原文：

Linux電源管理(2)_Generic PM之基本概念和軟件架構

1. 前言

Linux系統中那些常規的電源管理手段，包括關機（Power off）、待機（Standby or Hibernate）、重啟（Reboot）等。這些手段是在嵌入式Linux普及之前的PC或者服務器時代使用的。在那個計算機科學的蠻荒時代，人類在摩爾定律的刺激下，孜孜追求的是計算機的計算能力、處理性能，因此并不特別關心Power消耗。

在這種背景下發展出來的Linux電源管理機制，都是粗放的、靜態的、被動的，具體請參考下面的介紹。

2. 常規的電源管理在Linux操作系統中的表現形式

Linux操作系統中，常規的電源管理的有關操作如下面圖片：

第1部分是系統關機、重啟等操作的界面，共包含Hibernate、Restart、Shutdown三個操作選項；

第2、3部分是“電源管理屬性”設置，所謂的電源管理屬性，可以配置系統在不同供電模式下（如AC Power、Battery等，由于蝸蝸的機器是PC機，因此就沒有電池供電的選項），處于Inactive狀態多久后，系統關閉Display，或者進入Sleep狀態。

本文將會圍繞上面提到的各個名詞，講述它們的意義、在內核中的實現方式。開始之前，先解釋一下這些詞匯的意義。

Shutdown，很好理解，就是關機的意思。同時意味著不再使用計算機。

Restart，也很好理解，就是重啟系統的意思。重啟的過程，不再使用計算機。

Hibernate，可翻譯為冬眠。

2.1 Hibernate

聽到“冬眠”這個詞，您是否眼前一亮？動物冬眠就是大自然所設計的電源管理方式的一種。在動物界，冬眠是指動物們（通常針對溫血動物）通過降低體溫的方式而進入的類似昏睡的生理狀態，在這種狀態下，需要消耗的能量較少，從而可以達到省電（能量）的目的。

而在計算機界，設計師們也借用了“冬眠”的概念，在不需要使用計算機時，將它當前的所有現場（執行的程序、顯示器顯示的圖像、正在播放的聲音等）保存到一些斷電不會丟失的存儲器中（如硬盤中），然后將計算機關閉。重新開啟后，系統會從存儲器中將關閉前的現場讀取出來并恢復，此時從使用者的角度看，計算機就像沒有關閉過一樣。如果把計算機界的“冬眠”搬到動物界，會是這樣的場景：一只恐龍，邁著八字步，吃著香蕉，晃晃悠悠的走在樹林中。然后，無聊的孫猴子來了，喊了一聲“定！”，恐龍就定在那里了。再然后，一萬年過去了，無聊的孫猴子又來了，喊了一聲“動！”，恐龍繼續邁著八字步，吃著香蕉，就像什么事情都沒有發生一樣。

2.2 Sleep

Sleep，睡眠。這個詞也是從生物界學來的。想象一下“睡眠”和“冬眠”的區別？“睡眠”睡的輕，隨時都可以醒來。在計算機中，Hibernate需要把現場保存到斷電不丟失的存儲器中，并在醒來的時候讀回來，這些可能需要較長的時間（因為斷電不丟失存儲器的訪問速度都比較慢）。如果想快點，就把現場保存在內存中就可以了，這就是Sleep。不過這是要付出代價的，內存要保持供電，這就要消耗能量，魚與熊掌不可兼得啊！

2.3 Auto Sleep

Auto Sleep，可以設置系統“處于Inactive狀態多久后，自動進入Sleep狀態”。比如我正在寫這篇文章，然后被老婆喊去跪搓衣板了，一跪兩個小時。這兩個小時內，計算機不再被使用，如果不進入Sleep狀態，將會消耗很多能量。為了避免這無謂的消耗，可以讓系統在符合條件時（如20分鐘不使用），自動睡下去。

Auto put display to Sleep，原理類似，只是操作的對象是Display（顯示器等）。

3.常規的電源管理的軟件架構

根據上面的描述可知，常規的電源管理主要處理關機、重啟、冬眠（Hibernate）、睡眠（Sleep，在Kernel中也稱作Suspend）。在內核中，大致可以分為三個軟件層次：

API Layer，用于向用戶空間提供接口，其中關機和重啟的接口形式是系統調用（在新的內核中，關機接口還有一種新方式，具體講到的時候再說），Hibernate和Suspend的接口形式是sysfs。

PM Core，位于kernel/power/目錄下，主要處理和硬件相關的核心邏輯。

PM Driver，分為兩個部分，一是體系結構相關的Driver，提供Driver框架（Framework）。另一部分是具體的體系結構相關的Driver，這也是電源管理驅動開發需要涉及到的內容（圖中紅色邊框的模塊）。

另外，電源管理是一個系統級的模塊，因而會涉及到設備模型、進程管理等等方方面面的內容，我們可以在后續具體的分析過程中，細細品味。