Linux 3.15-rc1
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / power / runtime_pm.txt
blob5f96daf8566abfb5003089696dc1c537793d3c4b
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>
6 1. Introduction
8 Support for runtime power management (runtime PM) of I/O devices is provided
9 at the power management core (PM core) level by means of:
11 * The power management workqueue pm_wq in which bus types and device drivers can
12   put their PM-related work items.  It is strongly recommended that pm_wq be
13   used for queuing all work items related to runtime PM, because this allows
14   them to be synchronized with system-wide power transitions (suspend to RAM,
15   hibernation and resume from system sleep states).  pm_wq is declared in
16   include/linux/pm_runtime.h and defined in kernel/power/main.c.
18 * A number of runtime PM fields in the 'power' member of 'struct device' (which
19   is of the type 'struct dev_pm_info', defined in include/linux/pm.h) that can
20   be used for synchronizing runtime PM operations with one another.
22 * Three device runtime PM callbacks in 'struct dev_pm_ops' (defined in
23   include/linux/pm.h).
25 * A set of helper functions defined in drivers/base/power/runtime.c that can be
26   used for carrying out runtime PM operations in such a way that the
27   synchronization between them is taken care of by the PM core.  Bus types and
28   device drivers are encouraged to use these functions.
30 The runtime PM callbacks present in 'struct dev_pm_ops', the device runtime PM
31 fields of 'struct dev_pm_info' and the core helper functions provided for
32 runtime PM are described below.
34 2. Device Runtime PM Callbacks
36 There are three device runtime PM callbacks defined in 'struct dev_pm_ops':
38 struct dev_pm_ops {
39         ...
40         int (*runtime_suspend)(struct device *dev);
41         int (*runtime_resume)(struct device *dev);
42         int (*runtime_idle)(struct device *dev);
43         ...
46 The ->runtime_suspend(), ->runtime_resume() and ->runtime_idle() callbacks
47 are executed by the PM core for the device's subsystem that may be either of
48 the following:
50   1. PM domain of the device, if the device's PM domain object, dev->pm_domain,
51      is present.
53   2. Device type of the device, if both dev->type and dev->type->pm are present.
55   3. Device class of the device, if both dev->class and dev->class->pm are
56      present.
58   4. Bus type of the device, if both dev->bus and dev->bus->pm are present.
60 If the subsystem chosen by applying the above rules doesn't provide the relevant
61 callback, the PM core will invoke the corresponding driver callback stored in
62 dev->driver->pm directly (if present).
64 The PM core always checks which callback to use in the order given above, so the
65 priority order of callbacks from high to low is: PM domain, device type, class
66 and bus type.  Moreover, the high-priority one will always take precedence over
67 a low-priority one.  The PM domain, bus type, device type and class callbacks
68 are referred to as subsystem-level callbacks in what follows.
70 By default, the callbacks are always invoked in process context with interrupts
71 enabled.  However, the pm_runtime_irq_safe() helper function can be used to tell
72 the PM core that it is safe to run the ->runtime_suspend(), ->runtime_resume()
73 and ->runtime_idle() callbacks for the given device in atomic context with
74 interrupts disabled.  This implies that the callback routines in question must
75 not block or sleep, but it also means that the synchronous helper functions
76 listed at the end of Section 4 may be used for that device within an interrupt
77 handler or generally in an atomic context.
79 The subsystem-level suspend callback, if present, is _entirely_ _responsible_
80 for handling the suspend of the device as appropriate, which may, but need not
81 include executing the device driver's own ->runtime_suspend() callback (from the
82 PM core's point of view it is not necessary to implement a ->runtime_suspend()
83 callback in a device driver as long as the subsystem-level suspend callback
84 knows what to do to handle the device).
86   * Once the subsystem-level suspend callback (or the driver suspend callback,
87     if invoked directly) has completed successfully for the given device, the PM
88     core regards the device as suspended, which need not mean that it has been
89     put into a low power state.  It is supposed to mean, however, that the
90     device will not process data and will not communicate with the CPU(s) and
91     RAM until the appropriate resume callback is executed for it.  The runtime
92     PM status of a device after successful execution of the suspend callback is
93     'suspended'.
95   * If the suspend callback returns -EBUSY or -EAGAIN, the device's runtime PM
96     status remains 'active', which means that the device _must_ be fully
97     operational afterwards.
99   * If the suspend callback returns an error code different from -EBUSY and
100     -EAGAIN, the PM core regards this as a fatal error and will refuse to run
101     the helper functions described in Section 4 for the device until its status
102     is directly set to  either'active', or 'suspended' (the PM core provides
103     special helper functions for this purpose).
