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发表于 2004-6-11 18:19:02
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介绍一下在Linux操作系统下的电源管理的实现。由于许多服务器都采用了Linux，电源管理的重要性也就变得非常明显了。
在x86机器中，存在两种电源管理方法：APM (Advanced Power Management，高级电源管理)和ACPI (Advanced Configuration and Power Interface，高级配置和电源接口)。APM是老标准，而ACPI则提供了管理电脑和设备更为灵活的接口。Linux支持这两种协议，不过有时还需要手工配置。另外，两个标准不能同时运行。缺省情况下Linux运行ACPI。
APM可以让你把机器处于Suspend(悬挂)或Standby(备用)状态，以及检查电池容量。而ACPI还可以让你把外设 (如：显示器、显卡、PCI总线)单独断电，在节省电能方面有更多的控制。为了让电源管理功能生效，需要在BIOS和Linux核心里要打开它，并且在 linux里加载必需的应用软件。
检查系统是否支持电源管理
在较新的核心里，都包含了对ACPI和APM的支持。一般地，ACPI是激活的。使用dmesg来检验一下：
dmesg |egrep -i '(apm|acpi)'
Kernel command line: vga=274 quiet console=ttyS3,9600acpi=no-idleoot=/dev/hda3
ACPI: Core Subsystem version [20010208]
ACPI: Subsystem enabled
ACPI: System firmware supports: C2
ACPI: plvl2lat=99 plvl3lat=1001
ACPI: C2 enter=1417 C2 exit=354
ACPI: C3 enter=-1 C3 exit=-1
ACPI: Not using ACPI idle
ACPI: System firmware supports: S0 S1 S4 S5
另外，支持ACPI的系统也将增加/proc/ sys/acpi的目录。如果它存在，就表示核心已经加载ACPI驱动。
具体的应用实例
建议用最新的核心(如：2.4.5)。因为旧的核心支持的特色较少，而2.2.x的核心就是支持ACPI，也只有极少的功能。
1、Advanced Power Management
APM应用包含：apmd(APM的后台服务程序)和其他的应用程序(如APM)。建议到rpmfind.net找最新的适合你使用的版本，安装和运行OK后，我们可以试验APM命令了。
APM最简单的使用就是显示机器里的电池容量。
APM
AC on-line, no system battery
如果不支持APM，就显示“No APM support in核心”。这时，先检查是否有/proc/apm。如果没有，检查是否运行安装APM后的核心。如果你把APM作为了一个模块，检查是否加载这个模块。apm还能用-S/-s分别进入备用(Standby)和悬挂(Suspend)状态。
2、ACPI
linux对ACPI的支持较好，而且相关的文档也比APM的要多。
ACPI的权威网站是http://phobos.fs.tum.de/acpi/, ... 化和管理ACPI。
Pmtools里面有个命令是Pmtest，它让你检测设备。一般地，它显示你系统里的ACPI设备，并能让你对它们进行“悬挂”或“备用”处理。它必须用root来运行。
/pmtools/pmtest
VGA (D0)
keyboard (D0)
PCI 0x0 (D0)
system 0x0 (D0)
看来，VGA显示器、键盘、PCI总线和系统都被识别为ACPI设备。它们的状态都是D0,就是活动状态。我们可以把状态设为D1/D2 (耗电最小化)或D3 (完全关闭)。比如：
/pmtools/pmtest -d1 VGA
现在显示器应该变黑。这并不会让显卡停止产生视频信号(显示器也表示有输入信号)，只是把信号全部转变为黑色。/pmtools/pmtest -d0 VGA可以恢复。
上面我们仅仅是举了几个例子，大家可以举一反三，管理好您的系统，充分发挥出高级电压管理功能。
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Linux关机重启流程分析
来自：Linux知识宝库
linux下的关机和重启流程对于一般的桌面应用和网络服务器来说并不重要，但是在用户自己定义的嵌入式系统内核中就有一定的研究意义，通过了解Linux 关机重启的流程，我们对它可以修改和自定义，甚至以此为基础开发出全新的功能来。
1.概述
在linux下的关机和重启可能由两种行为引发，一是通过用户编程，一是系统自己产生的消息。用户和系统进行交互的方式也有两个，一个是系统调用：sys_reboot，另一个就是apm或则acpi的设备文件，通过对其操作也可以使系统关机或者重启。
2.通过系统调用sys_reboot的重启
这个系统调用定义了一系列的MAGIC_NUMBER，在调用的开始部分首先检查MAGIC_NUMBER是否正确，只有正确才继续向下运行。在重启的时候转向分支
case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
首先使用notifier_call_chain向其它部分发出重启的消息，然后调用machine_restart函数完成重启。
