HID: hiddev: Fix slab-out-of-bounds write in hiddev_ioctl_usage()
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / power / runtime_pm.txt
blob0784bc3a2ab51bd2d624644d6ea5a41e44529307
1 Runtime Power Management Framework for I/O Devices
3 (C) 2009-2011 Rafael J. Wysocki <rjw@sisk.pl>, Novell Inc.
4 (C) 2010 Alan Stern <stern@rowland.harvard.edu>
5 (C) 2014 Intel Corp., Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>
7 1. Introduction
9 Support for runtime power management (runtime PM) of I/O devices is provided
10 at the power management core (PM core) level by means of:
12 * The power management workqueue pm_wq in which bus types and device drivers can
13   put their PM-related work items.  It is strongly recommended that pm_wq be
14   used for queuing all work items related to runtime PM, because this allows
15   them to be synchronized with system-wide power transitions (suspend to RAM,
16   hibernation and resume from system sleep states).  pm_wq is declared in
17   include/linux/pm_runtime.h and defined in kernel/power/main.c.
19 * A number of runtime PM fields in the 'power' member of 'struct device' (which
20   is of the type 'struct dev_pm_info', defined in include/linux/pm.h) that can
21   be used for synchronizing runtime PM operations with one another.
23 * Three device runtime PM callbacks in 'struct dev_pm_ops' (defined in
24   include/linux/pm.h).
26 * A set of helper functions defined in drivers/base/power/runtime.c that can be
27   used for carrying out runtime PM operations in such a way that the
28   synchronization between them is taken care of by the PM core.  Bus types and
29   device drivers are encouraged to use these functions.
31 The runtime PM callbacks present in 'struct dev_pm_ops', the device runtime PM
32 fields of 'struct dev_pm_info' and the core helper functions provided for
33 runtime PM are described below.
35 2. Device Runtime PM Callbacks
37 There are three device runtime PM callbacks defined in 'struct dev_pm_ops':
39 struct dev_pm_ops {
40         ...
41         int (*runtime_suspend)(struct device *dev);
42         int (*runtime_resume)(struct device *dev);
43         int (*runtime_idle)(struct device *dev);
44         ...
47 The ->runtime_suspend(), ->runtime_resume() and ->runtime_idle() callbacks
48 are executed by the PM core for the device's subsystem that may be either of
49 the following:
51   1. PM domain of the device, if the device's PM domain object, dev->pm_domain,
52      is present.
54   2. Device type of the device, if both dev->type and dev->type->pm are present.
56   3. Device class of the device, if both dev->class and dev->class->pm are
57      present.
59   4. Bus type of the device, if both dev->bus and dev->bus->pm are present.
61 If the subsystem chosen by applying the above rules doesn't provide the relevant
62 callback, the PM core will invoke the corresponding driver callback stored in
63 dev->driver->pm directly (if present).
65 The PM core always checks which callback to use in the order given above, so the
66 priority order of callbacks from high to low is: PM domain, device type, class
67 and bus type.  Moreover, the high-priority one will always take precedence over
68 a low-priority one.  The PM domain, bus type, device type and class callbacks
69 are referred to as subsystem-level callbacks in what follows.
71 By default, the callbacks are always invoked in process context with interrupts
72 enabled.  However, the pm_runtime_irq_safe() helper function can be used to tell
73 the PM core that it is safe to run the ->runtime_suspend(), ->runtime_resume()
74 and ->runtime_idle() callbacks for the given device in atomic context with
75 interrupts disabled.  This implies that the callback routines in question must
76 not block or sleep, but it also means that the synchronous helper functions
77 listed at the end of Section 4 may be used for that device within an interrupt
78 handler or generally in an atomic context.
80 The subsystem-level suspend callback, if present, is _entirely_ _responsible_
81 for handling the suspend of the device as appropriate, which may, but need not
82 include executing the device driver's own ->runtime_suspend() callback (from the
83 PM core's point of view it is not necessary to implement a ->runtime_suspend()
84 callback in a device driver as long as the subsystem-level suspend callback
85 knows what to do to handle the device).
87   * Once the subsystem-level suspend callback (or the driver suspend callback,
88     if invoked directly) has completed successfully for the given device, the PM
89     core regards the device as suspended, which need not mean that it has been
90     put into a low power state.  It is supposed to mean, however, that the
91     device will not process data and will not communicate with the CPU(s) and
92     RAM until the appropriate resume callback is executed for it.  The runtime
93     PM status of a device after successful execution of the suspend callback is
94     'suspended'.
96   * If the suspend callback returns -EBUSY or -EAGAIN, the device's runtime PM
97     status remains 'active', which means that the device _must_ be fully
98     operational afterwards.
100   * If the suspend callback returns an error code different from -EBUSY and
101     -EAGAIN, the PM core regards this as a fatal error and will refuse to run
102     the helper functions described in Section 4 for the device until its status
103     is directly set to  either'active', or 'suspended' (the PM core provides
104     special helper functions for this purpose).
