一、开篇
1.Linux 描述的电源状态
- On（on） S0 - Working
- Standby （standby） S1 - CPU and RAM are powered but not executed
- Suspend to RAM（mem) S3 - RAM is powered and the running content is saved to RAM
- Suspend to Disk，Hibernation（disk） S4 - All content is saved to Disk and power down
S3 aka STR(suspend to ram),挂起到内存，简称待机。计算机将目前的运行状态等数据存放在内存，关闭硬 盘、外设等设备，进入等待状态。此时内存仍然需要电力维持其数据，但整机耗电很少。恢复时计算机从内存读出数据，回到挂起前的状态，恢复速度较快。对 DDR的耗电情况进行优化是S3性能的关键，大多数手持设备都是用S3待机。
S4 aka STD(suspend to disk),挂起到硬盘，简称休眠。把运行状态等数据存放在硬盘上某个文件或者某个特定的区域，关闭硬盘、外设等设备，进入关机状态。此时计算机完全关闭，不耗电。恢复时计算机从休眠文件/分区中读出数据，回到休眠前的状态，恢复速度较慢。电子书项目中，见过一款索尼的电子书，没有定义关机状态，只定义了S4,从而提高开机速度。
以上摘录自：http://cache.baiducontent.com/c?m=9f65cb4a8c8507ed4fece763104
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31610db2151d6db10349dcd1e&user=baidu&fm=sc&query=pm_autosleep_init&qid=&p1=1
在阅读下面的内容之前，强烈建议阅读下。
Android在Linux内核原有的睡眠唤醒机制上面新增了三个，如下：
• Wake Lock 唤醒锁机制；
• Early Suspend 预挂起机制；
• Late Resume 迟唤醒机制；
我们来看一张Android睡眠唤醒机制的框架图：
• Android特有的earlysuspend： request_suspend_state(state)
• Linux标准的suspend： enter_state(state)
二、相关代码涉及文件
• Frameworks
// 供给上层应用程序调用的接口
frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java
// 具体实现PowerManager类中的接口
frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java
// 被PowerManagerService类调用
frameworks/base/core/java/android/os/ Power.java
• JNI
// 实现Power类中的JNI接口
frameworks/base/core/jni/android_os_Power.cpp
• HAL
// 进行sysfs用户接口的操作
hardware/libhardware_legacy/power/power.c
• Kernel
kernel/kernel/power/main.c
kernel/kernel/power/earlysuspend.c
kernel/kernel/power/suspend.c
kernel/kernel/power/wakelock.c
kernel/kernel/power/userwakelock.c
在应用程序框架层中，PowerManager类是面向上层应用程序的接口类，提供了Wake Lock机制（同时也是睡眠唤醒子系统）的基本接口（唤醒锁的获取和释放）。上层应用程序通过调用这些接口，实现对系统电源状态的监控。
• PowerManager类通过IBinder这种Android中特有的通信模式，与PowerManagerService 类进行通信。
• PowerManagerService 是PowerManager 类中定义的接口的具体实现，并进一步调用Power 类来与下一层进行通信。PowerManagerService 类是WakeLock 机制在应用程序框架层的核心，他们对应用程调用PowerManager类接口时所传递的参数进行初步的分析和对应的设置，并管理一个唤醒锁队列，然后配合其他模块（例如WatchDog、BatteryService、ShutdownThread 等）的状态信息，做出决策，调用Power类的对应接口，最终通过JNI 接口，调用到硬件抽象层中的函数，对sysfs 的用户接口进行操作，从而触发内核态实现的功能。
三、Kernel用户空间接口分析
1. sysfs的属性文件
电源管理内核层给应用层提供的接口就是sysfs 文件系统，所有的相关接口都通过sysfs实现。Android上层frameworks也是基于sysfs做了包装，最终提供给Android java应用程序的是java类的形式。
Android系统会在sysfs里面创建以entry：
/sys/power/state
/sys/power/wake_lock
/sys/power/wake_unlock
echo mem > /sys/power/state或echo standby > /sys/power/state: 命令系统进入earlysuspend状态，那些注册了early suspend handler的驱动将依次进入各自的earlysuspend 状态。
echo on > /sys/power/state: 将退出early suspend状态
echo disk > /sys/power/state: 命令系统进入hibernation状态
