linux中ACPI电源管理G状态、S状态、D状态、C状态、P状态

2023年11月24日发(作者：丰田卡罗拉报价图片)

linux中ACPI电源管理G状态、S状态、D状态、C状态、P状态

ACPI ?级电源管理

ACPI 中定义了 G、D、S、C、P 这 5 个?的电?状态。

G 状态 Global system state

G 状态表?的是?户看到的整个系统的电?状态。

G0 运?模式。向硬件提供电源，软件可以运?的状态。

G1 停?模式。所谓的待机或休眠状态。

G2 软件为关闭状态，应将消耗若?电?状态。

G3 系统完全关闭，电源关闭的状态。

S 状态

S0 运?模式，与 G0 相同。

S1 到恢复为?的延迟时间较少的停?模式。 CPU 的上下?不会丢失。

S2 丢失 CPU 和系统缓存上下?。这些上下?需要在系统唤醒时进?恢复。在 Linux 中与 S3 相同。

S3 丢失除软件以外的系统上下?。这些上下?需要在操作系统唤醒时进?恢复。

S4 最省电。到恢复为?花费时间最多的停?模式。停?向所有设备提供电源

S5 除了不保存上下?以外，其它与 S4 相同。 S5 在恢复时进?的处理与普通的操作系统相同。与 G2 含义相同。

D 状态

Device Power State 定义的是各个设备的电?状态，设备的状态有如下内容：

耗电量

保存设备内寄存器上下?的状态

直到设备驱动程序可使?为?必须进?的操作量

C0 运?中的状态。通常的运?模式。

C1 CPU 停?状态。使? hlt 命令停? CPU 的时钟，到恢复为??乎没有延迟时间，软件不需进?特殊处理。

C2 总线的时钟也停?。恢复所花费的最长延时时间传递给 ACPI 的固件，操作系统基于这个延时时间判断使? C1 还是 C2。

C3 将花费时间最长的延迟传递给 ACPI 固件，操作系统使?这个延迟时间判断使? C2 还是 C3。操作系统需要考虑缓存的同步。

使? C 状态时要注意，C 状态的程度越深，恢复到 C0 状态所需的时间越长。

P 状态

全称为 Device and Processor Performance State

P 状态是以控制电量消耗来降低设备或 CPU 的性能，对 D0 状态的设备、C0 状态的 CPU 进?了更细致的划分。

P0 通常的模式。以最?性能、最?耗电量运?。

P1 运?在低于最?性能、最?耗电量的模式 Pn n 的值越?，性能和耗电量越低。

ACPI 的结构

1. ACPI 系统描述表

2. ACPI 寄存器

3. ACPI BIOS

ACPI 描述表在 ACPI 的接?中是核?的组件，提供 ACPI 寄存器等信息。ACPI BIOS 可以 提供 ACPI 系统描述表以及启动、停?、唤醒

等功能。

两个编程模型

ACPI 的硬件模型有下?两种：

固定硬件编程模型

使? ACPI 中定义的寄存器来访问 ACPI 的功能。

通?硬件编程模型

各?商可以使? ACPI Machine Language 将硬件固有的处理安装到 BIOS 中。操作系统可 以通过分析 BIOS 提供的 AML 代码，来理解就餐器的地址和访问?

法等。

AML 是?进制码，通过编译 ACPI Source language 来?成。操作系统分析 AML 将 AML中 所写的内容按照解释器来执?。

ACPI 系统描述表

可以通过 pmtools 与 iasl 相关的命令来查看。执?如下命令安装这两个程序：

sudo apt-get install pmtools sudo apt-get install iasl

运??例如下：

root@debian:~# acpidump -b -o

root@debian:~# ls

root@debian:~# ls root@debian:~#

root@debian:~# iasl -d

Intel ACPI Component Architecture

ASL+ Optimizing Compiler/Disassembler version 20181213

Copyright (c) 2000 - 2018 Intel Corporation

Input file , Length 0x1368A (79498) bytes

ACPI: DSDT 0x0000 01368A (v01 PTLTD Custom 06040000 MSFT 03000001)

Pass 1 parse of [DSDT]

Pass 2 parse of [DSDT]

Parsing Deferred Opcodes (Methods/Buffers/Packages/Regions)

Parsing completed

Disassembly completed

ASL Output: - 729339 bytes

root@debian:~# head -n 30

/*

* Intel ACPI Component Architecture

* AML/ASL+ Disassembler version 20181213 (64-bit version)

* Copyright (c) 2000 - 2018 Intel Corporation

*

* Disassembling to symbolic ASL+ operators

*

* Disassembly of , Mon Aug 10 12:43:44 2020

*

* Original Table Header:

* Signature \"DSDT\"

* Length 0x0001368A (79498)

* Revision 0x01 **** 32-bit table (V1), no 64-bit math support

* Checksum 0x63

* OEM ID \"PTLTD \"

* OEM Table ID \"Custom \"

* OEM Revision 0x06040000 (100925440)

* Compiler ID \"MSFT\"

* Compiler Version 0x03000001 (50331649)

*/

DefinitionBlock (\"\", \"DSDT\", 1, \"PTLTD \", \"Custom \", 0x06040000)

{

External (_SB_.L1M0.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M1.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M2.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M3.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M4.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M5.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M6.L0MX, IntObj)

External (_SB_.L1M7.L0MX, IntObj)

使? ACPI 的 S 状态

查看?持的 S 状态：

root@debian:~# cat /sys/power/state

freeze standby mem disk

standby S1 mem S3 disk S4

切换状态：

echo \"状态字符串\" > /sys/power/state

执??例：

root@debian:~# echo \"mem\" > /sys/power/state

按下电源键就可以恢复。

S3 状态的结构

使? S3 状态时，不同系统的反应不同，?致操作如下：

停?进程

停?设备运?

将唤醒时的开始地址作为 Wakeup vector 登录到 BIOS

停? BSP (Boot Strap Processor) 以外的 CPU 运?

停?系统设备运?

保存内核和 CPU 的状态

将获取到的 ACPI 的 _S3 对象得到的值写? FADT 的 PM1 寄存器，进?待机模式。

系统恢复时，从登录到 wakeup vector 的地址启动，按下列?式恢复到待机前的状态

启? ACPI

恢复系统设备

启? CPU

清除 wakeup vector

恢复停?的设备

[ 759.342363] Suspending console(s) (use no_console_suspend to debug)

[ 0.267194] usb 2-1: reset full-speed USB device number 2 using uhci_hcd

[ 0.433369] PM: Basic memory bitmaps freed

[ 0.433370] OOM killer enabled.

[ 0.433370] Restarting tasks ... done.

[ 0.436577] PM: hibernation exit

PM: hibernation entry 与 PM: hibernation exit 之间就是休眠过程的处理。

有的 PC 上可能出现 BIOS ?法顺利运?，休眠失败的情况，这时可以尝试如下?法：

1. 编辑 内核启动参数中添加?于恢复系统的交换设备 “resume=<交换设备名称>” 如 resume=/dev/sda1

2. 执?如下敏玲将休眠设置为 shutdown 模式

echo shutdown > /sys/power/disk

3. 进?休眠