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SylixOS電源管理概述以及接口介紹 時間：2018-09-28      來源：未知

1. 概述

電源管理是操作系統(tǒng)中重要的一部分。要實現(xiàn)電源管理功能，首先需要設(shè)備本身支持電源管理操作，其次是操作系統(tǒng)支持電源管理操作。

SylixOS支持電源管理功能，電源管理分為兩大部分：CPU功耗管理和外設(shè)功耗管理。

1.1 CPU功耗管理

SylixOS中，CPU功耗管理分為三個能級：

1.正常運行(Running)：CPU正常執(zhí)行指令。

2.省電模式(PowerSaving)：所有具有電源管理功能的設(shè)備進入 PowerSaving 模式，同時CPU主頻降低，多核CPU僅保留一個CPU運行。

3.休眠模式(Sleep)：系統(tǒng)休眠所有具有電源管理功能的設(shè)備進入 Suspend 模式，系統(tǒng)需要通過指定事件喚醒休眠模式系統(tǒng)，會從復(fù)位向量處恢復(fù)，需要 bootloader/BIOS 程序配合。

需要的注意的是，在SMP多核中，可以動態(tài)調(diào)整CPU運行的核心數(shù)。

1.2 外設(shè)功耗管理

SylixOS中，外設(shè)功耗管理分為四個狀態(tài)：

1.正常運行狀態(tài)：設(shè)備被打開，驅(qū)動程序請求電源管理適配器連通設(shè)備電源與時鐘，開始工作。

2.設(shè)備關(guān)閉狀態(tài)：設(shè)備被關(guān)閉，驅(qū)動程序請求電源管理適配器斷開設(shè)備電源與時鐘，停止工作。

3.省電模式狀態(tài)：系統(tǒng)進入省電模式，請求高能耗設(shè)備進入省電模式。

4.設(shè)備空閑狀態(tài)：設(shè)備功耗管理單元具有看門狗功能，一旦空閑時間超過設(shè)置,系統(tǒng)會將設(shè)備變?yōu)榭臻e狀態(tài)。

1.3 系統(tǒng)框架

SylixOS下電源管理結(jié)構(gòu)

每個電源管理適配器(PM Adapter)可以管理多個設(shè)備（由相應(yīng)的通道號區(qū)分），電源管理適配器管理的通道號總數(shù)決定這個適配器可以管理多少個設(shè)備。應(yīng)用層可以對支持電源管理的設(shè)備進行進入休眠模式、進入省電模式、恢復(fù)正常模式等電源管理操作。

2. 系統(tǒng)接口及實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)接口概述

SylixOS中，電源管理部分提供了下面6個函數(shù)接口供應(yīng)用層使用，如表2-1所示。

2-1 電源管理系統(tǒng)接口

系統(tǒng)接口 功能

API_PowerMSuspend 系統(tǒng)休眠

API_PowerMResume 系統(tǒng)喚醒

API_PowerMCpuSet 設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)

API_PowerMCpuGet 獲取CPU節(jié)電參數(shù)

API_PowerMSavingEnter 系統(tǒng)進入省電模式

API_PowerMSavingExit 系統(tǒng)退出省電模式

2.1.1 系統(tǒng)休眠

控制所有支持休眠功能的外設(shè)進入休眠狀態(tài)，同時內(nèi)核進入休眠狀態(tài)。

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1. VOID Lw_PowerM_Suspend(VOID);

2.1.2 系統(tǒng)喚醒

控制所有支持休眠功能的外設(shè)從休眠狀態(tài)恢復(fù)正常狀態(tài)，同時內(nèi)核恢復(fù)正常狀態(tài)。

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1. VOID Lw_PowerM_Resume(VOID);

2.1.3 設(shè)置CPU節(jié)能參數(shù)

設(shè)置多核系統(tǒng)中運行的CPU核數(shù)目以及CPU能耗級別，系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)關(guān)閉或打開CPU核，同時設(shè)置CPU能耗級別，設(shè)置CPU以不同的主頻運行，進入節(jié)能模式時降低主頻，反之則升高主頻。本函數(shù)還會將CPU參數(shù)的改變通知到所有支持電源管理的外設(shè)。

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1. VOID Lw_PowerM_CpuSet(ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel);

其中參數(shù)：參數(shù) ulNCpus是運行態(tài)的CPU核個數(shù)；

參數(shù) uiPowerLevel是CPU能耗級別。

2.1.4 獲取CPU節(jié)能參數(shù)

該函數(shù)獲得當(dāng)前運行的CPU個數(shù)和CPU能耗級別。

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1. VOID Lw_PowerM_CpuGet(ULONG *pulNCpus, UINT *puiPowerLevel);

