为字符串后的结果。
SystemTimer 的 Interval 等于 auto_switch_status 的 s0_duration 乘以 1000 。
         SystemTimer.Start();
      }
公共方法用于设置唤醒时间，该时间以 UInt64 类型的数值表示。
      {
bgWorker 运行工作异步操作，操作的参数是当前时间（System.DateTime.Now）加上指定的秒数（time）后转换为文件时间（ToFileTime()）。
      }
在点击开始按钮时，会触发这个私有方法。这个方法接收两个参数，一个是发送者对象 sender，另一个是事件参数 EventArgs e。
      {
         try
         {
auto_switch_status 的 test_times 等于将 SetTestTimes.Text 转换为 UInt64 类型
auto_switch_status 的 s0_duration 等于将 S0Duration.Text 转换为整数类型
auto_switch_status 的 s3_duration 等于将 S3Duration.Text 转换为整数类型。
如果 auto_switch_status 的 test_times 大于 0
            {

SetThreadExecutionState 会设置一些特定的状态，包括 0x00000001 这个状态，也包括 0x00000002 这个状态，还包括 0x80000000 这个状态，同时也包括 0x00000040 这个状态。
TestStatus 的背景颜色被设置为绿色。
auto_switch_status 的 test_status 等于 true。
 TestTimes.Text = "0";
auto_switch_status 的 test_times_cnt 等于 0 。
SystemTimer 的 Interval 等于 auto_switch_status 的 s0_duration 乘以 1000 。
auto_switch_status 的当前状态为 0。
 SystemTimer.Start();
 return;
 }
 }
 catch
 {
 }
显示一个消息框，内容为“Configuration Failed!”。
 }
在 StopButton 被点击时（对象为 sender，事件为 e），会执行这个私有方法。
 {
 SystemTimer.Stop();
auto_switch_status 的 test_status 等于 true。
TestStatus 的背景颜色被设置为红色。
 }
在 SystemTimer 的 Tick 事件中，当触发该事件时，会调用这个私有方法，参数分别是 sender 和 e 。
 {
如果 auto_switch_status 的当前状态为 0
 {
auto_switch_status 的当前状态为 0。
 SystemTimer.Stop();
如果 auto_switch_status 的 test_times_cnt 大于或等于 auto_switch_status 的 test_times
 {
 }
 else
 {
设置唤醒时间为 (UInt64)auto_switch_status.s3_duration ；
Application 使系统进入挂起状态，挂起状态为 PowerState.Suspend，并且不强制关闭程序，也不保存程序状态。
Application 使系统进入休眠状态（PowerState.Hibernate），并且设置为不强制关闭应用程序，也不关闭系统电源。
 }

 }
如果 auto_switch_status 的当前状态等于 1
 {
auto_switch_status 的 test_times_cnt 加 1 ；
TestTimes.Text 等于 auto_switch_status.test_times_cnt 转换后的字符串形式。
 auto_switch_status.cur_state = 0;

 SendKeys.Send(" ");
将 "TEST1\r\n" 添加到了 MessageInfo 的 Text 中
 }
 }
}
}
</code></pre>
另外声明，关于和我是参考如下链接的：

希望能帮到大家，此代码在我自己的笔记本上可以适用，在客户的笔记本上也可以适用。

如何搭建程序复现笔记本芯片在电源状态切换中的死锁问题

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