105 In particular, if the driver requires remote wakeup capability (i.e. hardware
106 mechanism allowing the device to request a change of its power state, such as
107 PCI PME) for proper functioning and device_run_wake() returns 'false' for the
108 device, then ->runtime_suspend() should return -EBUSY.  On the other hand, if
109 device_run_wake() returns 'true' for the device and the device is put into a
110 low-power state during the execution of the suspend callback, it is expected
111 that remote wakeup will be enabled for the device.  Generally, remote wakeup
112 should be enabled for all input devices put into low-power states at run time.
114 The subsystem-level resume callback, if present, is _entirely_ _responsible_ for
115 handling the resume of the device as appropriate, which may, but need not
116 include executing the device driver's own ->runtime_resume() callback (from the
117 PM core's point of view it is not necessary to implement a ->runtime_resume()
118 callback in a device driver as long as the subsystem-level resume callback knows
119 what to do to handle the device).
121   * Once the subsystem-level resume callback (or the driver resume callback, if
122     invoked directly) has completed successfully, the PM core regards the device
123     as fully operational, which means that the device _must_ be able to complete
124     I/O operations as needed.  The runtime PM status of the device is then
125     'active'.
127   * If the resume callback returns an error code, the PM core regards this as a
128     fatal error and will refuse to run the helper functions described in Section
129     4 for the device, until its status is directly set to either 'active', or
130     'suspended' (by means of special helper functions provided by the PM core
131     for this purpose).
133 The idle callback (a subsystem-level one, if present, or the driver one) is
134 executed by the PM core whenever the device appears to be idle, which is
135 indicated to the PM core by two counters, the device's usage counter and the
136 counter of 'active' children of the device.
138   * If any of these counters is decreased using a helper function provided by
139     the PM core and it turns out to be equal to zero, the other counter is
140     checked.  If that counter also is equal to zero, the PM core executes the
141     idle callback with the device as its argument.
143 The action performed by the idle callback is totally dependent on the subsystem
144 (or driver) in question, but the expected and recommended action is to check
145 if the device can be suspended (i.e. if all of the conditions necessary for
146 suspending the device are satisfied) and to queue up a suspend request for the
147 device in that case.  If there is no idle callback, or if the callback returns
148 0, then the PM core will attempt to carry out a runtime suspend of the device,
149 also respecting devices configured for autosuspend.  In essence this means a
150 call to pm_runtime_autosuspend() (do note that drivers needs to update the
151 device last busy mark, pm_runtime_mark_last_busy(), to control the delay under
152 this circumstance).  To prevent this (for example, if the callback routine has
153 started a delayed suspend), the routine must return a non-zero value.  Negative
154 error return codes are ignored by the PM core.
156 The helper functions provided by the PM core, described in Section 4, guarantee
157 that the following constraints are met with respect to runtime PM callbacks for
158 one device:
160 (1) The callbacks are mutually exclusive (e.g. it is forbidden to execute
161     ->runtime_suspend() in parallel with ->runtime_resume() or with another
162     instance of ->runtime_suspend() for the same device) with the exception that
163     ->runtime_suspend() or ->runtime_resume() can be executed in parallel with
164     ->runtime_idle() (although ->runtime_idle() will not be started while any
165     of the other callbacks is being executed for the same device).
167 (2) ->runtime_idle() and ->runtime_suspend() can only be executed for 'active'
168     devices (i.e. the PM core will only execute ->runtime_idle() or
169     ->runtime_suspend() for the devices the runtime PM status of which is
170     'active').
172 (3) ->runtime_idle() and ->runtime_suspend() can only be executed for a device
173     the usage counter of which is equal to zero _and_ either the counter of
174     'active' children of which is equal to zero, or the 'power.ignore_children'
175     flag of which is set.
177 (4) ->runtime_resume() can only be executed for 'suspended' devices  (i.e. the
178     PM core will only execute ->runtime_resume() for the devices the runtime
179     PM status of which is 'suspended').
181 Additionally, the helper functions provided by the PM core obey the following
182 rules:
184   * If ->runtime_suspend() is about to be executed or there's a pending request
185     to execute it, ->runtime_idle() will not be executed for the same device.
187   * A request to execute or to schedule the execution of ->runtime_suspend()
188     will cancel any pending requests to execute ->runtime_idle() for the same
189     device.
191   * If ->runtime_resume() is about to be executed or there's a pending request
192     to execute it, the other callbacks will not be executed for the same device.
194   * A request to execute ->runtime_resume() will cancel any pending or
195     scheduled requests to execute the other callbacks for the same device,
196     except for scheduled autosuspends.