machine_restart函数的开始部分有一段SMP相关的代码，主要完成多CPU时由一个CPU完成重启操作，其它CPU处于等待状态。之后系统根据一个变量reboot_thru_bios的内容判断重启方式，通过阅读reboot_setup我们可以得知，这个参数的内容是在系统启动时指定的，决定了是否利用bios，事实上是系统复位后的入口(FFFF：0000)地址的程序进行重启。在不通过bios进行重启的情况下，系统首先设定了重启标志，然后向端口0xfe写入数字0x64,这种重启的具体原理我还不大清楚，似乎是模拟了一次reset键的按下，希望大家和我讨论。在通过 bios重启的情况下，系统同样先设定了重启模式，然后切换到了实模式，通过一条ljmp $0xffff,$0x0完成了重启。
3.通过系统调用sys_reboot进行关机
在系统调用的处理分支上，我们可以看到，首先同样是检查MAGIC_NUMBER，然后在
case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
的执行流程里面，又是使用notifier_call_chain发出了关闭计算机电源的消息，紧接着执行了machine_power_off 函数。我们在machine_power_off函数中可以看到，如果pm_power_off这个函数指针不为空，那么系统就会通过调用这个函数进行关机。在apm已经加载的情况下(SMP除外)，实际上pm_power_off函数实际上指向了apm.c中的apm_power_off，在这个函数里系统通过apm_info结构里的值，使用切换到实模式关机，或者使用apm_bios_call_simple函数调用保护模式下的apm接口关机两种方法。
4.apm驱动本身的关机过程
apm使用其注册的设备的ioctl接口完成apm的操作，在apm.c的do_ioctl函数中可以看见处理的分支。这里只有suspend和standby的代码，所以我们不能通过ioctl这种方法使用apm关机。
当用户按下POWER开关的时候，如果有apm模块，那么关机流程是由apm来处理的。apm驱动在初始化的时候启动了一个apm内核线程： apm_mainloop，系统会在这里检测到POWEROFF按键消息并且将其命名为APM_SYS_SUSPEND，以区别apm -s设置的 APM_USER_SUSPEND模式。紧接着进入了apm_event_handler函数，又从apm_event_handler函数进入了 check_events函数，处理函数对应的case分支上。系统同样使用了suspend函数进行关机，不过由于其它参数的原因，suspend最后调用的是关机的流程。
5.解决问题实例
1)按POWER键时某些主板死机
经查只有某些特定的驱动装载之后才会出现这样的情况，并且当使用关机系统调用sys_reboot的时候没有这样的问题。分析apm的处理流程，怀疑是在关机前驱动程序没有正确处理apm发出的询问消息造成的。由于部分驱动程序没有源代码，决定hack掉apm.c的关机部分，让两种方式的关机走同样的流程。于是把apm.c的check_events函数中对APM_SYS_SUSPEND部分改写为如下代码：
ret = exec_usermodehelper(poweroff_helper_path, argv, envp);
if (ret) {
printk(KERN_ERR
"apm.c: failed to exec %s , errno = %d\n",
poweroff_helper_path, errno);
}
break;
For fast reboot support
static unsigned char fast_reboot_switch [] =
{
0x66, 0x0f, 0x20, 0xc0, /* movl %cr0,%eax */
0x66, 0x25, 0x10, 0x11, 0x11, 0x11, /* andl $0x11111110,%eax */
0x66, 0x0f, 0x22, 0xc0, /* movl %eax,%cr0 */
0xea, 0x00, 0x00, 0x00, 0x70 /* ljmp $0x7000,$0x0000 */
};
系统就可以切换到实模式中，然后跳转到7000H:0位置开始执行。
6.ACPI概述
在2.4.20内核中ACPI模块被注明为试验和未完成，里面有一部分功能也许没有实现。如果APM和APCI两个模块同时编译进内核，APM在 ACPI前被加载，APM起作用使ACPI退出。对于系统电量、电源实践一类的支持（主要是在笔记本上有用），靠的是acpid这个daemon程序。
没有一个功能类似apm的应用程序切换状态，acpi的程序仅仅完成了对acpi状态的查询。用户实现S0-S4的功能可以直接向/proc/acpi/sleep文件中写入数字来实现。通过读出(cat)其中的内容可以知道系统到底支持那些模式。
acpi模块的源代码主程序在linux/drivers/acpi/driver.c中，如果向sleep文件写东西，就转到了 linux/drivers/acpi/ospm/system/sm_osl.c文件的sm_osl_proc_write_sleep函数中，这个函数后来调用了sm_osl_suspend函数。在这个函数里完成了各种功能，包括保护各种状态。最后真正的sleep是通过对 acpi_enter_sleep_state的调用完成的，这个函数在linux/drivers/acpi/hardware/hwsleep.c文件中，这里写了acpi的寄存器使系统进入sleep状态。写寄存器的指令在这个目录下面的hwregs.c中。
7.总结
本文对acpi的介绍非常简略，实际上ACPI必定会成为将来linux内核中首选的电源管理方式。由于目前官方代码中ACPI版本较低，所以没有太详细的论述，希望将来的内核能有所改变。
参考资料
linux-2.4.20源代码
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http://www.google.com/linux?num= ... 9C%E7%B4%A2&lr= |
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