106 In particular, if the driver requires remote wakeup capability (i.e. hardware
107 mechanism allowing the device to request a change of its power state, such as
108 PCI PME) for proper functioning and device_run_wake() returns 'false' for the
109 device, then ->runtime_suspend() should return -EBUSY.  On the other hand, if
110 device_run_wake() returns 'true' for the device and the device is put into a
111 low-power state during the execution of the suspend callback, it is expected
112 that remote wakeup will be enabled for the device.  Generally, remote wakeup
113 should be enabled for all input devices put into low-power states at run time.
115 The subsystem-level resume callback, if present, is _entirely_ _responsible_ for
116 handling the resume of the device as appropriate, which may, but need not
117 include executing the device driver's own ->runtime_resume() callback (from the
118 PM core's point of view it is not necessary to implement a ->runtime_resume()
119 callback in a device driver as long as the subsystem-level resume callback knows
120 what to do to handle the device).
122   * Once the subsystem-level resume callback (or the driver resume callback, if
123     invoked directly) has completed successfully, the PM core regards the device
124     as fully operational, which means that the device _must_ be able to complete
125     I/O operations as needed.  The runtime PM status of the device is then
126     'active'.
128   * If the resume callback returns an error code, the PM core regards this as a
129     fatal error and will refuse to run the helper functions described in Section
130     4 for the device, until its status is directly set to either 'active', or
131     'suspended' (by means of special helper functions provided by the PM core
132     for this purpose).
134 The idle callback (a subsystem-level one, if present, or the driver one) is
135 executed by the PM core whenever the device appears to be idle, which is
136 indicated to the PM core by two counters, the device's usage counter and the
137 counter of 'active' children of the device.
139   * If any of these counters is decreased using a helper function provided by
140     the PM core and it turns out to be equal to zero, the other counter is
141     checked.  If that counter also is equal to zero, the PM core executes the
142     idle callback with the device as its argument.
144 The action performed by the idle callback is totally dependent on the subsystem
145 (or driver) in question, but the expected and recommended action is to check
146 if the device can be suspended (i.e. if all of the conditions necessary for
147 suspending the device are satisfied) and to queue up a suspend request for the
148 device in that case.  If there is no idle callback, or if the callback returns
149 0, then the PM core will attempt to carry out a runtime suspend of the device,
150 also respecting devices configured for autosuspend.  In essence this means a
151 call to pm_runtime_autosuspend() (do note that drivers needs to update the
152 device last busy mark, pm_runtime_mark_last_busy(), to control the delay under
153 this circumstance).  To prevent this (for example, if the callback routine has
154 started a delayed suspend), the routine must return a non-zero value.  Negative
155 error return codes are ignored by the PM core.
157 The helper functions provided by the PM core, described in Section 4, guarantee
158 that the following constraints are met with respect to runtime PM callbacks for
159 one device:
161 (1) The callbacks are mutually exclusive (e.g. it is forbidden to execute
162     ->runtime_suspend() in parallel with ->runtime_resume() or with another
163     instance of ->runtime_suspend() for the same device) with the exception that
164     ->runtime_suspend() or ->runtime_resume() can be executed in parallel with
165     ->runtime_idle() (although ->runtime_idle() will not be started while any
166     of the other callbacks is being executed for the same device).
168 (2) ->runtime_idle() and ->runtime_suspend() can only be executed for 'active'
169     devices (i.e. the PM core will only execute ->runtime_idle() or
170     ->runtime_suspend() for the devices the runtime PM status of which is
171     'active').
173 (3) ->runtime_idle() and ->runtime_suspend() can only be executed for a device
174     the usage counter of which is equal to zero _and_ either the counter of
175     'active' children of which is equal to zero, or the 'power.ignore_children'
176     flag of which is set.
178 (4) ->runtime_resume() can only be executed for 'suspended' devices  (i.e. the
179     PM core will only execute ->runtime_resume() for the devices the runtime
180     PM status of which is 'suspended').
182 Additionally, the helper functions provided by the PM core obey the following
183 rules:
185   * If ->runtime_suspend() is about to be executed or there's a pending request
186     to execute it, ->runtime_idle() will not be executed for the same device.
188   * A request to execute or to schedule the execution of ->runtime_suspend()
189     will cancel any pending requests to execute ->runtime_idle() for the same
190     device.
192   * If ->runtime_resume() is about to be executed or there's a pending request
193     to execute it, the other callbacks will not be executed for the same device.
195   * A request to execute ->runtime_resume() will cancel any pending or
196     scheduled requests to execute the other callbacks for the same device,
197     except for scheduled autosuspends.