198 3. Runtime PM Device Fields
200 The following device runtime PM fields are present in 'struct dev_pm_info', as
201 defined in include/linux/pm.h:
203   struct timer_list suspend_timer;
204     - timer used for scheduling (delayed) suspend and autosuspend requests
206   unsigned long timer_expires;
207     - timer expiration time, in jiffies (if this is different from zero, the
208       timer is running and will expire at that time, otherwise the timer is not
209       running)
211   struct work_struct work;
212     - work structure used for queuing up requests (i.e. work items in pm_wq)
214   wait_queue_head_t wait_queue;
215     - wait queue used if any of the helper functions needs to wait for another
216       one to complete
218   spinlock_t lock;
219     - lock used for synchronisation
221   atomic_t usage_count;
222     - the usage counter of the device
224   atomic_t child_count;
225     - the count of 'active' children of the device
227   unsigned int ignore_children;
228     - if set, the value of child_count is ignored (but still updated)
230   unsigned int disable_depth;
231     - used for disabling the helper funcions (they work normally if this is
232       equal to zero); the initial value of it is 1 (i.e. runtime PM is
233       initially disabled for all devices)
235   int runtime_error;
236     - if set, there was a fatal error (one of the callbacks returned error code
237       as described in Section 2), so the helper funtions will not work until
238       this flag is cleared; this is the error code returned by the failing
239       callback
241   unsigned int idle_notification;
242     - if set, ->runtime_idle() is being executed
244   unsigned int request_pending;
245     - if set, there's a pending request (i.e. a work item queued up into pm_wq)
247   enum rpm_request request;
248     - type of request that's pending (valid if request_pending is set)
250   unsigned int deferred_resume;
251     - set if ->runtime_resume() is about to be run while ->runtime_suspend() is
252       being executed for that device and it is not practical to wait for the
253       suspend to complete; means "start a resume as soon as you've suspended"
255   unsigned int run_wake;
256     - set if the device is capable of generating runtime wake-up events
258   enum rpm_status runtime_status;
259     - the runtime PM status of the device; this field's initial value is
260       RPM_SUSPENDED, which means that each device is initially regarded by the
261       PM core as 'suspended', regardless of its real hardware status
263   unsigned int runtime_auto;
264     - if set, indicates that the user space has allowed the device driver to
265       power manage the device at run time via the /sys/devices/.../power/control
266       interface; it may only be modified with the help of the pm_runtime_allow()
267       and pm_runtime_forbid() helper functions
269   unsigned int no_callbacks;
270     - indicates that the device does not use the runtime PM callbacks (see
271       Section 8); it may be modified only by the pm_runtime_no_callbacks()
272       helper function
274   unsigned int irq_safe;
275     - indicates that the ->runtime_suspend() and ->runtime_resume() callbacks
276       will be invoked with the spinlock held and interrupts disabled
278   unsigned int use_autosuspend;
279     - indicates that the device's driver supports delayed autosuspend (see
280       Section 9); it may be modified only by the
281       pm_runtime{_dont}_use_autosuspend() helper functions
283   unsigned int timer_autosuspends;
284     - indicates that the PM core should attempt to carry out an autosuspend
285       when the timer expires rather than a normal suspend
287   int autosuspend_delay;
288     - the delay time (in milliseconds) to be used for autosuspend
290   unsigned long last_busy;
291     - the time (in jiffies) when the pm_runtime_mark_last_busy() helper
292       function was last called for this device; used in calculating inactivity
