本文重点介绍Linux下面电源管理的一些基本的以及经常用到的容易混淆的一些概念，作为一个参考，便于进行相关领域学习的理解。

一、一些概念的澄清

简介

sleep 相关的术语在不同的人有不同的观点。

开发 gnome-power-manager (一个在 hal 中的电源管理)的时候许多人会混淆一些概念。

希望这篇文档能够让一些不正式的软件遵守最常用的命名方式。

Standby

Standby 是这样的一种动作： Cpu 以一种低电耗的状态运行着，但是并没有数据被保存在 RAM 或者硬盘上。 standby 和 resume 一般会耗费很少的一点时间，如果你在便携式电脑上面工作的时候移走了电池，那么，你的工作将会丢失。

推荐的术语：

  • 正向动作： STANDBY
  • 反向动作： CONTINUE (或者在用户手册或翻译的时候使用 RESUME )

Suspend

Suspend 是这样的一种动作：电脑会冻结一切的活动，把工作数据拷贝到 RAM 上面。然后关闭掉屏幕，以非常低电耗的状态模式运行。 suspend 一般会花费几秒钟， resume 也会花费几秒钟。

推荐的术语：

  • 正向动作： SUSPEND
  • 反向动作： RESUME

Suspend 非常适合描述计算机进入一个临时睡眠但是没有完全断电的状态。用户应该能理解, suspending 工作和 hibernating 是不一样的。你在 hibernated 的时候可以启动到其他的操作系统，或者更换电池。

Resume 非常适合描述用户 un-suspends 电脑，然后重新开始所有的工作。这之前也在 pm-tools , HAL ,和 kernel 以及 Microsoft Windows 里面使用。

不好的术语：

  • Sleep
  • Standby
  • Suspend-to-RAM

Sleep 没有涉及到时间相关的内容，所以它并不是好的描述方式，并且 sleep 在过去许多年来都用来表示 standby 和 suspend 以及 hibernate 。

Standby 并没有指明究竟发生了什么，“ standby 什么呢？”，并且在内核中使用了，在 ACPI 电源保存状态的时候，很少会使用到。

Suspend-to-RAM 也是个不好的描述，它让用户感觉需要知道抽象的硬件知识。 s-t-r 可能对于程序员来说是不错的，但是对于新用户来说并不直观。

Hibernate

Hibernate 是这样的一种动作：计算机冻结所有的活动，把数据转存到硬盘上面，关闭掉显示器，并且关闭电源。可能 Hibernate 会消耗超过一分钟的时间把数据从 ram 上面转存到硬盘上.并且可能在 thaw 的时候会消耗将近40秒。

推荐的术语：

  • 正向动作： HIBERNATE
  • 反向动作： THAW (或者在用户手册或翻译的时候使用 RESUME )

Hibernate 已经在 pm-tools , HAL , kernel 和 Microsoft Windows 使用了。

反向动作的名字对于最终用户 IMO 并不是很重要了。用户可能会点击一个 Suspend 按钮，但是不会是 Resume 按钮。这样，把 thaw 翻译成为非英语的语言的困难，我想可能是允许加入用户可见部分的 hibernate 和 resume 为合法的描述。

不好的术语：

  • Wake
  • Suspend-to-disk

Wake 和它的反义词 sleep （不是 hibernate ）一样是不好的描述， Wake 在过去用于从 standby 中 wakeup ,从 hibernate 中 wakeup 以及从 suspend 中 wakeup 。

Suspend-to-disk 也是个不好的描述，它让用户觉得应该明白硬件的知识，用户凭什么需要知道写到 RAM 中要比写到硬盘中要快呢?