199 3. Runtime PM Device Fields
201 The following device runtime PM fields are present in 'struct dev_pm_info', as
202 defined in include/linux/pm.h:
204   struct timer_list suspend_timer;
205     - timer used for scheduling (delayed) suspend and autosuspend requests
207   unsigned long timer_expires;
208     - timer expiration time, in jiffies (if this is different from zero, the
209       timer is running and will expire at that time, otherwise the timer is not
210       running)
212   struct work_struct work;
213     - work structure used for queuing up requests (i.e. work items in pm_wq)
215   wait_queue_head_t wait_queue;
216     - wait queue used if any of the helper functions needs to wait for another
217       one to complete
219   spinlock_t lock;
220     - lock used for synchronisation
222   atomic_t usage_count;
223     - the usage counter of the device
225   atomic_t child_count;
226     - the count of 'active' children of the device
228   unsigned int ignore_children;
229     - if set, the value of child_count is ignored (but still updated)
231   unsigned int disable_depth;
232     - used for disabling the helper functions (they work normally if this is
233       equal to zero); the initial value of it is 1 (i.e. runtime PM is
234       initially disabled for all devices)
236   int runtime_error;
237     - if set, there was a fatal error (one of the callbacks returned error code
238       as described in Section 2), so the helper functions will not work until
239       this flag is cleared; this is the error code returned by the failing
240       callback
242   unsigned int idle_notification;
243     - if set, ->runtime_idle() is being executed
245   unsigned int request_pending;
246     - if set, there's a pending request (i.e. a work item queued up into pm_wq)
248   enum rpm_request request;
249     - type of request that's pending (valid if request_pending is set)
251   unsigned int deferred_resume;
252     - set if ->runtime_resume() is about to be run while ->runtime_suspend() is
253       being executed for that device and it is not practical to wait for the
254       suspend to complete; means "start a resume as soon as you've suspended"
256   unsigned int run_wake;
257     - set if the device is capable of generating runtime wake-up events
259   enum rpm_status runtime_status;
260     - the runtime PM status of the device; this field's initial value is
261       RPM_SUSPENDED, which means that each device is initially regarded by the
262       PM core as 'suspended', regardless of its real hardware status
264   unsigned int runtime_auto;
265     - if set, indicates that the user space has allowed the device driver to
266       power manage the device at run time via the /sys/devices/.../power/control
267       interface; it may only be modified with the help of the pm_runtime_allow()
268       and pm_runtime_forbid() helper functions
270   unsigned int no_callbacks;
271     - indicates that the device does not use the runtime PM callbacks (see
272       Section 8); it may be modified only by the pm_runtime_no_callbacks()
273       helper function
275   unsigned int irq_safe;
276     - indicates that the ->runtime_suspend() and ->runtime_resume() callbacks
277       will be invoked with the spinlock held and interrupts disabled
279   unsigned int use_autosuspend;
280     - indicates that the device's driver supports delayed autosuspend (see
281       Section 9); it may be modified only by the
282       pm_runtime{_dont}_use_autosuspend() helper functions
284   unsigned int timer_autosuspends;
285     - indicates that the PM core should attempt to carry out an autosuspend
286       when the timer expires rather than a normal suspend
288   int autosuspend_delay;
289     - the delay time (in milliseconds) to be used for autosuspend
291   unsigned long last_busy;
292     - the time (in jiffies) when the pm_runtime_mark_last_busy() helper
293       function was last called for this device; used in calculating inactivity
294       periods for autosuspend
296 All of the above fields are members of the 'power' member of 'struct device'.
298 4. Runtime PM Device Helper Functions
300 The following runtime PM helper functions are defined in
301 drivers/base/power/runtime.c and include/linux/pm_runtime.h:
303   void pm_runtime_init(struct device *dev);
304     - initialize the device runtime PM fields in 'struct dev_pm_info'
306   void pm_runtime_remove(struct device *dev);
307     - make sure that the runtime PM of the device will be disabled after
308       removing the device from device hierarchy
310   int pm_runtime_idle(struct device *dev);
311     - execute the subsystem-level idle callback for the device; returns an
312       error code on failure, where -EINPROGRESS means that ->runtime_idle() is
313       already being executed; if there is no callback or the callback returns 0
314       then run pm_runtime_autosuspend(dev) and return its result
316   int pm_runtime_suspend(struct device *dev);
317     - execute the subsystem-level suspend callback for the device; returns 0 on
318       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'suspended', or
319       error code on failure, where -EAGAIN or -EBUSY means it is safe to attempt
320       to suspend the device again in future and -EACCES means that
321       'power.disable_depth' is different from 0
323   int pm_runtime_autosuspend(struct device *dev);
324     - same as pm_runtime_suspend() except that the autosuspend delay is taken
325       into account; if pm_runtime_autosuspend_expiration() says the delay has
326       not yet expired then an autosuspend is scheduled for the appropriate time
327       and 0 is returned
329   int pm_runtime_resume(struct device *dev);
330     - execute the subsystem-level resume callback for the device; returns 0 on
331       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'active' or
332       error code on failure, where -EAGAIN means it may be safe to attempt to
333       resume the device again in future, but 'power.runtime_error' should be
334       checked additionally, and -EACCES means that 'power.disable_depth' is
335       different from 0
337   int pm_request_idle(struct device *dev);