293       periods for autosuspend
295 All of the above fields are members of the 'power' member of 'struct device'.
297 4. Runtime PM Device Helper Functions
299 The following runtime PM helper functions are defined in
300 drivers/base/power/runtime.c and include/linux/pm_runtime.h:
302   void pm_runtime_init(struct device *dev);
303     - initialize the device runtime PM fields in 'struct dev_pm_info'
305   void pm_runtime_remove(struct device *dev);
306     - make sure that the runtime PM of the device will be disabled after
307       removing the device from device hierarchy
309   int pm_runtime_idle(struct device *dev);
310     - execute the subsystem-level idle callback for the device; returns an
311       error code on failure, where -EINPROGRESS means that ->runtime_idle() is
312       already being executed; if there is no callback or the callback returns 0
313       then run pm_runtime_autosuspend(dev) and return its result
315   int pm_runtime_suspend(struct device *dev);
316     - execute the subsystem-level suspend callback for the device; returns 0 on
317       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'suspended', or
318       error code on failure, where -EAGAIN or -EBUSY means it is safe to attempt
319       to suspend the device again in future and -EACCES means that
320       'power.disable_depth' is different from 0
322   int pm_runtime_autosuspend(struct device *dev);
323     - same as pm_runtime_suspend() except that the autosuspend delay is taken
324       into account; if pm_runtime_autosuspend_expiration() says the delay has
325       not yet expired then an autosuspend is scheduled for the appropriate time
326       and 0 is returned
328   int pm_runtime_resume(struct device *dev);
329     - execute the subsystem-level resume callback for the device; returns 0 on
330       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'active' or
331       error code on failure, where -EAGAIN means it may be safe to attempt to
332       resume the device again in future, but 'power.runtime_error' should be
333       checked additionally, and -EACCES means that 'power.disable_depth' is
334       different from 0
336   int pm_request_idle(struct device *dev);
337     - submit a request to execute the subsystem-level idle callback for the
338       device (the request is represented by a work item in pm_wq); returns 0 on
339       success or error code if the request has not been queued up
341   int pm_request_autosuspend(struct device *dev);
342     - schedule the execution of the subsystem-level suspend callback for the
343       device when the autosuspend delay has expired; if the delay has already
344       expired then the work item is queued up immediately
346   int pm_schedule_suspend(struct device *dev, unsigned int delay);
347     - schedule the execution of the subsystem-level suspend callback for the
348       device in future, where 'delay' is the time to wait before queuing up a
349       suspend work item in pm_wq, in milliseconds (if 'delay' is zero, the work
350       item is queued up immediately); returns 0 on success, 1 if the device's PM
351       runtime status was already 'suspended', or error code if the request
352       hasn't been scheduled (or queued up if 'delay' is 0); if the execution of
353       ->runtime_suspend() is already scheduled and not yet expired, the new
354       value of 'delay' will be used as the time to wait
356   int pm_request_resume(struct device *dev);
357     - submit a request to execute the subsystem-level resume callback for the
358       device (the request is represented by a work item in pm_wq); returns 0 on
359       success, 1 if the device's runtime PM status was already 'active', or
360       error code if the request hasn't been queued up
362   void pm_runtime_get_noresume(struct device *dev);
363     - increment the device's usage counter
365   int pm_runtime_get(struct device *dev);
366     - increment the device's usage counter, run pm_request_resume(dev) and
367       return its result
369   int pm_runtime_get_sync(struct device *dev);
370     - increment the device's usage counter, run pm_runtime_resume(dev) and
371       return its result
373   void pm_runtime_put_noidle(struct device *dev);
374     - decrement the device's usage counter
376   int pm_runtime_put(struct device *dev);
377     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
378       pm_request_idle(dev) and return its result
380   int pm_runtime_put_autosuspend(struct device *dev);
381     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
382       pm_request_autosuspend(dev) and return its result
384   int pm_runtime_put_sync(struct device *dev);
385     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
386       pm_runtime_idle(dev) and return its result
388   int pm_runtime_put_sync_suspend(struct device *dev);
389     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
390       pm_runtime_suspend(dev) and return its result
392   int pm_runtime_put_sync_autosuspend(struct device *dev);
393     - decrement the device's usage counter; if the result is 0 then run
394       pm_runtime_autosuspend(dev) and return its result
396   void pm_runtime_enable(struct device *dev);
397     - decrement the device's 'power.disable_depth' field; if that field is equal
398       to zero, the runtime PM helper functions can execute subsystem-level
399       callbacks described in Section 2 for the device
401   int pm_runtime_disable(struct device *dev);
402     - increment the device's 'power.disable_depth' field (if the value of that
403       field was previously zero, this prevents subsystem-level runtime PM
404       callbacks from being run for the device), make sure that all of the
405       pending runtime PM operations on the device are either completed or
406       canceled; returns 1 if there was a resume request pending and it was
407       necessary to execute the subsystem-level resume callback for the device
408       to satisfy that request, otherwise 0 is returned
410   int pm_runtime_barrier(struct device *dev);
411     - check if there's a resume request pending for the device and resume it
412       (synchronously) in that case, cancel any other pending runtime PM requests
413       regarding it and wait for all runtime PM operations on it in progress to
