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基于Android的Linux内核的电源管理:概述


1.  电源管理的状态

Android的Linux内核为系统提供了4种电源状态,内核的源代码为其中的3种定义了名字和对应的宏定义,名字定义在kernel/power/suspend.c中:

[cpp] view plain copy
 
  1. const char *const pm_states[PM_SUSPEND_MAX] = {  
  2. #ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND  
  3.     [PM_SUSPEND_ON]     = "on",  
  4. #endif  
  5.     [PM_SUSPEND_STANDBY]    = "standby",  
  6.     [PM_SUSPEND_MEM]    = "mem",  
  7. };  


 对应的宏定义在:include/linux/suspend.h中:

[cpp] view plain copy
 
  1. typedef int __bitwise suspend_state_t;  
  2.   
  3. #define PM_SUSPEND_ON       ((__force suspend_state_t) 0)  
  4. #define PM_SUSPEND_STANDBY  ((__force suspend_state_t) 1)  
  5. #define PM_SUSPEND_MEM      ((__force suspend_state_t) 3)  
  6. #define PM_SUSPEND_MAX      ((__force suspend_state_t) 4)  

很奇怪的是,第四种状态(disk)没有具体的定义,而是硬编码在代码中,不明白为什么会这样做,至少我现在看的版本是这样(2.6.35),这种就是所谓的suspend to disk或者叫hibernate。不过这不是重点,再说,目前也很少有Android的设备支持hibernate。

 

顾名思义:

PM_SUSPEND_ON -- 设备处于全电源状态,也就是正常工作状态;

PM_SUSPEND_STANDBY -- 设备处于省电状态,但还可以接收某些事件,具体的行为取决与具体的设备;

PM_SUSPEND_MEM -- suspend to memory,设备进入睡眠状态,但所有的数据还保存在内存中,只有某些外部中断才可以唤醒设备;

目前,大多数的Android设备都只支持其中的两种:PM_SUSPEND_ON 和 PM_SUSPEND_MEM,所以下面的讨论说道suspend的地方,均是指PM_SUSPEND_MEM。

2.  Early Suspend、Late Resume

Early Suspend和Late Resume是Android在标准Linux的基础上增加的一项特性。当用户空间的向内核请求进入suspend时,这时候会先进入early suspend状态,驱动程序可以注册early suspend的回调函数,当进入该状态时,内核会逐一地调用这些回调函数。例如显示屏的驱动程序通常会注册early suspend,在他的回调函数中,驱动程序会把屏幕和背光都关闭。在这种状态下,所有的后台进程都还在活动中,该播放歌曲的播放歌曲,该下载数据的依然在下载,只是显示屏不良而已。进入early suspend状态以后,一旦所有的电源锁(wake lock)被释放,系统马上会进入真正的suspend流程,直到最后系统停止工作,等待外部事件的唤醒。

                                     图2.1 电源状态的转换

3.  Android的电源锁机制:wake lock

Android相比标准的Linux内核,在电源管理中加入了wake lock机制。一旦申请了某种类型的锁,电源管理模块将会“锁住”某一种电源状态,目前,Android提供了两种类型的锁:

WAKE_LOCK_SUSPEND  --  阻止系统进入suspend状态;

WAKE_LOCK_IDLE  --  阻止系统进入idle状态;

wake lock也可以设定超时,时间一到,自动释放该锁。

有关wake lock的代码在:kernel/power/wakelock.c中。

4.  电源状态迁移 

内核启动完成以后,电源管理系统会在sysfs文件系统中建立3个文件:

  • /sys/power/state
  • /sys/power/wake_lock
  • /sys/power/wake_unlock


电源状态的迁移首先由用户空间的应用程序发起,当系统应用检测到一定时间内没有用户活动后(例如触摸屏、按键),可以向/sys/power/state文件写入相应的电源状态名称(请参考第一节内容),如果写入“mem”,将会触发内核启动suspend的流程,内核将会按照图2.1进行状态的迁移。应用程序也可以通过/sys/power/wake_lock申请一个WAKE_LOCK_SUSPEND 类型的锁,相应地,通过/sys/power/wake_unlock则可以释放一个锁。内核在进入suspend之前如果检测到某个锁没有释放,则会放弃本次的suspend过程,直到这个锁释放为止。

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