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          Android Power management

          2014年11月03日 ⁄ 綜合 ⁄ 共 4970字 ⁄ 字號 評論關閉

          Android Power Management

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          ?????????總體上來說Android的電源管理還是比較簡單的,?主要就是通過鎖和定時器來切換系統的狀態,使系統的功耗降至最低,整個系統的電源管理架構圖如下: (注該圖來自Steve Guo)

          Android power management block diagram?

          接下來我們從Java應用層面, Android framework層面, Linux內核層面分別進行詳細的討論:

          應用層的使用:

          Android提供了現成android.os.PowerManager類,該類用于控制設備的電源狀態的切換.

          該類對外有三個接口函數:

          ?????????void goToSleep(long time); //強制設備進入Sleep狀態

          ?????????Note:

          嘗試在應用層調用該函數,卻不能成功,出現的錯誤好象是權限不夠,?但在Framework下面的Service里調用是可以的.

          ?????????newWakeLock(int flags, String tag);//取得相應層次的鎖

          flags參數說明:

          PARTIAL_WAKE_LOCK: Screen off, keyboard light off

          SCREEN_DIM_WAKE_LOCK: screen dim, keyboard light off

          SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard light off

          FULL_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard bright

          ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP:?一旦有請求鎖時強制打開Screen和keyboard light

          ON_AFTER_RELEASE:?在釋放鎖時reset activity timer

          Note:

          如果申請了partial wakelock,那么即使按Power,系統也不會進Sleep,Music播放時

          如果申請了其它的wakelocks,Power,系統還是會進Sleep

          ?????????void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件發生,設備會被切換到Full on的狀態,同時Reset Screen off timer.

          Sample code:

          ?????????PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);

          PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock (PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, “My Tag”);

          ?????????wl.acquire();

          ?????????…….

          ?????????wl.release();

          Note:

          1.?在使用以上函數的應用程序中,必須在其Manifest.xml文件中加入下面的權限:

          ????<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK"?/>

          <uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER"?/>

          2.?所有的鎖必須成對的使用,如果申請了而沒有及時釋放會造成系統故障.如申請了partial
          wakelock,
          而沒有及時釋放,那系統就永遠進不了Sleep模式.


          Android Framework層面:

          其主要代碼文件如下:

          frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java

          frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java

          frameworks/base/core/java/android/os/Power.java

          frameworks/base/core/jni/android_os_power.cpp

          hardware/libhardware/power/power.c

          其中PowerManagerService.java是核心, Power.java提供底層的函數接口,與JNI層進行交互, JNI層的代碼主要在文件android_os_Power.cpp,Linux
          kernel
          交互是通過Power.c來實現的, AndriodKernel的交互主要是通過sys文件的方式來實現的,具體請參考Kernel層的介紹.

          ?

          這一層的功能相對比較復雜,比如系統狀態的切換,背光的調節及開關,Wake Lock的申請和釋放等等,但這一層跟硬件平臺無關,而且由Google負責維護,問題相對會少一些,有興趣的朋友可以自己查看相關的代碼.

          Kernel層:

          其主要代碼在下列位置:

          drivers/android/power.c

          其對Kernel提供的接口函數有

          EXPORT_SYMBOL(android_init_suspend_lock); //初始化Suspend lock,在使用前必須做初始化

          EXPORT_SYMBOL(android_uninit_suspend_lock); //釋放suspend lock相關的資源

          EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend); //申請lock,必須調用相應的unlock來釋放它

          EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend_auto_expire);//申請partial wakelock,?定時時間到后會自動釋放

          EXPORT_SYMBOL(android_unlock_suspend); //釋放lock

          EXPORT_SYMBOL(android_power_wakeup); //喚醒系統到on

          EXPORT_SYMBOL(android_register_early_suspend); //注冊early suspend的驅動

          EXPORT_SYMBOL(android_unregister_early_suspend); //取消已經注冊的early suspend的驅動

          ?