414       complete; returns 1 if there was a resume request pending and it was
415       necessary to execute the subsystem-level resume callback for the device to
416       satisfy that request, otherwise 0 is returned
418   void pm_suspend_ignore_children(struct device *dev, bool enable);
419     - set/unset the power.ignore_children flag of the device
421   int pm_runtime_set_active(struct device *dev);
422     - clear the device's 'power.runtime_error' flag, set the device's runtime
423       PM status to 'active' and update its parent's counter of 'active'
424       children as appropriate (it is only valid to use this function if
425       'power.runtime_error' is set or 'power.disable_depth' is greater than
426       zero); it will fail and return error code if the device has a parent
427       which is not active and the 'power.ignore_children' flag of which is unset
429   void pm_runtime_set_suspended(struct device *dev);
430     - clear the device's 'power.runtime_error' flag, set the device's runtime
431       PM status to 'suspended' and update its parent's counter of 'active'
432       children as appropriate (it is only valid to use this function if
433       'power.runtime_error' is set or 'power.disable_depth' is greater than
434       zero)
436   bool pm_runtime_active(struct device *dev);
437     - return true if the device's runtime PM status is 'active' or its
438       'power.disable_depth' field is not equal to zero, or false otherwise
440   bool pm_runtime_suspended(struct device *dev);
441     - return true if the device's runtime PM status is 'suspended' and its
442       'power.disable_depth' field is equal to zero, or false otherwise
444   bool pm_runtime_status_suspended(struct device *dev);
445     - return true if the device's runtime PM status is 'suspended'
447   void pm_runtime_allow(struct device *dev);
448     - set the power.runtime_auto flag for the device and decrease its usage
449       counter (used by the /sys/devices/.../power/control interface to
450       effectively allow the device to be power managed at run time)
452   void pm_runtime_forbid(struct device *dev);
453     - unset the power.runtime_auto flag for the device and increase its usage
454       counter (used by the /sys/devices/.../power/control interface to
455       effectively prevent the device from being power managed at run time)
457   void pm_runtime_no_callbacks(struct device *dev);
458     - set the power.no_callbacks flag for the device and remove the runtime
459       PM attributes from /sys/devices/.../power (or prevent them from being
460       added when the device is registered)
462   void pm_runtime_irq_safe(struct device *dev);
463     - set the power.irq_safe flag for the device, causing the runtime-PM
464       callbacks to be invoked with interrupts off
466   void pm_runtime_mark_last_busy(struct device *dev);
467     - set the power.last_busy field to the current time
469   void pm_runtime_use_autosuspend(struct device *dev);
470     - set the power.use_autosuspend flag, enabling autosuspend delays
472   void pm_runtime_dont_use_autosuspend(struct device *dev);
473     - clear the power.use_autosuspend flag, disabling autosuspend delays
475   void pm_runtime_set_autosuspend_delay(struct device *dev, int delay);
476     - set the power.autosuspend_delay value to 'delay' (expressed in
477       milliseconds); if 'delay' is negative then runtime suspends are
478       prevented
480   unsigned long pm_runtime_autosuspend_expiration(struct device *dev);
481     - calculate the time when the current autosuspend delay period will expire,
482       based on power.last_busy and power.autosuspend_delay; if the delay time
483       is 1000 ms or larger then the expiration time is rounded up to the
484       nearest second; returns 0 if the delay period has already expired or
485       power.use_autosuspend isn't set, otherwise returns the expiration time
486       in jiffies
488 It is safe to execute the following helper functions from interrupt context:
490 pm_request_idle()
491 pm_request_autosuspend()
492 pm_schedule_suspend()
493 pm_request_resume()
494 pm_runtime_get_noresume()
495 pm_runtime_get()
496 pm_runtime_put_noidle()
497 pm_runtime_put()
498 pm_runtime_put_autosuspend()
499 pm_runtime_enable()
500 pm_suspend_ignore_children()
501 pm_runtime_set_active()
502 pm_runtime_set_suspended()
503 pm_runtime_suspended()
504 pm_runtime_mark_last_busy()
505 pm_runtime_autosuspend_expiration()
507 If pm_runtime_irq_safe() has been called for a device then the following helper
508 functions may also be used in interrupt context:
510 pm_runtime_idle()
511 pm_runtime_suspend()
512 pm_runtime_autosuspend()
513 pm_runtime_resume()
514 pm_runtime_get_sync()
515 pm_runtime_put_sync()
516 pm_runtime_put_sync_suspend()
517 pm_runtime_put_sync_autosuspend()
519 5. Runtime PM Initialization, Device Probing and Removal
521 Initially, the runtime PM is disabled for all devices, which means that the
522 majority of the runtime PM helper funtions described in Section 4 will return
523 -EAGAIN until pm_runtime_enable() is called for the device.
525 In addition to that, the initial runtime PM status of all devices is
526 'suspended', but it need not reflect the actual physical state of the device.
527 Thus, if the device is initially active (i.e. it is able to process I/O), its
528 runtime PM status must be changed to 'active', with the help of
529 pm_runtime_set_active(), before pm_runtime_enable() is called for the device.
531 However, if the device has a parent and the parent's runtime PM is enabled,
532 calling pm_runtime_set_active() for the device will affect the parent, unless
533 the parent's 'power.ignore_children' flag is set.  Namely, in that case the
534 parent won't be able to suspend at run time, using the PM core's helper
535 functions, as long as the child's status is 'active', even if the child's
536 runtime PM is still disabled (i.e. pm_runtime_enable() hasn't been called for
537 the child yet or pm_runtime_disable() has been called for it).  For this reason,
538 once pm_runtime_set_active() has been called for the device, pm_runtime_enable()
539 should be called for it too as soon as reasonably possible or its runtime PM
540 status should be changed back to 'suspended' with the help of
541 pm_runtime_set_suspended().
