Alarm介绍

发表于 1年以前  | 总阅读数:580 次

一、背景

Alarm用于实现Android中的定时任务,在Android的各个架构层次都有广泛的应用,和timer不同的是,timer在系统休眠后不会触发,而alarm在系统休眠后,可以借助RTC唤醒系统。在功耗调试过程中,也会遇到alarm频繁唤醒系统导致功耗高的情况,所以梳理alarm的整体流程是有必要的。本文主要介绍alarm整体流程和从功耗角度关注的部分细节,如alarm唤醒类型,alarm对齐,alarm suspend处理等。

二、alarm整体架构

Alarm整体架构如下,framework层对外提供接口,对内实现具体功能和策略,如alarm创建、处理和对齐等,并通过jni与native通信,native层通过系统调用进入kernel层。不同类型的alarm,在framework层体现在参数不同,具体差异处理在kernel层,如对唤醒和非唤醒alarm的处理,在kernel层体现在是否设置alarm到RTC,具体流程在后面进行阐述。

三、alarm类型

根据是否可唤醒系统,使用相对时间或绝对时间,alarm type分为下面四类

对于这四类alarm的详细解释,参考代码中注释

RTC_WAKEUP: (wall clock time in UTC), which will wake up the device when it goes off

RTC: (wall clock time in UTC). This alarm does not wake the device up; if it goes off while the device is asleep, it will not be delivered until the next time the device wakes up.

ELAPSED_REALTIME_WAKEUP: (time since boot, including sleep), which will wake up the device when it goes off.

ELAPSED_REALTIME: (time since boot, including sleep). This alarm does not wake the device up; if it goes off while the device is asleep, it will not be delivered until the next time the device wakes up.

四、alarm framework流程

4.1 主要接口

在AlarmManager中提供了对外使用的接口,如

设置一次性闹钟:

public void set(int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)

设置重复闹钟

public void setRepeating(int type, long triggerAtMillis, long intervalMillis, PendingIntent operation)

设置精确闹钟

public void setExact(int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)

4.2 主要流程

与alarm设置相关的主要流程有:

1) 初始化,创建epoll监听alarm触发状态等;

2) alarm设置,通过AlarmManager中的接口创建alarm后,经过对触发时间的检查、alarm对齐等操作,最终通过setAlarm()设置到native层;

3) alarm处理,当有alarm触发时,epoll监测到状态变化后,在AlarmThread中进行处理与分发,在while(true)里面一直持续等待alarm触发并处理。由于alarm对齐功能,所以一次可能处理多个alarm。

4.3 alarm对齐

alarm使用者可以设置精准模式和非精准模式的alarm,对于非精准模式的alarm,每个alarm根据其触发时间和最大触发时间加入到不同的batch中,同一个batch的alarm同时触发,可以减少设备被唤醒次数,达到节省功耗的目的。

对于精准alarm,单独添加一个batch,以保证alarm唤醒时间的精确性。

4.3.1 batch初始化

当一个alarm找不到合适的batch加入时,会创建一个新的batch并加入,使用该alarm的触发时间和最大触发时间作为batch的初始mStart和mEnd值,作为时间边界。

触发时间与最大触发时间的计算:

触发时间 mWhenElapsed:取minTrigger时间和nominalTrigger时间的最大值。其中minTrigger时间为系统启动到现在时间的时间长度,如果是应用程序(UID>10000)设置的该alarm,则再加上5秒;nominalTrigger为从系统启动到alarm设置的触发时间的时间长度。所以这里取最大值,实际上是限制了应用程序频繁的设置alarm,需要至少间隔5秒。

最大触发时间 mMaxWhenElapsed = mWhenElapsed + windowLength

对于精准alarm,windowLength = WINDOW_EXACT = 0,所以触发时间和最大触发时间相等,保证alarm触发的精确性。

4.3.2 alarm加入batch条件

alarm符合下面条件则加入现有batch:

a) 非精准alarm;

b) alarm触发时间mWhenElapsed小于等于batch结束时间mEnd,并且alarm最大触发时间mMaxWhenElapsed大于等于batch起始时间mStart。保证在batch的时间边界内能满足alarm的触发时间。