          提供給Android Framework層的proc文件如下:

          "/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock" //申請partial wake lock

          "/sys/android_power/acquire_full_wake_lock" //申請full wake lock

          "/sys/android_power/release_wake_lock" //釋放相應的wake lock

          "/sys/android_power/request_state" //請求改變系統狀態,進standby和回到wakeup兩種狀態

          "/sys/android_power/state" //指示當前系統的狀態

          ?

          Android的電源管理主要是通過Wake lock來實現的,在最底層主要是通過如下三個隊列來實現其管理:

          static LIST_HEAD(g_inactive_locks);

          static LIST_HEAD(g_active_partial_wake_locks);

          static LIST_HEAD(g_active_full_wake_locks);

          所有初始化后的lock都會被插入到g_inactive_locks的隊列中,而當前活動的partial wake lock都會被插入到g_active_partial_wake_locks隊列中,?活動的full wake lock被插入到g_active_full_wake_locks隊列中,?所有的partial wake lock?和full wake lock在過期后或unlock后都會被移到inactive的隊列,等待下次的調用.

          在Kernel層使用wake lock步驟如下:

          1.????????調用函數android_init_suspend_lock初始化一個wake lock

          2.????????調用相關申請lock的函數android_lock_suspend?或?android_lock_suspend_auto_expire請求lock,這里只能申請partial wake lock,?如果要申請Full wake lock,則需要調用函數android_lock_partial_suspend_auto_expire(該函數沒有EXPORT出來),這個命名有點奇怪,不要跟前面的android_lock_suspend_auto_expire搞混了.

          3.????????如果是auto expire的wake lock則可以忽略,不然則必須及時的把相關的wake lock釋放掉,否則會造成系統長期運行在高功耗的狀態.

          4.????????在驅動卸載或不再使用Wake lock時請記住及時的調用android_uninit_suspend_lock釋放資源.

          ?

          系統的狀態:

          ?????????USER_AWAKE, //Full on status

          ?????????USER_NOTIFICATION, //Early suspended driver but CPU keep on

          ?????????USER_SLEEP // CPU enter sleep mode

          其狀態切換示意圖如下:

          ?

          system state machine系統正常開機后進入到AWAKE狀態, Backlight會從最亮慢慢調節到用戶設定的亮度,系統screen off timer(settings->sound
          & display-> Display settings -> Screen timeout)開始計時,在計時時間到之前,如果有任何的activity事件發生,如Touch click, keyboard pressed等事件,?則將Reset screen off timer,?系統保持在AWAKE狀態.?如果有應用程序在這段時間內申請了Full wake lock,那么系統也將保持在AWAKE狀態,?除非用戶按下power key.?在AWAKE狀態下如果電池電量低或者是用AC供電screen off
          timer時間到并且選中Keep screen on while pluged in選項,backlight會被強制調節到DIM的狀態.

          如果Screen off timer時間到并且沒有Full wake lock或者用戶按了power key,那么系統狀態將被切換到NOTIFICATION,并且調用所有已經注冊的g_early_suspend_handlers函數,?通常會把LCD和Backlight驅動注冊成early suspend類型,如有需要也可以把別的驅動注冊成early suspend,?這樣就會在第一階段被關閉.?接下來系統會判斷是否有partial wake lock
          acquired,?如果有則等待其釋放,?在等待的過程中如果有user activity事件發生,系統則馬上回到AWAKE狀態;如果沒有partial wake lock acquired,?則系統會馬上調用函數pm_suspend關閉其它相關的驅動,?讓CPU進入休眠狀態.

          系統在Sleep狀態時如果檢測到任何一個Wakeup source,?則CPU會從Sleep狀態被喚醒,并且調用相關的驅動的resume函數,接下來馬上調用前期注冊的early suspend驅動的resume函數,最后系統狀態回到AWAKE狀態.這里有個問題就是所有注冊過early suspend的函數在進Suspend的第一階段被調用可以理解,但是在resume的時候, Linux會先調用所有驅動的resume函數,而此時再調用前期注冊的early
          suspend驅動的resume函數有什么意義呢?個人覺得android的這個early suspend和late resume函數應該結合Linux下面的suspend和resume一起使用,而不是單獨的使用一個隊列來進行管理.

          轉自:http://blog.csdn.net/hzdysymbol/article/details/4004791

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