让系统 idle 时更省电_采用平台相关 idle 函数以降低平均功耗的一个实践

本文探讨了Linux内核启动过程及idle进程的作用,详细介绍了如何通过修改idle函数实现更低功耗,特别是在ARM平台上的实践。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

让系统 idle 时更省电_采用平台相关 idle 函数以降低平均功耗的一个实践

作者: 宋立新

Emailzjujoe@yahoo.com

 

Linux 内核启动说起。

 

话说某用户按下开机键, bootloader 将内核放入内存,然后跳转到内核首地址。

如果内核为压缩版本 ( zImage) 内核会进行自解压, 然后运行非解压内核(Image)

 

Image 的代码起点在 (arch/arm/kernel/head.S), 首先会初始化硬件(所做不多,因为很多操作 bootloader 已经完成), 获取 cpu id, machine id, 设置少量的页表,然后打开 MMU。清空 BSS 后, 会跳转到 C 语言函数 start_kernel

 

 

Start_kernel 调了很多早期初始化函数, 然后会调用 rest_init.

 

Rest_init 函数中, 会创建 init 线程,并调度它, 该线程最终调用用户空间的 init 程序, 进化为一切其他用户程序的祖宗进程。

 

原来的 rest_init 会继续执行,它先通过手工方式,把自己演变成0号进程, 然后调用 cpu_idle 函数, 此函数乃一 while(1){} 循环, 永不退出!

 

这样, 系统启动显示运行0号进程,然后运行 1 号进程, 只有在系统没事可干时, 才会调用 0 号进程, 所以, 0 号进程又叫 idle 进程。

 

那么,idle 进程到底干了些什么呢?

 

简单说, 它就是让 cpu 进入 idle 状态, 直到有事可干, 才调用 schedule 让系统切换出去。

 

Arm 平台下, cpu_idle 会调用 pm_idle 函数指针指向的idle 函数, 缺省的, 它就是:default_idle() 函数, 继而, 该函数会调用 arch_idle, arch_idle 会调用 cpu_do_idle, cpu_do_idle 会被映射到  CPU 特有的 idle 函数, 比如: cpu_xsc3_do_idle, 此乃一汇编函数, 其实现与具体 CPU 相关, 比如:
 
ENTRY(cpu_xsc3_do_idle)
        mov     r0, #1
        mcr     p14, 0, r0, c7, c0, 0           @ go to idle
        mov     pc, lr
 

这样, Linux 内核尽量的为我们省电, 当然, 它通过函数指针, 留下一个后门,我们可以利用它针对具体的板子做优化。

 

比如, marvell  内核中,就实现了:

 

if(pm_idle != mspm_do_idle) {

       orig_idle = pm_idle;

       pm_idle = mspm_do_idle;

}

 

这样, 在系统 idle 时,就会调用优化过的mspm_do_idle函数, 从而达到省电的目的。

 

mspm_do_idle 会让 CPU 进入 其特有的 d0cs 模式, 该模式通过只使用 32K 低精度时钟而省电。

### 回答1: 以下是一个简单的单片机(Arduino)代码示例,用于控制一个LED灯的开关: ``` const int ledPin = 13; // LED连接到数字引脚13 void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式 } void loop() { digitalWrite(ledPin, HIGH); // 点亮LED delay(1000); // 等待1秒 digitalWrite(ledPin, LOW); // 关闭LED delay(1000); // 等待1秒 } ``` 这个示例代码非常简单,它会周期性地开关一个LED灯,每次持续1秒钟。在代码中,`const int ledPin = 13;`指定了LED连接到Arduino板的数字引脚13,`pinMode(ledPin, OUTPUT);`将该引脚设置为输出模式,`digitalWrite(ledPin, HIGH);`将该引脚电平设置为高电平,即点亮LED灯。`delay(1000);`等待1秒钟,`digitalWrite(ledPin, LOW);`将该引脚电平设置为低电平,即关闭LED灯。`delay(1000);`再次等待1秒钟,然后重复执行这个过程。 ### 回答2: 单片机低功耗是指在运行过程中,能够有效减少功耗,从而延长电池寿命或提高能源利用效率的代码实现方法。下面是一个单片机低功耗代码的例子: 以STM32系列单片机为例,通过设置低功耗模式来实现低功耗。以下是一个典型的例子: #include "stm32f10x.h" void SleepMode_Config(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE); // 使能PWR钟 PWR_EnterSleepMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_SLEEPEntry_WFI); // 设置为低功耗模式 } int main(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 设置GPIOA的Pin0引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 设置引脚为浮空输入模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 设置引脚的速度为50MHz GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOA while (1) { if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_SET) // 当引脚电平为高,进入低功耗模式 SleepMode_Config(); } } 在这个例子中,通过将单片机设置为低功耗模式(Sleep Mode),当GPIOA的Pin0引脚检测到高电平,单片机进入低功耗模式。这样,在引脚电平为高的情况下,单片机会进入低功耗状态,从而降低功耗。当引脚电平变为低电平,单片机会从低功耗模式中唤醒。 通过这种方式,可以有效地控制单片机的功耗,以延长电池使用寿命或优化能源利用效率。 ### 回答3: 以下是一个单片机低功耗代码例子: #include <avr/sleep.h> #include <avr/power.h> void setup() { // 初始化IO口和外设 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { // 停用CPU // 设置睡眠模式为睡眠模式 - 省电模式1 set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE); sleep_enable(); // 允许进入睡眠模式 power_all_disable(); // 禁用所有外设 sleep_cpu(); // 进入睡眠模式 // 当唤醒,恢复CPU和外设 sleep_disable(); // 禁用睡眠模式 power_all_enable(); // 启用所有外设 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 点亮LED delay(1000); // 延迟1秒 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // 关闭LED delay(1000); // 延迟1秒 } 这个例子中,使用了AVR库来实现单片机的低功耗功能。在setup函数中,初始化了IO口和外设。在loop函数中,通过调用sleep_cpu函数,将单片机设置为睡眠模式1(省电模式1)。在睡眠模式下,CPU停止运行,所有外设被禁用,以大幅降低功耗。当单片机被唤醒,调用sleep_disable函数禁用睡眠模式,并调用power_all_enable函数启用所有外设。然后,通过控制LED的状态进行示例操作。这个代码例子通过将单片机置于睡眠模式来实现低功耗,有效减小了能耗。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值