Android的电源管理

总体上来说Android的电源管理还是比较简单的, 主要就是通过锁和定时器来切换系统的状态,使系统的功耗降至最低,整个系统的电源管理架构图如下: (注该图来自Steve Guo)

接下来我们从Java应用层面, Android framework层面, Linux内核层面分别进行详细的讨论:

应用层的使用:

Android提供了现成android.os.PowerManager类,该类用于控制设备的电源状态的切换.

该类对外有三个接口函数:

void goToSleep(long time); //强制设备进入Sleep状态

Note:

尝试在应用层调用该函数,却不能成功,出现的错误好象是权限不够, 但在Framework下面的Service里调用是可以的.

newWakeLock(int flags, String tag);//取得相应层次的锁

flags参数说明:

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: 一旦有请求锁时强制打开Screen和keyboard light

ON_AFTER_RELEASE: 在释放锁时reset activity timer

Note:

如果申请了partial wakelock,那么即使按Power键,系统也不会进Sleep,如Music播放时

如果申请了其它的wakelocks,按Power键,系统还是会进Sleep

void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件发生,设备会被切换到Full on的状态,同时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. 在使用以上函数的应用程序中,必须在其Manifest.xml文件中加入下面的权限:

2. 所有的锁必须成对的使用,如果申请了而没有及时释放会造成系统故障.如申请了partial wakelock,而没有及时释放,那系统就永远进不了Sleep模式.

Android Framework层面:

其主要代码文件如下:

frameworksbasecorejavaandroidosPowerManager.java

frameworksbaseservicesjavacomandroidserverPowerManagerService.java

frameworksbasecorejavaandroidosPower.java

frameworksbasecorejniandroid_os_power.cpp

hardwarelibhardwarepowerpower.c

其中PowerManagerService.java是核心, Power.java提供底层的函数接口,与JNI层进行交互, JNI层的代码主要在文件android_os_Power.cpp中,与Linux kernel交互是通过Power.c来实现的, Andriod跟Kernel的交互主要是通过sys文件的方式来实现的,具体请参考Kernel层的介绍.

这一层的功能相对比较复杂,比如系统状态的切换,背光的调节及开关,Wake Lock的申请和释放等等,但这一层跟硬件平台无关,而且由Google负责维护,问题相对会少一些,有兴趣的朋友可以自己查看相关的代码.

Kernel层:

其主要代码在下列位置:

drivers/android/power.c

其对Kernel提供的接口函数有

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

EXPORT_SYMBOL(android_uninit_suspend_lock); //释放suspend lock相关的资源

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend); //申请lock,必须调用相应的unlock来释放它

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend_auto_expire);//申请partial wakelock, 定时时间到后会自动释放

EXPORT_SYMBOL(android_unlock_suspend); //释放lock

EXPORT_SYMBOL(android_power_wakeup); //唤醒系统到on

EXPORT_SYMBOL(android_register_early_suspend); //注册early suspend的驱动

EXPORT_SYMBOL(android_unregister_early_suspend); //取消已经注册的early suspend的驱动

提供给Android Framework层的proc文件如下:

/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock //申请partial wake lock

/sys/android_power/acquire_full_wake_lock //申请full wake lock

/sys/android_power/release_wake_lock //释放相应的wake lock

/sys/android_power/request_state //请求改变系统状态,进standby和回到wakeup两种状态

/sys/android_power/state //指示当前系统的状态

Android的电源管理主要是通过Wake lock来实现的,在最底层主要是通过如下三个队列来实现其管理:

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都会被插入到g_inactive_locks的队列中,而当前活动的partial wake lock都会被插入到g_active_partial_wake_locks队列中, 活动的full wake lock被插入到g_active_full_wake_locks队列中, 所有的partial wake lock 和full wake lock在过期后或unlock后都会被移到inactive的队列,等待下次的调用.

在Kernel层使用wake lock步骤如下:

1. 调用函数android_init_suspend_lock初始化一个wake lock

2. 调用相关申请lock的函数android_lock_suspend 或 android_lock_suspend_auto_expire请求lock,这里只能申请partial wake lock, 如果要申请Full wake lock,则需要调用函数android_lock_partial_suspend_auto_expire(该函数没有EXPORT出来),这个命名有点奇怪,不要跟前面的android_lock_suspend_auto_expire搞混了.