338     - submit a request to execute the subsystem-level idle callback for the
339       device (the request is represented by a work item in pm_wq); returns 0 on
340       success or error code if the request has not been queued up
342   int pm_request_autosuspend(struct device *dev);
343     - schedule the execution of the subsystem-level suspend callback for the
344       device when the autosuspend delay has expired; if the delay has already
345       expired then the work item is queued up immediately
347   int pm_schedule_suspend(struct device *dev, unsigned int delay);
348     - schedule the execution of the subsystem-level suspend callback for the
349       device in future, where 'delay' is the time to wait before queuing up a
350       suspend work item in pm_wq, in milliseconds (if 'delay' is zero, the work
351       item is queued up immediately); returns 0 on success, 1 if the device's PM
352       runtime status was already 'suspended', or error code if the request
353       hasn't been scheduled (or queued up if 'delay' is 0); if the execution of
354       ->runtime_suspend() is already scheduled and not yet expired, the new
355       value of 'delay' will be used as the time to wait
357   int pm_request_resume(struct device *dev);
358     - submit a request to execute the subsystem-level resume callback for the
359       device (the request is represented by a work item in pm_wq); returns 0 on
360       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'active', or
361       error code if the request hasn't been queued up
363   void pm_runtime_get_noresume(struct device *dev);
364     - increment the device's usage counter
366   int pm_runtime_get(struct device *dev);
367     - increment the device's usage counter, run pm_request_resume(dev) and
368       return its result
370   int pm_runtime_get_sync(struct device *dev);
371     - increment the device's usage counter, run pm_runtime_resume(dev) and
372       return its result
374   void pm_runtime_put_noidle(struct device *dev);
375     - decrement the device's usage counter
377   int pm_runtime_put(struct device *dev);
378     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
379       pm_request_idle(dev) and return its result
381   int pm_runtime_put_autosuspend(struct device *dev);
382     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
383       pm_request_autosuspend(dev) and return its result
385   int pm_runtime_put_sync(struct device *dev);
386     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
387       pm_runtime_idle(dev) and return its result
389   int pm_runtime_put_sync_suspend(struct device *dev);
390     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
391       pm_runtime_suspend(dev) and return its result
393   int pm_runtime_put_sync_autosuspend(struct device *dev);
394     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
395       pm_runtime_autosuspend(dev) and return its result
397   void pm_runtime_enable(struct device *dev);
398     - decrement the device's 'power.disable_depth' field; if that field is equal
399       to zero, the runtime PM helper functions can execute subsystem-level
400       callbacks described in Section 2 for the device
402   int pm_runtime_disable(struct device *dev);
403     - increment the device's 'power.disable_depth' field (if the value of that
404       field was previously zero, this prevents subsystem-level runtime PM
405       callbacks from being run for the device), make sure that all of the
406       pending runtime PM operations on the device are either completed or
407       canceled; returns 1 if there was a resume request pending and it was
408       necessary to execute the subsystem-level resume callback for the device
409       to satisfy that request, otherwise 0 is returned
411   int pm_runtime_barrier(struct device *dev);
412     - check if there's a resume request pending for the device and resume it
413       (synchronously) in that case, cancel any other pending runtime PM requests
414       regarding it and wait for all runtime PM operations on it in progress to
415       complete; returns 1 if there was a resume request pending and it was
416       necessary to execute the subsystem-level resume callback for the device to
417       satisfy that request, otherwise 0 is returned
419   void pm_suspend_ignore_children(struct device *dev, bool enable);
420     - set/unset the power.ignore_children flag of the device
422   int pm_runtime_set_active(struct device *dev);
423     - clear the device's 'power.runtime_error' flag, set the device's runtime
424       PM status to 'active' and update its parent's counter of 'active'
425       children as appropriate (it is only valid to use this function if
426       'power.runtime_error' is set or 'power.disable_depth' is greater than
427       zero); it will fail and return error code if the device has a parent
428       which is not active and the 'power.ignore_children' flag of which is unset
430   void pm_runtime_set_suspended(struct device *dev);
431     - clear the device's 'power.runtime_error' flag, set the device's runtime
432       PM status to 'suspended' and update its parent's counter of 'active'
433       children as appropriate (it is only valid to use this function if
434       'power.runtime_error' is set or 'power.disable_depth' is greater than
435       zero)
437   bool pm_runtime_active(struct device *dev);
438     - return true if the device's runtime PM status is 'active' or its
439       'power.disable_depth' field is not equal to zero, or false otherwise
441   bool pm_runtime_suspended(struct device *dev);
442     - return true if the device's runtime PM status is 'suspended' and its
443       'power.disable_depth' field is equal to zero, or false otherwise
445   bool pm_runtime_status_suspended(struct device *dev);
446     - return true if the device's runtime PM status is 'suspended'
448   void pm_runtime_allow(struct device *dev);
449     - set the power.runtime_auto flag for the device and decrease its usage
450       counter (used by the /sys/devices/.../power/control interface to
451       effectively allow the device to be power managed at run time)