echo lockname > /sys/power/wake_lock: 加锁“lockname”
echo lockname > /sys/power/wake_unlock: 解锁“lockname”
上述是分别加锁和解锁的命令，一旦系统中所有wakelock被解锁，系统就会进入suspend状态，可见Linux中原本使系统 suspend 的操作（echo mem > /sys/power/state 等）在Android被替换成使系统进入early suspend；而wake lock 机制成为用户命令系统进入suspend状态的唯一途径。
Kernel与HAL接口是通过/sys/power下面的一系统文件来实现的，如：/sys/power/state.在用户空间接口中，定义了一组sysfs的属性文件，其中一个定义是：
1 power_attr(state)
这个宏的代码如下：
1 #define power_attr(_name) \
2 static struct kobj_attribute _name##_attr = { \
3 .attr = { \
4 .name = __stringify(_name), \
5 .mode = 0644, \
6 }, \
7 .show = _name##_show, \
8 .store = _name##_store,
展开后的代码是：
1 #define power_attr(state) \
2 static struct kobj_attribute state_attr = { \
3 .attr = { \
4 .name = "state", \
5 .mode = 0644, \
6 }, \
7 .show = state_show, \
8 .store = state_store,
2. 创建sysfs文件
1 static int __init pm_init(void)
2 {
3 int error = pm_start_workqueue();
4 if (error)
5 return error;
6 hibernate_image_size_init();
7 hibernate_reserved_size_init();
8 power_kobj = kobject_create_and_add("power", NULL);
9 if (!power_kobj)
10 return -ENOMEM;
11 error = sysfs_create_group(power_kobj, &attr_group); //创建sys文件接口
12 if (error)
13 return error;
14 pm_print_times_init();
15 return pm_autosleep_init(); //创建auto_sleep工作队列，也把用户态向autosleep 写入当作wakeup_source
16 }
17
18 core_initcall(pm_init) //调用pm_init
pm_init函数执行后，会创建/sys/power目录，且目录下会建立一系列属性文件，其中一个是/sys/power/state文件。用户空间写该文件将会导致state_store被调用，读该文件将会导致state_show函数被调用。
2. 标准的Linux内核调用suspend流程
1 static ssize_t state_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
2 const char *buf, size_t n)
3 {
4 suspend_state_t state;
5 int error;
6
7 error = pm_autosleep_lock();
8 if (error)
9 return error;
10
11 if (pm_autosleep_state() > PM_SUSPEND_ON) { // autosleep是android内核为了跟主线内核兼容所引入的
12 error = -EBUSY;
13 goto out;
14 }
15
16 state = decode_state(buf, n);
17 if (state < PM_SUSPEND_MAX)
18 error = pm_suspend(state); // 进入suspend 的模式
19 else if (state == PM_SUSPEND_MAX)
20 error = hibernate(); // 进入冬眠模式
21 else
22 error = -EINVAL;
23
24 out:
25 pm_autosleep_unlock();
26 return error ? error : n;
当底层接受到上层传递到的值进行一些列的操作，有很多的state 状态：
1 #define PM_SUSPEND_ON ((__force suspend_state_t) 0) // S0
2 #define PM_SUSPEND_STANDBY ((__force suspend_state_t) 1) // S1
3 #define PM_SUSPEND_MEM ((__force suspend_state_t) 3) // S2
4 #define PM_SUSPEND_MAX ((__force suspend_state_t) 4) // S3
在state_store中，若定义了CONFIG_EARLYSUSPEND，则执行 request_suspend_state(state)以先进入earlysuspend，然后根据wake_lock的状态决定是否进入 suspend；否则直接执行enter_state(state)以进入suspend状态。我们来看下pm_suspend的原生代码：