543 If the default initial runtime PM status of the device (i.e. 'suspended')
544 reflects the actual state of the device, its bus type's or its driver's
545 ->probe() callback will likely need to wake it up using one of the PM core's
546 helper functions described in Section 4.  In that case, pm_runtime_resume()
547 should be used.  Of course, for this purpose the device's runtime PM has to be
548 enabled earlier by calling pm_runtime_enable().
550 It may be desirable to suspend the device once ->probe() has finished.
551 Therefore the driver core uses the asyncronous pm_request_idle() to submit a
552 request to execute the subsystem-level idle callback for the device at that
553 time.  A driver that makes use of the runtime autosuspend feature, may want to
554 update the last busy mark before returning from ->probe().
556 Moreover, the driver core prevents runtime PM callbacks from racing with the bus
557 notifier callback in __device_release_driver(), which is necessary, because the
558 notifier is used by some subsystems to carry out operations affecting the
559 runtime PM functionality.  It does so by calling pm_runtime_get_sync() before
560 driver_sysfs_remove() and the BUS_NOTIFY_UNBIND_DRIVER notifications.  This
561 resumes the device if it's in the suspended state and prevents it from
562 being suspended again while those routines are being executed.
564 To allow bus types and drivers to put devices into the suspended state by
565 calling pm_runtime_suspend() from their ->remove() routines, the driver core
566 executes pm_runtime_put_sync() after running the BUS_NOTIFY_UNBIND_DRIVER
567 notifications in __device_release_driver().  This requires bus types and
568 drivers to make their ->remove() callbacks avoid races with runtime PM directly,
569 but also it allows of more flexibility in the handling of devices during the
570 removal of their drivers.
572 The user space can effectively disallow the driver of the device to power manage
573 it at run time by changing the value of its /sys/devices/.../power/control
574 attribute to "on", which causes pm_runtime_forbid() to be called.  In principle,
575 this mechanism may also be used by the driver to effectively turn off the
576 runtime power management of the device until the user space turns it on.
577 Namely, during the initialization the driver can make sure that the runtime PM
578 status of the device is 'active' and call pm_runtime_forbid().  It should be
579 noted, however, that if the user space has already intentionally changed the
580 value of /sys/devices/.../power/control to "auto" to allow the driver to power
581 manage the device at run time, the driver may confuse it by using
582 pm_runtime_forbid() this way.
584 6. Runtime PM and System Sleep
586 Runtime PM and system sleep (i.e., system suspend and hibernation, also known
587 as suspend-to-RAM and suspend-to-disk) interact with each other in a couple of
588 ways.  If a device is active when a system sleep starts, everything is
589 straightforward.  But what should happen if the device is already suspended?
591 The device may have different wake-up settings for runtime PM and system sleep.
592 For example, remote wake-up may be enabled for runtime suspend but disallowed
593 for system sleep (device_may_wakeup(dev) returns 'false').  When this happens,
594 the subsystem-level system suspend callback is responsible for changing the
595 device's wake-up setting (it may leave that to the device driver's system
596 suspend routine).  It may be necessary to resume the device and suspend it again
597 in order to do so.  The same is true if the driver uses different power levels
598 or other settings for runtime suspend and system sleep.
600 During system resume, the simplest approach is to bring all devices back to full
601 power, even if they had been suspended before the system suspend began.  There
602 are several reasons for this, including:
604   * The device might need to switch power levels, wake-up settings, etc.
606   * Remote wake-up events might have been lost by the firmware.
608   * The device's children may need the device to be at full power in order
609     to resume themselves.
611   * The driver's idea of the device state may not agree with the device's
612     physical state.  This can happen during resume from hibernation.
614   * The device might need to be reset.
616   * Even though the device was suspended, if its usage counter was > 0 then most
617     likely it would need a runtime resume in the near future anyway.
619 If the device had been suspended before the system suspend began and it's
620 brought back to full power during resume, then its runtime PM status will have
621 to be updated to reflect the actual post-system sleep status.  The way to do
622 this is:
624         pm_runtime_disable(dev);
625         pm_runtime_set_active(dev);
626         pm_runtime_enable(dev);
628 The PM core always increments the runtime usage counter before calling the
629 ->suspend() callback and decrements it after calling the ->resume() callback.
630 Hence disabling runtime PM temporarily like this will not cause any runtime
631 suspend attempts to be permanently lost.  If the usage count goes to zero
632 following the return of the ->resume() callback, the ->runtime_idle() callback
633 will be invoked as usual.