453   void pm_runtime_forbid(struct device *dev);
454     - unset the power.runtime_auto flag for the device and increase its usage
455       counter (used by the /sys/devices/.../power/control interface to
456       effectively prevent the device from being power managed at run time)
458   void pm_runtime_no_callbacks(struct device *dev);
459     - set the power.no_callbacks flag for the device and remove the runtime
460       PM attributes from /sys/devices/.../power (or prevent them from being
461       added when the device is registered)
463   void pm_runtime_irq_safe(struct device *dev);
464     - set the power.irq_safe flag for the device, causing the runtime-PM
465       callbacks to be invoked with interrupts off
467   bool pm_runtime_is_irq_safe(struct device *dev);
468     - return true if power.irq_safe flag was set for the device, causing
469       the runtime-PM callbacks to be invoked with interrupts off
471   void pm_runtime_mark_last_busy(struct device *dev);
472     - set the power.last_busy field to the current time
474   void pm_runtime_use_autosuspend(struct device *dev);
475     - set the power.use_autosuspend flag, enabling autosuspend delays
477   void pm_runtime_dont_use_autosuspend(struct device *dev);
478     - clear the power.use_autosuspend flag, disabling autosuspend delays
480   void pm_runtime_set_autosuspend_delay(struct device *dev, int delay);
481     - set the power.autosuspend_delay value to 'delay' (expressed in
482       milliseconds); if 'delay' is negative then runtime suspends are
483       prevented
485   unsigned long pm_runtime_autosuspend_expiration(struct device *dev);
486     - calculate the time when the current autosuspend delay period will expire,
487       based on power.last_busy and power.autosuspend_delay; if the delay time
488       is 1000 ms or larger then the expiration time is rounded up to the
489       nearest second; returns 0 if the delay period has already expired or
490       power.use_autosuspend isn't set, otherwise returns the expiration time
491       in jiffies
493 It is safe to execute the following helper functions from interrupt context:
495 pm_request_idle()
496 pm_request_autosuspend()
497 pm_schedule_suspend()
498 pm_request_resume()
499 pm_runtime_get_noresume()
500 pm_runtime_get()
501 pm_runtime_put_noidle()
502 pm_runtime_put()
503 pm_runtime_put_autosuspend()
504 pm_runtime_enable()
505 pm_suspend_ignore_children()
506 pm_runtime_set_active()
507 pm_runtime_set_suspended()
508 pm_runtime_suspended()
509 pm_runtime_mark_last_busy()
510 pm_runtime_autosuspend_expiration()
512 If pm_runtime_irq_safe() has been called for a device then the following helper
513 functions may also be used in interrupt context:
515 pm_runtime_idle()
516 pm_runtime_suspend()
517 pm_runtime_autosuspend()
518 pm_runtime_resume()
519 pm_runtime_get_sync()
520 pm_runtime_put_sync()
521 pm_runtime_put_sync_suspend()
522 pm_runtime_put_sync_autosuspend()
524 5. Runtime PM Initialization, Device Probing and Removal
526 Initially, the runtime PM is disabled for all devices, which means that the
527 majority of the runtime PM helper functions described in Section 4 will return
528 -EAGAIN until pm_runtime_enable() is called for the device.
530 In addition to that, the initial runtime PM status of all devices is
531 'suspended', but it need not reflect the actual physical state of the device.
532 Thus, if the device is initially active (i.e. it is able to process I/O), its
533 runtime PM status must be changed to 'active', with the help of
534 pm_runtime_set_active(), before pm_runtime_enable() is called for the device.
536 However, if the device has a parent and the parent's runtime PM is enabled,
537 calling pm_runtime_set_active() for the device will affect the parent, unless
538 the parent's 'power.ignore_children' flag is set.  Namely, in that case the
539 parent won't be able to suspend at run time, using the PM core's helper
540 functions, as long as the child's status is 'active', even if the child's
541 runtime PM is still disabled (i.e. pm_runtime_enable() hasn't been called for
542 the child yet or pm_runtime_disable() has been called for it).  For this reason,
543 once pm_runtime_set_active() has been called for the device, pm_runtime_enable()
544 should be called for it too as soon as reasonably possible or its runtime PM
545 status should be changed back to 'suspended' with the help of
546 pm_runtime_set_suspended().
548 If the default initial runtime PM status of the device (i.e. 'suspended')
549 reflects the actual state of the device, its bus type's or its driver's
550 ->probe() callback will likely need to wake it up using one of the PM core's
551 helper functions described in Section 4.  In that case, pm_runtime_resume()
552 should be used.  Of course, for this purpose the device's runtime PM has to be
553 enabled earlier by calling pm_runtime_enable().
555 Note, if the device may execute pm_runtime calls during the probe (such as
556 if it is registers with a subsystem that may call back in) then the
557 pm_runtime_get_sync() call paired with a pm_runtime_put() call will be
558 appropriate to ensure that the device is not put back to sleep during the
559 probe. This can happen with systems such as the network device layer.
561 It may be desirable to suspend the device once ->probe() has finished.
562 Therefore the driver core uses the asyncronous pm_request_idle() to submit a
563 request to execute the subsystem-level idle callback for the device at that
564 time.  A driver that makes use of the runtime autosuspend feature, may want to
565 update the last busy mark before returning from ->probe().
567 Moreover, the driver core prevents runtime PM callbacks from racing with the bus
568 notifier callback in __device_release_driver(), which is necessary, because the
569 notifier is used by some subsystems to carry out operations affecting the
570 runtime PM functionality.  It does so by calling pm_runtime_get_sync() before
571 driver_sysfs_remove() and the BUS_NOTIFY_UNBIND_DRIVER notifications.  This
572 resumes the device if it's in the suspended state and prevents it from
573 being suspended again while those routines are being executed.
