Android的電源管理

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

接下來我們從Java應(yīng)用層面, Android framework層面, Linux內(nèi)核層面分別進(jìn)行詳細(xì)的討論:

應(yīng)用層的使用:

Android提供了現(xiàn)成android.os.PowerManager類,該類用于控制設(shè)備的電源狀態(tài)的切換.

該類對(duì)外有三個(gè)接口函數(shù):

void goToSleep(long time); //強(qiáng)制設(shè)備進(jìn)入Sleep狀態(tài)

Note:

嘗試在應(yīng)用層調(diào)用該函數(shù),卻不能成功,出現(xiàn)的錯(cuò)誤好象是權(quán)限不夠, 但在Framework下面的Service里調(diào)用是可以的.

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

flags參數(shù)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(qǐng)求鎖時(shí)強(qiáng)制打開Screen和keyboard light

ON_AFTER_RELEASE: 在釋放鎖時(shí)reset activity timer

Note:

如果申請(qǐng)了partial wakelock,那么即使按Power鍵,系統(tǒng)也不會(huì)進(jìn)Sleep,如Music播放時(shí)

如果申請(qǐng)了其它的wakelocks,按Power鍵,系統(tǒng)還是會(huì)進(jìn)Sleep

void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件發(fā)生,設(shè)備會(huì)被切換到Full on的狀態(tài),同時(shí)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(shù)的應(yīng)用程序中,必須在其Manifest.xml文件中加入下面的權(quán)限:

2. 所有的鎖必須成對(duì)的使用,如果申請(qǐng)了而沒有及時(shí)釋放會(huì)造成系統(tǒng)故障.如申請(qǐng)了partial wakelock,而沒有及時(shí)釋放,那系統(tǒng)就永遠(yuǎn)進(jìn)不了Sleep模式.

Android Framework層面:

其主要代碼文件如下:

frameworksbasecorejavaandroidosPowerManager.java

frameworksbaseservicesjavacomandroidserverPowerManagerService.java

frameworksbasecorejavaandroidosPower.java

frameworksbasecorejniandroid_os_power.cpp

hardwarelibhardwarepowerpower.c

其中PowerManagerService.java是核心, Power.java提供底層的函數(shù)接口,與JNI層進(jìn)行交互, JNI層的代碼主要在文件android_os_Power.cpp中,與Linux kernel交互是通過Power.c來實(shí)現(xiàn)的, Andriod跟Kernel的交互主要是通過sys文件的方式來實(shí)現(xiàn)的,具體請(qǐng)參考Kernel層的介紹.

這一層的功能相對(duì)比較復(fù)雜,比如系統(tǒng)狀態(tài)的切換,背光的調(diào)節(jié)及開關(guān),Wake Lock的申請(qǐng)和釋放等等,但這一層跟硬件平臺(tái)無關(guān),而且由Google負(fù)責(zé)維護(hù),問題相對(duì)會(huì)少一些,有興趣的朋友可以自己查看相關(guān)的代碼.

Kernel層:

其主要代碼在下列位置:

drivers/android/power.c

其對(duì)Kernel提供的接口函數(shù)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(guān)的資源

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend); //申請(qǐng)lock,必須調(diào)用相應(yīng)的unlock來釋放它

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend_auto_expire);//申請(qǐng)partial wakelock, 定時(shí)時(shí)間到后會(huì)自動(dòng)釋放

EXPORT_SYMBOL(android_unlock_suspend); //釋放lock

EXPORT_SYMBOL(android_power_wakeup); //喚醒系統(tǒng)到on

EXPORT_SYMBOL(android_register_early_suspend); //注冊(cè)early suspend的驅(qū)動(dòng)

EXPORT_SYMBOL(android_unregister_early_suspend); //取消已經(jīng)注冊(cè)的early suspend的驅(qū)動(dòng)

提供給Android Framework層的proc文件如下:

/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock //申請(qǐng)partial wake lock

/sys/android_power/acquire_full_wake_lock //申請(qǐng)full wake lock

/sys/android_power/release_wake_lock //釋放相應(yīng)的wake lock

/sys/android_power/request_state //請(qǐng)求改變系統(tǒng)狀態(tài),進(jìn)standby和回到wakeup兩種狀態(tài)

/sys/android_power/state //指示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)

Android的電源管理主要是通過Wake lock來實(shí)現(xiàn)的,在最底層主要是通過如下三個(gè)隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)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(huì)被插入到g_inactive_locks的隊(duì)列中,而當(dāng)前活動(dòng)的partial wake lock都會(huì)被插入到g_active_partial_wake_locks隊(duì)列中, 活動(dòng)的full wake lock被插入到g_active_full_wake_locks隊(duì)列中, 所有的partial wake lock 和full wake lock在過期后或unlock后都會(huì)被移到inactive的隊(duì)列,等待下次的調(diào)用.

在Kernel層使用wake lock步驟如下:

1. 調(diào)用函數(shù)android_init_suspend_lock初始化一個(gè)wake lock

2. 調(diào)用相關(guān)申請(qǐng)lock的函數(shù)android_lock_suspend 或 android_lock_suspend_auto_expire請(qǐng)求lock,這里只能申請(qǐng)partial wake lock, 如果要申請(qǐng)F(tuán)ull wake lock,則需要調(diào)用函數(shù)android_lock_partial_suspend_auto_expire(該函數(shù)沒有EXPORT出來),這個(gè)命名有點(diǎn)奇怪,不要跟前面的android_lock_suspend_auto_expire搞混了.