其中參數(shù)：參數(shù) pulNCpus返回運行態(tài)的CPU核個數(shù)；

參數(shù) puiPowerLevel返回CPU能耗級別。

2.1.5 系統(tǒng)進入省電模式

使系統(tǒng)進入省電模式。控制所有支持電源管理的設(shè)備進入省電模式，同時設(shè)置運行的CPU核數(shù)目以及能耗級別。

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1. VOID Lw_PowerM_SavingEnter(ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel);

其中參數(shù)：參數(shù) ulNCpus是運行態(tài)的CPU核個數(shù)；

參數(shù) uiPowerLevel是CPU能耗級別。

2.1.6 系統(tǒng)退出省電模式

控制系統(tǒng)退出省電模式，控制所有支持電源管理的設(shè)備退出省電模式，同時設(shè)置運行的CPU核數(shù)目以及能耗級別。

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1. VOID Lw_PowerM_SavingExit(ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel);

其中參數(shù)：參數(shù) ulNCpus是運行態(tài)的CPU核個數(shù)；

參數(shù) uiPowerLevel是CPU能耗級別。

2.2 系統(tǒng)接口實現(xiàn)

2.2.1 系統(tǒng)休眠和喚醒

統(tǒng)在進行休眠或者喚醒操作時，首先遍歷電源設(shè)備管理鏈表，對鏈表中支持電源管理的設(shè)備進行休眠或者喚醒操作，然后對系統(tǒng)內(nèi)核進行休眠或喚醒操作。系統(tǒng)接口實現(xiàn)流程

1. 系統(tǒng)休眠

對系統(tǒng)進行休眠操作，需調(diào)用API_PowerMSuspend系統(tǒng)接口，實現(xiàn)外設(shè)和系統(tǒng)內(nèi)核進入休眠狀態(tài)。函數(shù)原型如程序清單 2 - 1所示。

程序清單2 - 1 系統(tǒng)休眠

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1. VOID API_PowerMSuspend (VOID)

2. {

3. PLW_LIST_LINE plineTemp;

4. PLW_PM_DEV pmdev;

5.

6. __POWERM_LOCK();

7. /*

8. * 遍歷電源管理鏈表，對鏈表中設(shè)備進行休眠處理

9. */

10. for (plineTemp = _G_plinePMDev;

11. plineTemp != LW_NULL;

12. plineTemp = _list_line_get_next(plineTemp)) {

13. pmdev = _LIST_ENTRY(plineTemp, LW_PM_DEV, PMD_lineManage);

14. if (pmdev->PMD_pmdfunc &&

15. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncSuspend) {

16. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncSuspend(pmdev);

17. }

18. }

19.

20. __POWERM_UNLOCK();

21.

22. API_KernelSuspend(); /* 內(nèi)核休眠處理 */

23. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.

遍歷電源設(shè)備管理鏈表中支持電源管理的設(shè)備；

2.

3.

調(diào)用PMDF_pfuncSuspend函數(shù)，對加入電源管理鏈表中的外設(shè)依次進行休眠處理；

4.

5.

調(diào)用API_KernelSuspend函數(shù)，使內(nèi)核進入休眠狀態(tài)。

6.

2. 系統(tǒng)喚醒

系統(tǒng)從休眠狀態(tài)喚醒，需調(diào)用API_PowerMResume系統(tǒng)接口，實現(xiàn)外設(shè)和內(nèi)核從休眠狀態(tài)喚醒，函數(shù)原型如程序清單2- 2所示。

程序清單2 - 2 系統(tǒng)喚醒

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1. VOID API_PowerMResume (VOID)

2. {

3. PLW_LIST_LINE plineTemp;

4. PLW_PM_DEV pmdev;

5.

6. __POWERM_LOCK();

7.

8. /*

9. * 遍歷電源管理鏈表，對鏈表中設(shè)備進行喚醒處理

10. */

11. for (plineTemp = _G_plinePMDev;

12. plineTemp != LW_NULL;

13. plineTemp = _list_line_get_next(plineTemp)) {

14.

15. pmdev = _LIST_ENTRY(plineTemp, LW_PM_DEV, PMD_lineManage);

16. if (pmdev->PMD_pmdfunc &&

17. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncResume) {

18. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncResume(pmdev);

19. }

20. }

21. __POWERM_UNLOCK();

22.

23. API_KernelResume(); /* 內(nèi)核喚醒處理 */

24. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.遍歷電源設(shè)備管理鏈表中支持電源管理的設(shè)備；

2.調(diào)用PMDF_pfuncResume函數(shù)，對加入電源管理鏈表中的外設(shè)進行喚醒處理；

3.調(diào)用API_KernelResume函數(shù)，使內(nèi)核從休眠中喚醒。

2.2.2 CPU節(jié)電參數(shù)設(shè)置和獲取

CPU節(jié)電參數(shù)的設(shè)置，根據(jù)傳入?yún)?shù)對CPU核進行關(guān)閉和打開，然后設(shè)置CPU能耗等級。獲取CPU節(jié)電參數(shù)，首先獲取當(dāng)前系統(tǒng)運行CPU核個數(shù)，然后獲取CPU能耗等級。系統(tǒng)接口實現(xiàn)流程

1. 設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)

設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)，需調(diào)用API_PowerMCpuSet系統(tǒng)接口，函數(shù)原型如程序清單2-3所示。

程序清單2 - 3 設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)

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1. VOID API_PowerMCpuSet (ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel)

2. {

3. PLW_LIST_LINE plineTemp;

4. PLW_PM_DEV pmdev;

5. UINT uiOldPowerLevel;

6.