575 To allow bus types and drivers to put devices into the suspended state by
576 calling pm_runtime_suspend() from their ->remove() routines, the driver core
577 executes pm_runtime_put_sync() after running the BUS_NOTIFY_UNBIND_DRIVER
578 notifications in __device_release_driver().  This requires bus types and
579 drivers to make their ->remove() callbacks avoid races with runtime PM directly,
580 but also it allows of more flexibility in the handling of devices during the
581 removal of their drivers.
583 The user space can effectively disallow the driver of the device to power manage
584 it at run time by changing the value of its /sys/devices/.../power/control
585 attribute to "on", which causes pm_runtime_forbid() to be called.  In principle,
586 this mechanism may also be used by the driver to effectively turn off the
587 runtime power management of the device until the user space turns it on.
588 Namely, during the initialization the driver can make sure that the runtime PM
589 status of the device is 'active' and call pm_runtime_forbid().  It should be
590 noted, however, that if the user space has already intentionally changed the
591 value of /sys/devices/.../power/control to "auto" to allow the driver to power
592 manage the device at run time, the driver may confuse it by using
593 pm_runtime_forbid() this way.
595 6. Runtime PM and System Sleep
597 Runtime PM and system sleep (i.e., system suspend and hibernation, also known
598 as suspend-to-RAM and suspend-to-disk) interact with each other in a couple of
599 ways.  If a device is active when a system sleep starts, everything is
600 straightforward.  But what should happen if the device is already suspended?
602 The device may have different wake-up settings for runtime PM and system sleep.
603 For example, remote wake-up may be enabled for runtime suspend but disallowed
604 for system sleep (device_may_wakeup(dev) returns 'false').  When this happens,
605 the subsystem-level system suspend callback is responsible for changing the
606 device's wake-up setting (it may leave that to the device driver's system
607 suspend routine).  It may be necessary to resume the device and suspend it again
608 in order to do so.  The same is true if the driver uses different power levels
609 or other settings for runtime suspend and system sleep.
611 During system resume, the simplest approach is to bring all devices back to full
612 power, even if they had been suspended before the system suspend began.  There
613 are several reasons for this, including:
615   * The device might need to switch power levels, wake-up settings, etc.
617   * Remote wake-up events might have been lost by the firmware.
619   * The device's children may need the device to be at full power in order
620     to resume themselves.
622   * The driver's idea of the device state may not agree with the device's
623     physical state.  This can happen during resume from hibernation.
625   * The device might need to be reset.
627   * Even though the device was suspended, if its usage counter was > 0 then most
628     likely it would need a runtime resume in the near future anyway.
630 If the device had been suspended before the system suspend began and it's
631 brought back to full power during resume, then its runtime PM status will have
632 to be updated to reflect the actual post-system sleep status.  The way to do
633 this is:
635         pm_runtime_disable(dev);
636         pm_runtime_set_active(dev);
637         pm_runtime_enable(dev);
639 The PM core always increments the runtime usage counter before calling the
640 ->suspend() callback and decrements it after calling the ->resume() callback.
641 Hence disabling runtime PM temporarily like this will not cause any runtime
642 suspend attempts to be permanently lost.  If the usage count goes to zero
643 following the return of the ->resume() callback, the ->runtime_idle() callback
644 will be invoked as usual.
646 On some systems, however, system sleep is not entered through a global firmware
647 or hardware operation.  Instead, all hardware components are put into low-power
648 states directly by the kernel in a coordinated way.  Then, the system sleep
649 state effectively follows from the states the hardware components end up in
650 and the system is woken up from that state by a hardware interrupt or a similar
651 mechanism entirely under the kernel's control.  As a result, the kernel never
652 gives control away and the states of all devices during resume are precisely
653 known to it.  If that is the case and none of the situations listed above takes
654 place (in particular, if the system is not waking up from hibernation), it may
655 be more efficient to leave the devices that had been suspended before the system
656 suspend began in the suspended state.
658 To this end, the PM core provides a mechanism allowing some coordination between
659 different levels of device hierarchy.  Namely, if a system suspend .prepare()
660 callback returns a positive number for a device, that indicates to the PM core
661 that the device appears to be runtime-suspended and its state is fine, so it
662 may be left in runtime suspend provided that all of its descendants are also
663 left in runtime suspend.  If that happens, the PM core will not execute any
664 system suspend and resume callbacks for all of those devices, except for the
665 complete callback, which is then entirely responsible for handling the device
666 as appropriate.  This only applies to system suspend transitions that are not
667 related to hibernation (see Documentation/power/devices.txt for more
668 information).
670 The PM core does its best to reduce the probability of race conditions between
671 the runtime PM and system suspend/resume (and hibernation) callbacks by carrying
672 out the following operations:
674   * During system suspend pm_runtime_get_noresume() is called for every device
675     right before executing the subsystem-level .prepare() callback for it and
676     pm_runtime_barrier() is called for every device right before executing the
677     subsystem-level .suspend() callback for it.  In addition to that the PM core
678     calls  __pm_runtime_disable() with 'false' as the second argument for every
679     device right before executing the subsystem-level .suspend_late() callback
680     for it.
