概述基于Android的Linux內(nèi)核的電源管理

1. 電源管理的狀態(tài)

Android的Linux內(nèi)核為系統(tǒng)提供了4種電源狀態(tài)，內(nèi)核的源代碼為其中的3種定義了名字和對(duì)應(yīng)的宏定義，名字定義在kernel/power/suspend.c中：

[cpp] view plain copyconst char *const pm_states[PM_SUSPEND_MAX] = {

#ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND

[PM_SUSPEND_ON] = “on”，

#endif

[PM_SUSPEND_STANDBY] = “standby”，

[PM_SUSPEND_MEM] = “mem”，

};

對(duì)應(yīng)的宏定義在：include/linux/suspend.h中：

[cpp] view plain copytypedef int __bitwise suspend_state_t;

#define PM_SUSPEND_ON ((__force suspend_state_t) 0)

#define PM_SUSPEND_STANDBY ((__force suspend_state_t) 1)

#define PM_SUSPEND_MEM ((__force suspend_state_t) 3)

#define PM_SUSPEND_MAX ((__force suspend_state_t) 4)

很奇怪的是，第四種狀態(tài)(disk)沒(méi)有具體的定義，而是硬編碼在代碼中，不明白為什么會(huì)這樣做，至少我現(xiàn)在看的版本是這樣(2.6.35)，這種就是所謂的suspend to disk或者叫hibernate。不過(guò)這不是重點(diǎn)，再說(shuō)，目前也很少有Android的設(shè)備支持hibernate。

顧名思義：

PM_SUSPEND_ON -- 設(shè)備處于全電源狀態(tài)，也就是正常工作狀態(tài);

PM_SUSPEND_STANDBY -- 設(shè)備處于省電狀態(tài)，但還可以接收某些事件，具體的行為取決與具體的設(shè)備;

PM_SUSPEND_MEM -- suspend to memory，設(shè)備進(jìn)入睡眠狀態(tài)，但所有的數(shù)據(jù)還保存在內(nèi)存中，只有某些外部中斷才可以喚醒設(shè)備;

目前，大多數(shù)的Android設(shè)備都只支持其中的兩種：PM_SUSPEND_ON 和 PM_SUSPEND_MEM，所以下面的討論說(shuō)道suspend的地方，均是指PM_SUSPEND_MEM。

2. Early Suspend、Late Resume

Early Suspend和Late Resume是Android在標(biāo)準(zhǔn)Linux的基礎(chǔ)上增加的一項(xiàng)特性。當(dāng)用戶空間的向內(nèi)核請(qǐng)求進(jìn)入suspend時(shí)，這時(shí)候會(huì)先進(jìn)入early suspend狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)程序可以注冊(cè)early suspend的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)進(jìn)入該狀態(tài)時(shí)，內(nèi)核會(huì)逐一地調(diào)用這些回調(diào)函數(shù)。例如顯示屏的驅(qū)動(dòng)程序通常會(huì)注冊(cè)early suspend，在他的回調(diào)函數(shù)中，驅(qū)動(dòng)程序會(huì)把屏幕和背光都關(guān)閉。在這種狀態(tài)下，所有的后臺(tái)進(jìn)程都還在活動(dòng)中，該播放歌曲的播放歌曲，該下載數(shù)據(jù)的依然在下載，只是顯示屏不良而已。進(jìn)入early suspend狀態(tài)以后，一旦所有的電源鎖(wake lock)被釋放，系統(tǒng)馬上會(huì)進(jìn)入真正的suspend流程，直到最后系統(tǒng)停止工作，等待外部事件的喚醒。

圖2.1 電源狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

3. Android的電源鎖機(jī)制：wake lock

Android相比標(biāo)準(zhǔn)的Linux內(nèi)核，在電源管理中加入了wake lock機(jī)制。一旦申請(qǐng)了某種類型的鎖，電源管理模塊將會(huì)“鎖住”某一種電源狀態(tài)，目前，Android提供了兩種類型的鎖：

WAKE_LOCK_SUSPEND -- 阻止系統(tǒng)進(jìn)入suspend狀態(tài);

WAKE_LOCK_IDLE -- 阻止系統(tǒng)進(jìn)入idle狀態(tài);

wake lock也可以設(shè)定超時(shí)，時(shí)間一到，自動(dòng)釋放該鎖。

有關(guān)wake lock的代碼在：kernel/power/wakelock.c中。

4. 電源狀態(tài)遷移

內(nèi)核啟動(dòng)完成以后，電源管理系統(tǒng)會(huì)在sysfs文件系統(tǒng)中建立3個(gè)文件：

/sys/power/state

/sys/power/wake_lock

/sys/power/wake_unlock

電源狀態(tài)的遷移首先由用戶空間的應(yīng)用程序發(fā)起，當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用檢測(cè)到一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有用戶活動(dòng)后(例如觸摸屏、按鍵)，可以向/sys/power /state文件寫入相應(yīng)的電源狀態(tài)名稱(請(qǐng)參考第一節(jié)內(nèi)容)，如果寫入“mem”，將會(huì)觸發(fā)內(nèi)核啟動(dòng)suspend的流程，內(nèi)核將會(huì)按照?qǐng)D2.1進(jìn)行狀態(tài)的遷移。應(yīng)用程序也可以通過(guò)/sys/power/wake_lock申請(qǐng)一個(gè)WAKE_LOCK_SUSPEND 類型的鎖，相應(yīng)地，通過(guò)/sys/power/wake_unlock則可以釋放一個(gè)鎖。內(nèi)核在進(jìn)入suspend之前如果檢測(cè)到某個(gè)鎖沒(méi)有釋放，則會(huì)放棄本次的suspend過(guò)程，直到這個(gè)鎖釋放為止。