1 int pm_suspend(suspend_state_t state)
2 {
3 int error;
4
5 if (state <= PM_SUSPEND_ON || state >= PM_SUSPEND_MAX) // state参数无效
6 return -EINVAL;
7
8 pm_suspend_marker("entry");
9 error = enter_state(state);
10 if (error) {
11 suspend_stats.fail++;
12 dpm_save_failed_errno(error);
13 } else {
14 suspend_stats.success++;
15 }
16 pm_suspend_marker("exit");
17 return error;
三、Android 休眠(suspend)
1. 相关文件
• kernel/kernel/power/main.c
• kernel/kernel/power/earlysuspend.c
• kernel/kernel/power/wakelock.c
2. 特性介绍
1) Early Suspend
Early suspend 是android 引进的一种机制，这种机制在上游备受争议，这里不做评论。 这个机制作用是在关闭显示的时候，一些和显示有关的设备，比如LCD背光、重力感应器、 触摸屏都会关掉，但是系统可能还是在运行状态(这时候还有wake lock)进行任务的处理，例如在扫描 SD卡上的文件等。 在嵌入式设备中，背光是一个很大的电源消耗，所以android会加入这样一种机制。
2) Late Resume
Late Resume 是和suspend 配套的一种机制，是在内核唤醒完毕开始执行的。主要就是唤醒在Early Suspend时休眠的设备。
3) Wake Lock
wake_lock 在Android的电源管理系统中扮演一个核心的角色。wake_lock是一种锁的机制，只要有人拿着这个锁，系统就无法进入休眠，可以被用户态程序和 内核获得。这个锁可以是有超时的或者是没有超时的，超时的锁会在超时以后自动解锁。如果没有锁了或者超时了，内核就会启动休眠的那套机制来进入休眠。
3. Android Suspend
main.c文件是整个框架的入口。用户可以通过读写sys文件/sys/power/state实现控制系统进入低功耗状态。用户对于/sys /power/state的读写会调用到main.c中的state_store()，用户可以写入const char * const pm_states[] 中定义的字符串， 比如“on”，“mem”，“standby”，“disk”。
1 const char *const pm_states[PM_SUSPEND_MAX] = {
2 [PM_SUSPEND_FREEZE] = "freeze",
3 [PM_SUSPEND_STANDBY] = "standby",
4 [PM_SUSPEND_MEM] = "mem",
5 }state_store()首先判断用户写入的是否是“disk”字符串，如果是则调用hibernate()函数命令系统进入hibernation状 态。如果是其他字符串则调用request_suspend_state()（如果定义 CONFIG_EARLYSUSPEND）或者调用enter_state()（如果未定义CONFIG_EARLYSUSPEND）。 request_suspend_state()函数是android相对标准linux改动的地方，它实现在earlysuspend.c中。在标准 linux内核中，用户通过 sysfs 写入“mem”和“standby”时，会直接调用enter_state()进入suspend模式，但在android中则会调用request_suspend_state()函数进入early suspend状态。request_suspend_state()函数代码如下：
TAG：
1 const char * const OLD_PATHS[] = {
2 "/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock",
3 "/sys/android_power/release_wake_lock",
4 };
5
6 const char * const NEW_PATHS[] = {
7 "/sys/power/wake_lock",
8 "/sys/power/wake_unlock",
9 };1 static inline void
2 initialize_fds(void)
3 {
4 // XXX: should be this:
5 //pthread_once(&g_initialized, open_file_descriptors);
6 // XXX: not this:
7 if (g_initialized == 0) {
8 if(open_file_descriptors(NEW_PATHS) < 0)
9 open_file_descriptors(OLD_PATHS);
10 g_initialized = 1;
11 }
未完待续......
本文很多内容参考且摘录自：
http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8136691
http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8137952
http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8137566
http://blog.csdn.net/sunweizhong1024/article/details/17102047