682   * During system resume pm_runtime_enable() and pm_runtime_put() are called for
683     every device right after executing the subsystem-level .resume_early()
684     callback and right after executing the subsystem-level .complete() callback
685     for it, respectively.
687 7. Generic subsystem callbacks
689 Subsystems may wish to conserve code space by using the set of generic power
690 management callbacks provided by the PM core, defined in
691 driver/base/power/generic_ops.c:
693   int pm_generic_runtime_suspend(struct device *dev);
694     - invoke the ->runtime_suspend() callback provided by the driver of this
695       device and return its result, or return 0 if not defined
697   int pm_generic_runtime_resume(struct device *dev);
698     - invoke the ->runtime_resume() callback provided by the driver of this
699       device and return its result, or return 0 if not defined
701   int pm_generic_suspend(struct device *dev);
702     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->suspend()
703       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
704       defined
706   int pm_generic_suspend_noirq(struct device *dev);
707     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->suspend_noirq()
708       callback provided by the device's driver and return its result, or return
709       0 if not defined
711   int pm_generic_resume(struct device *dev);
712     - invoke the ->resume() callback provided by the driver of this device and,
713       if successful, change the device's runtime PM status to 'active'
715   int pm_generic_resume_noirq(struct device *dev);
716     - invoke the ->resume_noirq() callback provided by the driver of this device
718   int pm_generic_freeze(struct device *dev);
719     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->freeze()
720       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
721       defined
723   int pm_generic_freeze_noirq(struct device *dev);
724     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->freeze_noirq()
725       callback provided by the device's driver and return its result, or return
726       0 if not defined
728   int pm_generic_thaw(struct device *dev);
729     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->thaw()
730       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
731       defined
733   int pm_generic_thaw_noirq(struct device *dev);
734     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->thaw_noirq()
735       callback provided by the device's driver and return its result, or return
736       0 if not defined
738   int pm_generic_poweroff(struct device *dev);
739     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->poweroff()
740       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
741       defined
743   int pm_generic_poweroff_noirq(struct device *dev);
744     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", run the ->poweroff_noirq()
745       callback provided by the device's driver and return its result, or return
746       0 if not defined
748   int pm_generic_restore(struct device *dev);
749     - invoke the ->restore() callback provided by the driver of this device and,
750       if successful, change the device's runtime PM status to 'active'
752   int pm_generic_restore_noirq(struct device *dev);
753     - invoke the ->restore_noirq() callback provided by the device's driver
755 These functions are the defaults used by the PM core, if a subsystem doesn't
756 provide its own callbacks for ->runtime_idle(), ->runtime_suspend(),
757 ->runtime_resume(), ->suspend(), ->suspend_noirq(), ->resume(),
758 ->resume_noirq(), ->freeze(), ->freeze_noirq(), ->thaw(), ->thaw_noirq(),
759 ->poweroff(), ->poweroff_noirq(), ->restore(), ->restore_noirq() in the
760 subsystem-level dev_pm_ops structure.
762 Device drivers that wish to use the same function as a system suspend, freeze,
763 poweroff and runtime suspend callback, and similarly for system resume, thaw,
764 restore, and runtime resume, can achieve this with the help of the
765 UNIVERSAL_DEV_PM_OPS macro defined in include/linux/pm.h (possibly setting its
766 last argument to NULL).
768 8. "No-Callback" Devices
770 Some "devices" are only logical sub-devices of their parent and cannot be
771 power-managed on their own.  (The prototype example is a USB interface.  Entire
772 USB devices can go into low-power mode or send wake-up requests, but neither is
773 possible for individual interfaces.)  The drivers for these devices have no
774 need of runtime PM callbacks; if the callbacks did exist, ->runtime_suspend()
775 and ->runtime_resume() would always return 0 without doing anything else and
776 ->runtime_idle() would always call pm_runtime_suspend().
778 Subsystems can tell the PM core about these devices by calling
779 pm_runtime_no_callbacks().  This should be done after the device structure is
780 initialized and before it is registered (although after device registration is
781 also okay).  The routine will set the device's power.no_callbacks flag and
782 prevent the non-debugging runtime PM sysfs attributes from being created.
784 When power.no_callbacks is set, the PM core will not invoke the
785 ->runtime_idle(), ->runtime_suspend(), or ->runtime_resume() callbacks.
786 Instead it will assume that suspends and resumes always succeed and that idle
787 devices should be suspended.
789 As a consequence, the PM core will never directly inform the device's subsystem
790 or driver about runtime power changes.  Instead, the driver for the device's
791 parent must take responsibility for telling the device's driver when the
792 parent's power state changes.
794 9. Autosuspend, or automatically-delayed suspends
796 Changing a device's power state isn't free; it requires both time and energy.
797 A device should be put in a low-power state only when there's some reason to
798 think it will remain in that state for a substantial time.  A common heuristic
799 says that a device which hasn't been used for a while is liable to remain
800 unused; following this advice, drivers should not allow devices to be suspended
801 at runtime until they have been inactive for some minimum period.  Even when
802 the heuristic ends up being non-optimal, it will still prevent devices from
803 "bouncing" too rapidly between low-power and full-power states.