7. #if LW_CFG_SMP_EN > 0

8. ULONG i;

9. ULONG ulActCnt = 0;

10. #endif /* LW_CFG_SMP_EN > 0 */

11. if (ulNCpus == 0) {

12. _ErrorHandle(EINVAL);

13. return;

14. }

15. if (ulNCpus > LW_NCPUS) {

16. ulNCpus = LW_NCPUS;

17. }

18.

19. #if LW_CFG_SMP_EN > 0

20. for (i = 0; i < LW_NCPUS; i++) { /* 獲取當(dāng)前系統(tǒng)運行CPU數(shù) */

21. if (API_CpuIsUp(i)) {

22. ulActCnt++;

23. }

24. }

25.

26. if (ulActCnt > ulNCpus) { /* 需要關(guān)閉一些 CPU */

27. #if LW_CFG_SMP_CPU_DOWN_EN > 0

28. ULONG ulDownCnt = ulActCnt - ulNCpus;

29. for (i = 1; i < LW_NCPUS; i++) {

30. if (API_CpuIsUp(i)) {

31. API_CpuDown(i);

32. ulDownCnt--;

33. }

34. if (ulDownCnt == 0) {

35. break;

36. }

37. }

38. #endif /* LW_CFG_SMP_CPU_DOWN_EN > 0 */

39.

40. } else if (ulActCnt < ulNCpus) { /* 需要打開一些 CPU */

41. ULONG ulUpCnt = ulNCpus - ulActCnt;

42. for (i = 1; i < LW_NCPUS; i++) {

43. if (!API_CpuIsUp(i)) {

44. API_CpuUp(i);

45. ulUpCnt--;

46. }

47.

48. if (ulUpCnt == 0) {

49. break;

50. }

51. }

52. }

53. #endif /* LW_CFG_SMP_EN > 0 */

54.

55. API_CpuPowerGet(&uiOldPowerLevel); /* 獲得CPU運行能級 */

56. if (uiOldPowerLevel != uiPowerLevel) {

57. API_CpuPowerSet(uiPowerLevel); /* 設(shè)置CPU運行能級 */

58. __POWERM_LOCK();

59. /*

60. * 遍歷電源管理鏈表，將節(jié)電參數(shù)通知支持電源管理的外設(shè)

61. */

62. for (plineTemp = _G_plinePMDev;

63. plineTemp != LW_NULL;

64. plineTemp = _list_line_get_next(plineTemp)) {

65. pmdev = _LIST_ENTRY(plineTemp, LW_PM_DEV, PMD_lineManage);

66. if (pmdev->PMD_pmdfunc &&

67. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncCpuPower) {

68. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncCpuPower(pmdev);

69. }

70. }

71.

72. __POWERM_UNLOCK();

73. }

74. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.

獲取當(dāng)前系統(tǒng)運行的CPU核數(shù)；

2.

3.

若傳入?yún)?shù)小于當(dāng)前系統(tǒng)運行CPU核數(shù)，則關(guān)閉一些CPU核；

4.

5.

若傳入?yún)?shù)大于當(dāng)前系統(tǒng)運行CPU核數(shù)，則打開一些CPU核；

6.

獲取當(dāng)前CPU能耗等級，根據(jù)傳入?yún)?shù)設(shè)置CPU能耗等級；

7.

8.

遍歷電源管理設(shè)備鏈表，將CPU節(jié)電參數(shù)通知所有支持電源管理的外設(shè)。

9.

2. 獲取CPU節(jié)電參數(shù)

獲取CPU節(jié)電參數(shù)，需調(diào)用API_PowerMCpuGet系統(tǒng)接口，函數(shù)原型如程序清單2-4所示。

程序清單2-4 獲取CPU節(jié)電參數(shù)

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1. VOID API_PowerMCpuGet (ULONG *pulNCpus, UINT *puiPowerLevel)

2. {

3. #if LW_CFG_SMP_EN > 0

4. ULONG i;

5. ULONG ulActCnt = 0;

6. /*

7. * 獲取CPU運行核數(shù)

8. */

9. if (pulNCpus) {

10. for (i = 0; i < LW_NCPUS; i++) {

11. if (API_CpuIsUp(i)) {

12. ulActCnt++;

13. }

14. }

15. *pulNCpus = ulActCnt;

16. }

17. #else

18. if (pulNCpus) {

19. *pulNCpus = 1ul;

20. }

21. #endif /* LW_CFG_SMP_EN > 0 */

22. if (puiPowerLevel) {

23. API_CpuPowerGet(puiPowerLevel); /* 獲取CPU運行能級 */

24. }

25. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.

