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Hibernation with Btrfs Subvolume

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本主旨在记录Linux的Btrfs文件系统下开启休眠的过程，及使用systemd-boot替代grub启动时的设置。

Introduction

计算机有S0，S1，S2，S3，S4，S5状态。S4是指休眠(Hibernation)，S5即关机(Shutdown)。
S0: 正常的工作状态，所有设备全开;
S1: Standby，除了通过CPU时钟控制器将CPU关闭之外，其他的部件仍然正常工作;
S2: Standby，CPU处于停止运作状态，总线时钟也被关闭，但其余的设备仍然运转，和 S1 几乎一样;
S3: Suspend to RAM，系统运行中的所有资料保存不动，进入假关机，除内存需电源供电外，其它设备全部停止供电;
S4: Suspend to Disk，把内存中的资料完整的保存在硬盘中，重开机时直接从硬盘完整的读到RAM。使用这种模式，硬盘需留出一完整的连续的空间;
S5: Shutdown。
综上，待机下电池一旦耗尽，内存的内容将丢失，而休眠可以在断电情况下保存运行状态，即将主存内容保存在硬盘中的某个区域，然后断电。Windows下的快速启动遇刺类似。
由于正在使用Btrfs,根据Archwiki所述开启Linux休眠。在这里选择休眠到文件(Swap To File);

Create Subvolume and Swap File

  1. 我有两块SSD，都使用了btrfs，所以在其中一块专门存储数据的SSD上创建子卷及交换文件。因为所谓存储盘的原因，我开启了COW,而休眠文件需要关闭COW，且由于Archwiki1提到的原因，nodatacow挂载选项可能没有效果，所以考虑直接对休眠文件运行chattr +C来控制

within a single file system, it is not possible to mount some subvolumes with nodatacow and others with datacow. The mount option of the first mounted subvolume applies to any other subvolumes.

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[root@Linux]# export fs_uuid=$(findmnt /Misc -o UUID -n) && echo $fs_uuid
[root@Linux]# btrfs subvolume create /Misc/@swap
[root@Linux]# mount -m -U $fs_uuid -o subvol=@swap,nodatacow /swap
  1. 创建交换文件并且设置权限
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[root@Linux]# touch /swap/swapfile
[root@Linux]# chattr +C /swap/swapfile
[root@Linux]# export swp_size=$(echo "$(grep "MemTotal" /proc/meminfo | tr -d "[:blank:],[:alpha:],:") * 1 / 1000" | bc ) && echo $swp_size
[root@Linux]# dd if=/dev/zero of=/swap/swapfile bs=1M count=$swp_size status=progress
[root@Linux]# chmod 0600 /swap/swapfile
[root@Linux]# mkswap /swap/swapfile
  1. 在/etc/fstab文件中添加相应自动挂载条目
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[root@Linux]# umount /swap
[root@Linux]# echo -e "UUID=$fs_uuid\t/swap\tbtrfs\tsubvol=@swap,nodatacow,noatime,nospace_cache\t0\t0" | sudo tee -a /etc/fstab
[root@Linux]# echo -e "/swap/swapfile\tnone\tswap\tdefaults\t0\t0" | sudo tee -a /etc/fstab
[root@Linux]# systemctl daemon-reload
[root@Linux]# mount /swap
[root@Linux]# swapon -a
[root@Linux]# swapon -s

Enable Hiberation with grub or systemd-boot

  1. 查看btfs下swapfile真实文件地址及Service文件编写
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[root@Linux]# export swp_uuid=$(findmnt -no UUID -T /swap/swapfile) && echo $swp_uuid
[root@Linux]# curl -s "https://raw.githubusercontent.com/osandov/osandov-linux/master/scripts/btrfs_map_physical.c" > bmp.c
[root@Linux]# gcc -O2 -o bmp bmp.c
[root@Linux]# swp_offset=$(echo "$(sudo ./bmp /swap/swapfile | egrep "^0\s+" | cut -f9) / $(getconf PAGESIZE)" | bc) && echo $swp_offset
[root@Linux]# sudo mkdir -pv /etc/systemd/system/{systemd-logind.service.d,systemd-hibernate.service.d}
[root@Linux]# echo -e "[Service]\nEnvironment=SYSTEMD_BYPASS_HIBERNATION_MEMORY_CHECK=1" | sudo tee /etc/systemd/system/systemd-logind.service.d/override.conf
[root@Linux]# echo -e "[Service]\nEnvironment=SYSTEMD_BYPASS_HIBERNATION_MEMORY_CHECK=1" | sudo tee /etc/systemd/system/systemd-hibernate.service.d/override.conf
  1. 修改initramfs生成配置文件及开机启动配置文件
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[root@Linux]# echo -e "HOOKS+=( resume )" | sudo tee -a /etc/mkinitcpio.conf
[root@Linux]# mkinitcpio -P

若使用grub则修改/etc/default/grub配置文件，然后重新生成grub.cfg：

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[root@Linux]# echo -e "GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT+=\" resume=UUID=$swp_uuid resume_offset=$swp_offset \"" | sudo tee -a /etc/default/grub
[root@Linux]# grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

若使用systemd-boot2则，直接修改启动项配置/boot/loader/entries/xxx.conf即可：

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[root@Linux]# echo -e "options resume=UUID=$swp_uuid resume_offset=$swp_offset " | sudo tee -a /boot/loader/entries/arch.conf

then reboot，test withsudo systemctl hibernate

参考