805 The term "autosuspend" is an historical remnant.  It doesn't mean that the
806 device is automatically suspended (the subsystem or driver still has to call
807 the appropriate PM routines); rather it means that runtime suspends will
808 automatically be delayed until the desired period of inactivity has elapsed.
810 Inactivity is determined based on the power.last_busy field.  Drivers should
811 call pm_runtime_mark_last_busy() to update this field after carrying out I/O,
812 typically just before calling pm_runtime_put_autosuspend().  The desired length
813 of the inactivity period is a matter of policy.  Subsystems can set this length
814 initially by calling pm_runtime_set_autosuspend_delay(), but after device
815 registration the length should be controlled by user space, using the
816 /sys/devices/.../power/autosuspend_delay_ms attribute.
818 In order to use autosuspend, subsystems or drivers must call
819 pm_runtime_use_autosuspend() (preferably before registering the device), and
820 thereafter they should use the various *_autosuspend() helper functions instead
821 of the non-autosuspend counterparts:
823         Instead of: pm_runtime_suspend    use: pm_runtime_autosuspend;
824         Instead of: pm_schedule_suspend   use: pm_request_autosuspend;
825         Instead of: pm_runtime_put        use: pm_runtime_put_autosuspend;
826         Instead of: pm_runtime_put_sync   use: pm_runtime_put_sync_autosuspend.
828 Drivers may also continue to use the non-autosuspend helper functions; they
829 will behave normally, not taking the autosuspend delay into account.
830 Similarly, if the power.use_autosuspend field isn't set then the autosuspend
831 helper functions will behave just like the non-autosuspend counterparts.
833 Under some circumstances a driver or subsystem may want to prevent a device
834 from autosuspending immediately, even though the usage counter is zero and the
835 autosuspend delay time has expired.  If the ->runtime_suspend() callback
836 returns -EAGAIN or -EBUSY, and if the next autosuspend delay expiration time is
837 in the future (as it normally would be if the callback invoked
838 pm_runtime_mark_last_busy()), the PM core will automatically reschedule the
839 autosuspend.  The ->runtime_suspend() callback can't do this rescheduling
840 itself because no suspend requests of any kind are accepted while the device is
841 suspending (i.e., while the callback is running).
843 The implementation is well suited for asynchronous use in interrupt contexts.
844 However such use inevitably involves races, because the PM core can't
845 synchronize ->runtime_suspend() callbacks with the arrival of I/O requests.
846 This synchronization must be handled by the driver, using its private lock.
847 Here is a schematic pseudo-code example:
849         foo_read_or_write(struct foo_priv *foo, void *data)
850         {
851                 lock(&foo->private_lock);
852                 add_request_to_io_queue(foo, data);
853                 if (foo->num_pending_requests++ == 0)
854                         pm_runtime_get(&foo->dev);
855                 if (!foo->is_suspended)
856                         foo_process_next_request(foo);
857                 unlock(&foo->private_lock);
858         }
860         foo_io_completion(struct foo_priv *foo, void *req)
861         {
862                 lock(&foo->private_lock);
863                 if (--foo->num_pending_requests == 0) {
864                         pm_runtime_mark_last_busy(&foo->dev);
865                         pm_runtime_put_autosuspend(&foo->dev);
866                 } else {
867                         foo_process_next_request(foo);
868                 }
869                 unlock(&foo->private_lock);
870                 /* Send req result back to the user ... */
871         }
873         int foo_runtime_suspend(struct device *dev)
874         {
875                 struct foo_priv foo = container_of(dev, ...);
876                 int ret = 0;
878                 lock(&foo->private_lock);
879                 if (foo->num_pending_requests > 0) {
880                         ret = -EBUSY;
881                 } else {
882                         /* ... suspend the device ... */
883                         foo->is_suspended = 1;
884                 }
885                 unlock(&foo->private_lock);
886                 return ret;
887         }
889         int foo_runtime_resume(struct device *dev)
890         {
891                 struct foo_priv foo = container_of(dev, ...);
893                 lock(&foo->private_lock);
894                 /* ... resume the device ... */
895                 foo->is_suspended = 0;
896                 pm_runtime_mark_last_busy(&foo->dev);
897                 if (foo->num_pending_requests > 0)
898                         foo_process_next_request(foo);
899                 unlock(&foo->private_lock);
900                 return 0;
901         }
903 The important point is that after foo_io_completion() asks for an autosuspend,
904 the foo_runtime_suspend() callback may race with foo_read_or_write().
905 Therefore foo_runtime_suspend() has to check whether there are any pending I/O
906 requests (while holding the private lock) before allowing the suspend to
907 proceed.
909 In addition, the power.autosuspend_delay field can be changed by user space at
910 any time.  If a driver cares about this, it can call
911 pm_runtime_autosuspend_expiration() from within the ->runtime_suspend()
912 callback while holding its private lock.  If the function returns a nonzero
913 value then the delay has not yet expired and the callback should return
914 -EAGAIN.