獲取當(dāng)前系統(tǒng)CPU核數(shù)；

2.

3.

獲取當(dāng)前系統(tǒng)CPU運行能級。

4.

2.2.3 系統(tǒng)省電模式進入和退出

系統(tǒng)進入或退出省電模式，首先通知所有支持電源管理的外設(shè)進入或者退出省電模式，然后根據(jù)傳入?yún)?shù)設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)。系統(tǒng)接口實現(xiàn)流程

1. 進入省電模式

系統(tǒng)進入省電模式，需調(diào)用API_PowerMSavingEnter系統(tǒng)接口，函數(shù)原型如程序清單2 - 5所示。

程序清單2 - 5 進入省電模式

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1. VOID API_PowerMSavingEnter (ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel)

2. {

3. PLW_LIST_LINE plineTemp;

4. PLW_PM_DEV pmdev;

5.

6. if (ulNCpus == 0) {

7. _ErrorHandle(EINVAL);

8. return;

9. }

10. __POWERM_LOCK();

11. /*

12. * 遍歷電源管理鏈表，使外設(shè)進入省電模式

13. */

14. for (plineTemp = _G_plinePMDev;

15. plineTemp != LW_NULL;

16. plineTemp = _list_line_get_next(plineTemp)) {

17. pmdev = _LIST_ENTRY(plineTemp, LW_PM_DEV, PMD_lineManage);

18. if (pmdev->PMD_pmdfunc &&

19. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncPowerSavingEnter) {

20. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncPowerSavingEnter(pmdev);

21. }

22. }

23.

24. _G_bPowerSavingMode = LW_TRUE;

25. __POWERM_UNLOCK();

26.

27. API_PowerMCpuSet(ulNCpus, uiPowerLevel); /* CPU節(jié)電參數(shù)設(shè)置 */

28. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.

遍歷電源管理鏈表，把電源管理鏈表中所有支持電源管理的設(shè)備設(shè)置為省電模式；

2.

3.

設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)，根據(jù)傳入?yún)?shù)，對CPU節(jié)電參數(shù)進行設(shè)置，調(diào)用2.2.2節(jié)中API_PowerMCpuSet接口函數(shù)。

4.

2. 退出省電模式

系統(tǒng)退出省電模式，需調(diào)用API_PowerMSavingExit系統(tǒng)接口，函數(shù)原型如程序清單2 - 6所示。

程序清單2 - 6 退出省電模式

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1. VOID API_PowerMSavingExit (ULONG ulNCpus, UINT uiPowerLevel)

2. {

3. PLW_LIST_LINE plineTemp;

4. PLW_PM_DEV pmdev;

5.

6. if (ulNCpus == 0) {

7. _ErrorHandle(EINVAL);

8. return;

9. }

10. __POWERM_LOCK();

11. /*

12. * 遍歷電源管理鏈表，使外設(shè)外設(shè)省電模式

13. */

14. for (plineTemp = _G_plinePMDev;

15. plineTemp != LW_NULL;

16. plineTemp = _list_line_get_next(plineTemp)) {

17. pmdev = _LIST_ENTRY(plineTemp, LW_PM_DEV, PMD_lineManage);

18. if (pmdev->PMD_pmdfunc &&

19. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncPowerSavingExit) {

20. pmdev->PMD_pmdfunc->PMDF_pfuncPowerSavingExit(pmdev);

21. }

22. }

23. _G_bPowerSavingMode = LW_FALSE;

24. __POWERM_UNLOCK();

25.

26. API_PowerMCpuSet(ulNCpus, uiPowerLevel); /* CPU節(jié)電參數(shù)設(shè)置 */

27. }

該函數(shù)實現(xiàn)以下功能：

1.

遍歷電源管理鏈表，把電源管理鏈表中所有支持電源管理的設(shè)備退出省電模式；

2.

3.

設(shè)置CPU節(jié)電參數(shù)，根據(jù)傳入?yún)?shù)，對CPU節(jié)電參數(shù)進行設(shè)置，調(diào)用2.2.2節(jié)中API_PowerMCpuSet接口函數(shù)。

4.

3. 小結(jié)

本文檔介紹了SylixOS向應(yīng)用層提供的電源管理系統(tǒng)接口，以及接口的實現(xiàn)流程。應(yīng)用層可以調(diào)用這些系統(tǒng)接口，實現(xiàn)系統(tǒng)的電源管理工作。

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