基于Android的Linux内核的电源管理

 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

const char *const pm_states[PM_SUSPEND_MAX] = {  

#ifdef CONFIG_EARLYSUSPEND  

[PM_SUSPEND_ON]     = "on",  

#endif  

[PM_SUSPEND_STANDBY]    = "standby",  

[PM_SUSPEND_MEM]    = "mem",  

};  

 对应的宏定义在：include/linux/suspend.h中：

[cpp] view plain copy

typedef 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。