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Linux電源管理詳解 Linux電源管理詳解 1.概述
雖然Linux可以在任何一臺(tái)386以上的PC上運(yùn)行，目前大多數(shù)人使用的都是新型的，帶有各種外設(shè)的桌面PC或者筆記本電腦，這樣，電源管理功能 (PM)就逐漸變得越來越重要。在筆記本電腦上電源管理可以節(jié)能，延長電池壽命，而在桌面PC上它可以降低幅射，降溫，延長外設(shè)使用壽命?，F(xiàn)在的操作系統(tǒng) 大都內(nèi)置了電源管理支持，例如 Windows 和 Linux。 2.PC機(jī)實(shí)現(xiàn)電源管理的方法 要實(shí)現(xiàn)電源管理，最重要的有兩點(diǎn)：第一是需要設(shè)備本身支持節(jié)電功能，比如硬盤，可以通過指令暫時(shí)關(guān)閉；第二是需要操作系統(tǒng)支持電源管理，這樣就可以在空閑一段時(shí)間之后調(diào)用驅(qū)動(dòng)的電源管理功能關(guān)閉設(shè)備。 兩種電源管理標(biāo)準(zhǔn)：APM和ACPI 傳統(tǒng)的APM(Advanced Power Management)是一種基于bios的電源管理標(biāo)準(zhǔn)，目前的最新版本是1.2，它提供了CPU和設(shè)備電源管理的功能，但是由于這種電源管理方式主要 是由bios實(shí)現(xiàn)，所以有些缺陷，比如對(duì)bios的過度依賴，新老bios之間的不兼容性，以及無法判斷電源管理命令是由用戶發(fā)起的還是由bios發(fā)起 的，對(duì)某些新硬件如USB和1394的不支持性。 為了彌補(bǔ)APM的缺陷，新的電源管理ACPI應(yīng)運(yùn)而生，這就是ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)，它主要是將電源管理的主要執(zhí)行者由bios轉(zhuǎn)換成為操作系統(tǒng)，這樣可以提供更大的靈活性以及可擴(kuò)展性。 目前的PC機(jī)主板一般同時(shí)支持APM和ACPI兩種標(biāo)準(zhǔn)。 3.Linux對(duì)電源管理的支持 內(nèi)核模塊
針對(duì)APM和ACPI兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)，Linux內(nèi)核提供了兩個(gè)不同的模塊來實(shí)現(xiàn)電源管理功能，這就是apm和acpi。需要注意，apm和acpi是互 相沖突的兩個(gè)模塊，用戶在同一時(shí)間內(nèi)只能加載其中之一，如果當(dāng)他們?cè)诩虞d的時(shí)候發(fā)現(xiàn)二者之一已經(jīng)加載，就會(huì)自動(dòng)退出。
在官方發(fā)布的內(nèi)核中APM是較為成熟的電源管理方式，可以完成在Windows下ACPI所能完成的大部分功能。由于官方內(nèi)核中ACPI的功能比較有限， 目前還處于開發(fā)版狀態(tài)。所以當(dāng)前的大多數(shù)distribution，如紅帽子默認(rèn)就使用了apm作為電源管理方式。但是值得注意的是Linux中的 ACPI實(shí)際上是由一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目小組模塊進(jìn)行維護(hù)的，當(dāng)前內(nèi)核ACPI的版本實(shí)際上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于最新的版本。由于Linux穩(wěn)定版中對(duì)任何新特性的加 入都非常謹(jǐn)慎小心，所以我們也許只能等到2.6.x版本的Linux誕生后才能看到ACPI的穩(wěn)定全功能版了。不過我們也可以自己對(duì)內(nèi)核打最新的ACPI 補(bǔ)丁來獲得這些功能。 這里是ACPI的主頁:
下面對(duì)電源管理的介紹以APM為主。 用戶態(tài)Daemon
為了讓Linux內(nèi)核中的電源管理功能夠更好的被利用，我們還需要用戶態(tài)daemon程序的配合。針對(duì)APM和ACPI，分別有apmd和acpid兩個(gè) 不同軟件。他們實(shí)現(xiàn)的功能比較類似，都是允許用戶預(yù)先定義某些策略，然后跟蹤電源狀態(tài)，執(zhí)行特定的操作。在apmd軟件包中還有一個(gè)工具apm，用戶可以 用它使機(jī)器主動(dòng)進(jìn)入standby和suspend狀態(tài)，還可以查詢bios的apm版本號(hào)。在使用acpi時(shí)直接對(duì)proc文件系統(tǒng)進(jìn)行操作即可完成同 樣的功能。 4.Linux下驅(qū)動(dòng)的電源管理機(jī)制 在Linux下不必為驅(qū)動(dòng)分別編寫與APM和ACPI相對(duì)應(yīng)的代碼，Linux與Windows類似，為驅(qū)動(dòng)提供了統(tǒng)一的電源管理接口。驅(qū)動(dòng)只要實(shí)現(xiàn)了這些接口，就可以實(shí)現(xiàn)電源管理的功能。操作系統(tǒng)在它認(rèn)為合適的時(shí)候就會(huì)通知驅(qū)動(dòng)完成這些操作。 實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源管理接口主要需要實(shí)現(xiàn)以下5點(diǎn)： 1.使用pm_register對(duì)設(shè)備的每個(gè)實(shí)例(instance)進(jìn)行注冊(cè)； 2.在對(duì)硬件進(jìn)行操作之前調(diào)用pm_access(這樣會(huì)保證設(shè)備已被喚醒并且處于ready狀態(tài))； 3.用戶自己的pm_callback函數(shù)在系統(tǒng)進(jìn)入suspend狀態(tài)(ACPI D1-D3)，或者從suspend狀態(tài)恢復(fù)(ACPI D0)的時(shí)候會(huì)被調(diào)用； 4.當(dāng)設(shè)備不在被使用的時(shí)候調(diào)用pm_dev_idle函數(shù)，這個(gè)操作是可選的，可以增強(qiáng)設(shè)備idle狀態(tài)的監(jiān)測(cè)能力； 5.當(dāng)被unload的時(shí)候，使用pm_unregister來取消設(shè)備的注冊(cè)。 5.對(duì)APM進(jìn)行編程 下面介紹在實(shí)模式中和在Linux下使用APM功能的編程方法： 由于APM是由bios提供的，我們可以直接在實(shí)模式(如DOS下)調(diào)用int 15軟中斷來進(jìn)行電源管理操作。 在實(shí)模式下APM的standby、suspend和poweroff功能分別可以通過下面的匯編語言實(shí)現(xiàn)： standby： mov ax, 5307H mov bx, 1 mov cx, 1 int 15H suspend: 改成 mov cx,2 poweroff: 改成 mov cx,3 需要注意的一件事是在Linux內(nèi)核中沒有使用和實(shí)模式的一樣的方法來調(diào)用int 15H中斷，而是直接調(diào)用了bios的保護(hù)模式接口。所以我們?nèi)绻薷牧薭ios中的apm相關(guān)代碼并且沒有處理好保護(hù)模式接口的問題，可以出現(xiàn)這樣的情 況：在實(shí)模式DOS下使用apm功能一切正常，但是在Linux下調(diào)用apm功能發(fā)生內(nèi)核一般保護(hù)性錯(cuò)誤。 在Linux下我們可以通過對(duì)apm_bios設(shè)備的操作來完成同樣的功能。 下面的代碼可以實(shí)現(xiàn)APM的suspend功能，等價(jià)于apm -s #include #include #include #include #include #include #include "apm.h" int main() { int fd, res; fd = open("/dev/apm_bios", O_RDWR); if (fd
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