总结

把这6个词汇弄清楚，会对整体的框架有一个很大的改观,交流起来也会更方便不会引起歧义。
六个词汇从省电级别由低到高，来简单归纳如下：

  1. STANDBY, CONTINUE : cpu 。
  2. SUSPEND, RESUME : cpu ，显示器关闭， ram 。
  3. HIBERNATE, THAW : cpu ，显示器关闭， disk 。

另外，更多的内容可以参考： http://ftp.gnome.org/pub/GNOME/sources/gnome-power-manager 中的源代码 doc 里面的 sleep-names.html 里面详细介绍。

二、基本概念

DPMS

是 X Display Power Management Signaling 的简称。

DPMS extension 设计的目标是提供一个传统 screen saver 的逻辑扩展。

它的执行独立于 screensaver ，它和 screen saver 交互，并且 DPMS 能够服从用户或者 screen saver 应用程序。

VESA

是 Video Electronics Standards Association 的简称，规定了显示器的四种电源状态：

  • 0 DPMSModeOn: 显示器打开状态中
  • 1 DPMSModeStandby: 最轻度的节省电源，切换较快，这种状态会把显示器的水平同步信号关掉。
  • 2 DPMSModeSuspend: 中度节省电源，切换速度稍慢，这种状态会把显示器的垂直同步信号关掉。
  • 3 DPMSModeOff: 最大程度节省电源，切换速度慢于前两个，它会关闭垂直和水平同步信号。

如果把1，2，3状态的 timeout 设置为0表示不使用。这三种状态的 timeout 延迟是递增的，后面的不会小于前面的，否则就是错误的。

APM

高级电源管理。它使用分层的方法来管理设备。 APM-aware applications 和 OS-specific 的 APM driver 通信，然后这个 driver 能够直接控制硬件设备。

APM 定义了两种接口：一种接口是 /dev 目录下面的 bios 接口，如果用户应用程序有权限，它就能够通过这个接口控制设备。另一种是 /proc 目录下的接口，用户应用程序可以通过这个接口，获得 APM 的状态和电池的信息。

尽管上面 APM 已经提供了一些信息，但是还不足以支持 HAL ,所以还需要在 APM 的 proc 接口中另外一些信息。

HAL

硬件抽象层。 HAL 的守护进程是系统范围的服务，它负责维护一个设备的对象的数据库。这个守护进程不仅从 APM 收集电源状态信息，也会从设备信息文件 merging 信息以及管理设备的对象的生存期。这个服务以一个守护进程的形式执行，任何用户可以请求获取特定的设备信息。

HAL 可以提供 D-Bus 服务，电源管理的接口在 HAL 中进行注册，这个接口在 org.freedesktop.Hal 。

当 HAL 提供系统内的 service 的时候，一个 hald 进程就会启动。

D-BUS

可以实现程序之间的通信。 D-bus 是 HAL 和 power policy application 的桥梁。 D-bus 也提供了一些方便的工具，使得用户能够方便的与它进行通信。

gnome-power-manager

这是我们的电源管理程序，它实际是一个守护进程，是 session 级别的，通过它提供的一些 D-Bus 接口，我们也可以实现电源管理功能。

总结

把上面的内容简单总结如下：

  • DPMS: 是和屏幕电源管理相关的；
  • VESA: 规定了显示器的四种电源状态；
  • APM: 是较为底层的电源管理机制，电源管理方面 HAL 是在 APM 之上的提供更方便的 D-Bus 接口控制相关电源管理信息;
  • gnome-power-manager: 是电源管理守候进程，它运行在 HAL 之上，它接受用户发送的请求，然后把这个请求传到 hal 或者 apm 中，调用 hal 或者 apm 提供的相应接口。

三、其它

这里给出一些电源管理控制的举例。

1、关闭屏幕的方法

$xset dpms force off

这里最后一个参数可以是 standby , suspend , off 这样都会“关闭屏幕”，移动鼠标会恢复幕。

2、 apm 命令实现电源管理的步骤如下：

  1. 加载 apm 模块:

    # modprobe apm_power

  2. 测试 suspend 功能：

    $apm -s

3、根据 hal 信息，利用 D-Bus 接口发送命令实现 suspend 功能：

$dbus-send --system --print-reply --type=method_call --dest=org.freedesktop.Hal /org/freedesktop/Hal/devices/computer org.freedesktop.Hal.Device.SystemPowerManagement.Suspend int32:0

如果提供了 hal 层次的接口那么这样就会使机器进入 suspend 状态。

更详细的研究，可能需要做的工作包括

  • 深入 Hal 研究
  • 提取 gnome-power-manager 的接口
  • 利用 gnome-power-manager 接口实现电源管理
  • 深入理解 gnome-power-manager 的工作机制

以上是对电源管理方面内容的简单总结，更多信息参见参考资料：