Linux电源管理(2)_Generic PM之基本概念和软件架构



转自http://www.wowotech.net/pm_subsystem/generic_pm_architecture.html

作者：wowo 发布于：2014-5-13 19:24 分类：电源管理子系统

1. 前言

 Generic PM指常规的电源管理手段，包括关机（Power off）、待机（Standby or Hibernate）、重启（Reboot）等。

开始之前，先解释一下这些词汇的意义。

Shutdown是关机的意思，同时意味着不再使用计算机。

Restart是重启系统的意思，重启的过程就不再使用计算机。

Hibernate，可翻译为冬眠。在不需要使用计算机时，将它当前的所有现场（执行的程序、显示器显示的图像、正在播放的声音等）保存到一些断电不会丢失的存储器中（如硬盘中），然后将计算机关闭。重新开启后，系统会从存储器中将关闭前的现场读取出来并恢复，此时从使用者的角度看，计算机就像没有关闭过一样。   

Sleep，睡眠。想象一下“睡眠”和“冬眠”的区别？“睡眠”睡的轻，随时都可以醒来。在计算机中，Hibernate需要把现场保存到断电不丢失的存储器中，并在醒来的时候读回来，这些可能需要较长的时间（因为断电不丢失存储器的访问速度都比较慢）。如果想快点，就把现场保存在内存中就可以了，这就是Sleep。不过这是要付出代价的，内存要保持供电，这就要消耗能量，鱼与熊掌不可兼得啊！

AGeneric PM是针对的整个系统，根据系统的状态进行调整，而Runtime PM 针对的是系统中的单个设备，根据设备的状态进行调整，具有较高的独立性。uto Sleep，可以设置系统“处于Inactive状态多久后，自动进入Sleep状态”。为了避免这无谓的消耗，可以让系统在符合条件时（如20分钟不使用），自动睡下去。

Auto put display to Sleep，原理类似，只是操作的对象是Display（显示器等）。

 

注：

不知读者有没有注意到，蜗蜗在解释上面的词汇时，一直在用红色字体强调“计算机不再使用”。这就是Generic PM和Runtime PM的本质区别，即在使用者的主观意愿上，是否需要暂停使用计算机（哪怕短短的一段时间）。 这也是Generic PM在传统的计算机操作系统中被广泛使用的原因，因为那个时候对计算机的使用大多是主动方式。而对当前的移动互联来说，就非常不合时宜了，因为人们需要移动设备实时在线、实时接收被动事件（如来电），也就不可能主观地暂停使用（哪怕短短的一段时间）。这种最终需求的差异，会导致在软件设计上有很大的差别，正因为如此，Runtime PM的出现和尽快成熟，才显得格外重要。

Generic PM是针对的整个系统，根据系统的状态进行调整；而Runtime PM 针对的是系统中的单个设备，根据设备的状态进行调整，在需要使用的时候打开，不需要使用的时候关闭，具有较高的独立性。

2. Generic PM的软件架构

在介绍完Generic PM的基本概念后，我们来看一下它在Linux内核中的整体实现，并抽象出简单的软件架构，以便再后续的文章中，对Generic PM的主要组成部分进行更为细致的分析。具体如下：

根据上面的描述可知，Generic PM主要处理关机、重启、冬眠（Hibernate）、睡眠（Sleep，在Kernel中也称作Suspend）。在内核中，大致可以分为三个软件层次：

API Layer，用于向用户空间提供接口，其中关机和重启的接口形式是系统调用（在新的内核中，关机接口还有一种新方式，具体讲到的时候再说），Hibernate和Suspend的接口形式是sysfs。

PM Core，位于kernel/power/目录下，主要处理和硬件无关的核心逻辑。

PM Driver，分为两个部分，一是体系结构无关的Driver，提供Driver框架（Framework）。另一部分是具体的体系结构相关的Driver，这也是电源管理驱动开发需要涉及到的内容（图中红色边框的模块）。