635 On some systems, however, system sleep is not entered through a global firmware
636 or hardware operation.  Instead, all hardware components are put into low-power
637 states directly by the kernel in a coordinated way.  Then, the system sleep
638 state effectively follows from the states the hardware components end up in
639 and the system is woken up from that state by a hardware interrupt or a similar
640 mechanism entirely under the kernel's control.  As a result, the kernel never
641 gives control away and the states of all devices during resume are precisely
642 known to it.  If that is the case and none of the situations listed above takes
643 place (in particular, if the system is not waking up from hibernation), it may
644 be more efficient to leave the devices that had been suspended before the system
645 suspend began in the suspended state.
647 The PM core does its best to reduce the probability of race conditions between
648 the runtime PM and system suspend/resume (and hibernation) callbacks by carrying
649 out the following operations:
651   * During system suspend it calls pm_runtime_get_noresume() and
652     pm_runtime_barrier() for every device right before executing the
653     subsystem-level .suspend() callback for it.  In addition to that it calls
654     __pm_runtime_disable() with 'false' as the second argument for every device
655     right before executing the subsystem-level .suspend_late() callback for it.
657   * During system resume it calls pm_runtime_enable() and pm_runtime_put()
658     for every device right after executing the subsystem-level .resume_early()
659     callback and right after executing the subsystem-level .resume() callback
660     for it, respectively.
662 7. Generic subsystem callbacks
664 Subsystems may wish to conserve code space by using the set of generic power
665 management callbacks provided by the PM core, defined in
666 driver/base/power/generic_ops.c:
668   int pm_generic_runtime_suspend(struct device *dev);
669     - invoke the ->runtime_suspend() callback provided by the driver of this
670       device and return its result, or return 0 if not defined
672   int pm_generic_runtime_resume(struct device *dev);
673     - invoke the ->runtime_resume() callback provided by the driver of this
674       device and return its result, or return 0 if not defined
676   int pm_generic_suspend(struct device *dev);
677     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->suspend()
678       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
679       defined
681   int pm_generic_suspend_noirq(struct device *dev);
682     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->suspend_noirq()
683       callback provided by the device's driver and return its result, or return
684       0 if not defined
686   int pm_generic_resume(struct device *dev);
687     - invoke the ->resume() callback provided by the driver of this device and,
688       if successful, change the device's runtime PM status to 'active'
690   int pm_generic_resume_noirq(struct device *dev);
691     - invoke the ->resume_noirq() callback provided by the driver of this device
693   int pm_generic_freeze(struct device *dev);
694     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->freeze()
695       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
696       defined
698   int pm_generic_freeze_noirq(struct device *dev);
699     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->freeze_noirq()
700       callback provided by the device's driver and return its result, or return
701       0 if not defined
703   int pm_generic_thaw(struct device *dev);
704     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->thaw()
705       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
706       defined
708   int pm_generic_thaw_noirq(struct device *dev);
709     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", invoke the ->thaw_noirq()
710       callback provided by the device's driver and return its result, or return
711       0 if not defined
713   int pm_generic_poweroff(struct device *dev);
714     - if the device has not been suspended at run time, invoke the ->poweroff()
715       callback provided by its driver and return its result, or return 0 if not
716       defined
718   int pm_generic_poweroff_noirq(struct device *dev);
719     - if pm_runtime_suspended(dev) returns "false", run the ->poweroff_noirq()
720       callback provided by the device's driver and return its result, or return
721       0 if not defined
723   int pm_generic_restore(struct device *dev);
724     - invoke the ->restore() callback provided by the driver of this device and,
725       if successful, change the device's runtime PM status to 'active'
727   int pm_generic_restore_noirq(struct device *dev);
728     - invoke the ->restore_noirq() callback provided by the device's driver
730 These functions are the defaults used by the PM core, if a subsystem doesn't
731 provide its own callbacks for ->runtime_idle(), ->runtime_suspend(),
732 ->runtime_resume(), ->suspend(), ->suspend_noirq(), ->resume(),
733 ->resume_noirq(), ->freeze(), ->freeze_noirq(), ->thaw(), ->thaw_noirq(),
734 ->poweroff(), ->poweroff_noirq(), ->restore(), ->restore_noirq() in the
735 subsystem-level dev_pm_ops structure.
737 Device drivers that wish to use the same function as a system suspend, freeze,
738 poweroff and runtime suspend callback, and similarly for system resume, thaw,
739 restore, and runtime resume, can achieve this with the help of the
740 UNIVERSAL_DEV_PM_OPS macro defined in include/linux/pm.h (possibly setting its
741 last argument to NULL).