4.3.3 alarm加入batch后的时间边界调整

Batch的时间边界(mStart、mEnd)不是一直保持不变的,在有alarm加入后,会进行动态调整。总的来说是边界缩小的一个过程,如下图所示,不再赘述。

从下面这段代码和注释也可以看到,在batch时间边界变化后,会调整其在batches链表中的位置,因为所有batch按照开始时间在batches链表中成升序排列。

五、alarm kernel流程

5.1系统调用

native层通过系统调用进入kernel层,主要用到的系统调用有如下几个:

SYSCALL_DEFINE2(timerfd_create, int, clockid, int, flags); //初始化

SYSCALL_DEFINE4(timerfd_settime, int, ufd, int, flags, const struct itimerspec __user *, utmr, struct itimerspec __user *, otmr); //设置alarm

SYSCALL_DEFINE2(timerfd_gettime, int, ufd, struct itimerspec __user *, otmr); //获取alarm时间

5.2 alarm设置

frameworks 层的setAlarm()最终通过timerfd_settime()系统调用到达kernel层

5.2.1 timerfd_settime()系统调用关键流程

alarm设置系统调用主要流程如下图所示,主要展示的是通过isalarm()判断是否为唤醒类型的alarm后,如何做不同的处理,在5.2.2小节详细描述。

5.2.2 kernel层对唤醒和非唤醒alarm的处理

frameworks 层的alarm type与kernel层的clockid有如下对应关系

frameworks层带后缀” _WAKEUP”的alarm类型是可以唤醒系统的,对应到kernel层为带后缀” _ALARM”的clockid

对于非唤醒alarm(CLOCK_REALTIME、CLOCK_BOOTTIME),通过设置hrtimer来实现;

对于唤醒alarm(CLOCK_REALTIME_ALARM、CLOCK_BOOTTIME_ALARM),仍然要设置hrtimer,但是和非唤醒alarm不同的是会多一个入队列操作(alarmtimer_enqueue()),主要作用是suspend时,将该alarm从队列取出,再设置到RTC,当alarm时间到期后,通过RTC中断唤醒系统。

5.3 suspend休眠过程对alarm的处理

alarmtimer_suspend()中关键逻辑:

1) 从timer queue中取出超时时间最近的alarm(在alarm_start()中入队)

,设置对应alarm到RTC,实现从suspend中唤醒功能;

2) 如果选出的超时时间最近的alarm,在2秒之内即将触发,则会设置系统继续保持2秒的唤醒状态,以避免频繁的休眠唤醒。

5.4 alarm触发

AlarmThread会一直循环等待alarm的触发,不管是hrtimer或者RTC中断的触发函数,最终都会调用到timerfd_triggered(),触发epoll,上报到framework层进行处理。

5.5 非系统/应用设置的alarm

除了通过AlarmManager中的接口设置alarm,在kernel层及hardware层还可以分别通过 alarm_start()和timerfd_settime()来设置alarm,如下示例,在某驱动中通过alarm_start()设置alarm来满足定时的需求。

六、调试案例

在功耗调试过程中,alarm唤醒对电流有一定的影响,通常需要检查alarm是否预期和可优化,如下示例中,频繁的alarm唤醒对待机电流产生了较大的影响。

1) 待机电流65mA,明显偏大,从电流波形图看有很多毛刺,初步判断由于频繁唤醒导致;

2) 从kernel log看有频繁的alarm唤醒;

[ 596.785361] PM: suspend entry

[ 597.212284] gic_show_resume_irq: 302 triggered 7781b8.qcom,mpm

[ 597.212284] gic_show_resume_irq: 170 triggered null

[ 597.212284] PM: Calling msm_pinctrl_resume+0x0/0x190

[ 597.212284] PM: Calling spmi_pmic_arb_resume+0x0/0x34

[ 597.212284] spmi_show_resume_irq: 403 triggered [0x0, 0x61, 0x1] qpnp_rtc_alarm

