Android的電源管理

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)

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鍵,系統也不會進Sleep,如Music播放時

如果申請了其它的wakelocks,按Power鍵,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:

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:

frameworksbasecorejavaandroidosPowerManager.java

frameworksbaseservicesjavacomandroidserverPowerManagerService.java

frameworksbasecorejavaandroidosPower.java

frameworksbasecorejniandroid_os_power.cpp

hardwarelibhardwarepowerpower.c

其中PowerManagerService.java是核心, Power.java提供底層的函數接口,與JNI層進行交互, 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來實現的, Andriod跟Kernel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.