Linux 電源管理的組成

電源管理（Power Management）在 Linux Kernel 中，是一個(gè)比較龐大的子系統(tǒng)，涉及到供電（PowerSupply）、充電（Charger）、時(shí)鐘（Clock）、頻率（Frequency）、電壓（Voltage）、睡眠/喚醒（Suspend/Resume）等方方面面。

注1：該圖片只是一個(gè)示意圖，并沒(méi)有劃分軟件層次，因此模塊之間的關(guān)系不一定是真正的關(guān)系。

注2：Framework是一個(gè)中間層的軟件，提供軟件開(kāi)發(fā)的框架。其目有三：一是屏蔽具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，固定對(duì)上的接口，這樣可以方便上層軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)；二是盡可能抽象公共邏輯，并在Framework 內(nèi)實(shí)現(xiàn)，以提高重用性、減少開(kāi)發(fā)量；三是向下層提供一系列的回調(diào)函數(shù)（callbackfunction），下層軟件可能面對(duì)差別較大的現(xiàn)實(shí)，但只要填充這些回調(diào)函數(shù)，即可完成所有邏輯，減小了開(kāi)發(fā)的難度。

注3：Runtime PM 是 Linux Kernel 親生的運(yùn)行時(shí)電源管理機(jī)制，Wakelock 是由 Android
提出的機(jī)制。這兩種機(jī)制的目的是一樣的，因此只需要支持一種即可。另外，由于 Wakelock 機(jī)制路子太野了，飽受 Linux 社區(qū)的鄙視。

在對(duì)圖片中的這些組件（也可以稱作 Framework ）進(jìn)行詳細(xì)描述之前，先在這里了解一下基本概念。

Power Supply，是一個(gè)供用戶空間程序監(jiān)控系統(tǒng)的供電狀態(tài)（電池供電、USB 供電、AC供電等等）的 class。通俗的講，它是一個(gè)Battery&Charger 驅(qū)動(dòng)的 Framework

Clock Framework，Clock 驅(qū)動(dòng)的 Framework，用于統(tǒng)一管理系統(tǒng)的時(shí)鐘資源

Regulator Framework，Voltage/Current Regulator 驅(qū)動(dòng)的 Framework。該驅(qū)動(dòng)用于調(diào)節(jié) CPU
等模塊的電壓和電流值

Dynamic Tick/Clock Event，在傳統(tǒng)的 Linux Kernel 中，系統(tǒng) Tick 是固定周期（如 10ms）的，因此每隔一個(gè)Tick，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè) Timer 中斷。這會(huì)喚醒處于 Idle 或者 Sleep 狀態(tài)的 CPU，而很多時(shí)候這種喚醒是沒(méi)有意義的。因此新的 Kernel就提出了 Dynamic Tick 的概念，Tick 不再是周期性的，而是根據(jù)系統(tǒng)中定時(shí)器的情況，不規(guī)律的產(chǎn)生，這樣可以減少很多無(wú)用的 Timer 中斷。

CPU Idle，用于控制 CPU Idle 狀態(tài)的 Framework

Generic PM，傳統(tǒng)意義上的 Power Management，如Power Off、Suspend to RAM、Suspend to
Disk、Hibernate 等

Runtime PM and Wakelock，運(yùn)行時(shí)的 Power Management，不再需要用戶程序的干涉，由 Kernel統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)時(shí)的關(guān)閉或打開(kāi)設(shè)備，以便在使用性能和省電性能之間找到最佳的平衡

CPU Freq/Device Freq，用于實(shí)現(xiàn) CPU 以及 Device 頻率調(diào)整的 Framework

OPP（Operating Performance Point），是指可以使 SOCs 或者 Devices 正常工作的電壓和頻率組合。內(nèi)核提供這一個(gè)Layer，是為了在眾多的電壓和頻率組合中，篩選出一些相對(duì)固定的組合，從而使事情變得更為簡(jiǎn)單一些

PM QOS，所謂的 PM QOS，是指系統(tǒng)在指定的運(yùn)行狀態(tài)下（不同電壓、頻率，不同模式之間切換，等等）的工作質(zhì)量，包括latency、timeout、throughput 三個(gè)參數(shù)，單位分別為 us、us 和 kb/s。通過(guò) QOS 參數(shù)，可以分析、改善系統(tǒng)的性能