[ 597.455898] PM: suspend exit

3) 从dumpsys alarm看到GMS有频繁的alarm唤醒

Alarm Stats:

u0a21:com.google.android.gms +1m7s937ms running, 432 wakeups:

+36s855ms 37 wakes 37 alarms, last -3m22s840ms:

*walarm*:com.google.android.intent.action.GCM_RECONNECT

4) 去掉GMS包后,电流毛刺明显减少,待机电流得到明显改善,下降到8mA左右。

七、总结

本文介绍了alarm主要流程,alarm设置和触发、alarm对齐以及唤醒和非唤醒alarm的不同处理等内容,可以为学习和调试alarm提供参考。

八、参考资料

1.https://blog.csdn.net/weixin_50019298/article/details/121307485 《Android中Alarm的机制》

2. https://www.jianshu.com/p/e81fac39023b 《Android电源管理-AlarmManager》

本文由哈喽比特于1年以前收录,如有侵权请联系我们。
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/4YQpUIfTk9ClHjnWiJnVug

 相关推荐

刘强东夫妇:“移民美国”传言被驳斥

京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。

发布于:6月以前  |  808次阅读  |  详细内容 »

博主曝三大运营商,将集体采购百万台华为Mate60系列

日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。

发布于:6月以前  |  770次阅读  |  详细内容 »

ASML CEO警告:出口管制不是可行做法,不要“逼迫中国大陆创新”

据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。

发布于:6月以前  |  756次阅读  |  详细内容 »

抖音中长视频App青桃更名抖音精选,字节再发力对抗B站

今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。

发布于:6月以前  |  648次阅读  |  详细内容 »

威马CDO:中国每百户家庭仅17户有车

日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。

发布于:6月以前  |  589次阅读  |  详细内容 »

研究发现维生素 C 等抗氧化剂会刺激癌症生长和转移

近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。

发布于:6月以前  |  449次阅读  |  详细内容 »

苹果据称正引入3D打印技术,用以生产智能手表的钢质底盘

据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。

发布于:6月以前  |  446次阅读  |  详细内容 »

千万级抖音网红秀才账号被封禁

9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...

发布于:6月以前  |  445次阅读  |  详细内容 »

亚马逊股东起诉公司和贝索斯,称其在购买卫星发射服务时忽视了 SpaceX

9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。

发布于:6月以前  |  444次阅读  |  详细内容 »

苹果上线AppsbyApple网站,以推广自家应用程序

据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。

发布于:6月以前  |  442次阅读  |  详细内容 »

特斯拉美国降价引发投资者不满:“这是短期麻醉剂”

特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。

发布于:6月以前  |  441次阅读  |  详细内容 »

光刻机巨头阿斯麦:拿到许可,继续对华出口

据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。

发布于:6月以前  |  437次阅读  |  详细内容 »

马斯克与库克首次隔空合作:为苹果提供卫星服务

近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。

发布于:6月以前  |  430次阅读  |  详细内容 »

𝕏(推特)调整隐私政策,可拿用户发布的信息训练 AI 模型

据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。

发布于:6月以前  |  428次阅读  |  详细内容 »

荣耀CEO谈华为手机回归:替老同事们高兴,对行业也是好事

9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。

发布于:6月以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI操控无人机能力超越人类冠军

《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。

发布于:6月以前  |  423次阅读  |  详细内容 »

AI生成的蘑菇科普书存在可致命错误

近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。

发布于:6月以前  |  420次阅读  |  详细内容 »

社交媒体平台𝕏计划收集用户生物识别数据与工作教育经历

社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”

发布于:6月以前  |  411次阅读  |  详细内容 »

国产扫地机器人热销欧洲,国产割草机器人抢占欧洲草坪

2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。

发布于:6月以前  |  406次阅读  |  详细内容 »

罗永浩吐槽iPhone15和14不会有区别,除了序列号变了

罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。

发布于:6月以前  |  398次阅读  |  详细内容 »
 相关文章
Android插件化方案 5年以前  |  236810次阅读
vscode超好用的代码书签插件Bookmarks 1年以前  |  6656次阅读
 目录