743 8. "No-Callback" Devices
745 Some "devices" are only logical sub-devices of their parent and cannot be
746 power-managed on their own.  (The prototype example is a USB interface.  Entire
747 USB devices can go into low-power mode or send wake-up requests, but neither is
748 possible for individual interfaces.)  The drivers for these devices have no
749 need of runtime PM callbacks; if the callbacks did exist, ->runtime_suspend()
750 and ->runtime_resume() would always return 0 without doing anything else and
751 ->runtime_idle() would always call pm_runtime_suspend().
753 Subsystems can tell the PM core about these devices by calling
754 pm_runtime_no_callbacks().  This should be done after the device structure is
755 initialized and before it is registered (although after device registration is
756 also okay).  The routine will set the device's power.no_callbacks flag and
757 prevent the non-debugging runtime PM sysfs attributes from being created.
759 When power.no_callbacks is set, the PM core will not invoke the
760 ->runtime_idle(), ->runtime_suspend(), or ->runtime_resume() callbacks.
761 Instead it will assume that suspends and resumes always succeed and that idle
762 devices should be suspended.
764 As a consequence, the PM core will never directly inform the device's subsystem
765 or driver about runtime power changes.  Instead, the driver for the device's
766 parent must take responsibility for telling the device's driver when the
767 parent's power state changes.
769 9. Autosuspend, or automatically-delayed suspends
771 Changing a device's power state isn't free; it requires both time and energy.
772 A device should be put in a low-power state only when there's some reason to
773 think it will remain in that state for a substantial time.  A common heuristic
774 says that a device which hasn't been used for a while is liable to remain
775 unused; following this advice, drivers should not allow devices to be suspended
776 at runtime until they have been inactive for some minimum period.  Even when
777 the heuristic ends up being non-optimal, it will still prevent devices from
778 "bouncing" too rapidly between low-power and full-power states.
780 The term "autosuspend" is an historical remnant.  It doesn't mean that the
781 device is automatically suspended (the subsystem or driver still has to call
782 the appropriate PM routines); rather it means that runtime suspends will
783 automatically be delayed until the desired period of inactivity has elapsed.
785 Inactivity is determined based on the power.last_busy field.  Drivers should
786 call pm_runtime_mark_last_busy() to update this field after carrying out I/O,
787 typically just before calling pm_runtime_put_autosuspend().  The desired length
788 of the inactivity period is a matter of policy.  Subsystems can set this length
789 initially by calling pm_runtime_set_autosuspend_delay(), but after device
790 registration the length should be controlled by user space, using the
791 /sys/devices/.../power/autosuspend_delay_ms attribute.
793 In order to use autosuspend, subsystems or drivers must call
794 pm_runtime_use_autosuspend() (preferably before registering the device), and
795 thereafter they should use the various *_autosuspend() helper functions instead
796 of the non-autosuspend counterparts:
798         Instead of: pm_runtime_suspend    use: pm_runtime_autosuspend;
799         Instead of: pm_schedule_suspend   use: pm_request_autosuspend;
800         Instead of: pm_runtime_put        use: pm_runtime_put_autosuspend;
801         Instead of: pm_runtime_put_sync   use: pm_runtime_put_sync_autosuspend.
803 Drivers may also continue to use the non-autosuspend helper functions; they
804 will behave normally, not taking the autosuspend delay into account.
805 Similarly, if the power.use_autosuspend field isn't set then the autosuspend
806 helper functions will behave just like the non-autosuspend counterparts.
808 Under some circumstances a driver or subsystem may want to prevent a device
809 from autosuspending immediately, even though the usage counter is zero and the
810 autosuspend delay time has expired.  If the ->runtime_suspend() callback
811 returns -EAGAIN or -EBUSY, and if the next autosuspend delay expiration time is
812 in the future (as it normally would be if the callback invoked
813 pm_runtime_mark_last_busy()), the PM core will automatically reschedule the
814 autosuspend.  The ->runtime_suspend() callback can't do this rescheduling
815 itself because no suspend requests of any kind are accepted while the device is
816 suspending (i.e., while the callback is running).
818 The implementation is well suited for asynchronous use in interrupt contexts.
819 However such use inevitably involves races, because the PM core can't
820 synchronize ->runtime_suspend() callbacks with the arrival of I/O requests.
821 This synchronization must be handled by the driver, using its private lock.
822 Here is a schematic pseudo-code example:
824         foo_read_or_write(struct foo_priv *foo, void *data)
825         {
826                 lock(&foo->private_lock);
827                 add_request_to_io_queue(foo, data);
828                 if (foo->num_pending_requests++ == 0)
829                         pm_runtime_get(&foo->dev);
830                 if (!foo->is_suspended)
831                         foo_process_next_request(foo);
832                 unlock(&foo->private_lock);
833         }
835         foo_io_completion(struct foo_priv *foo, void *req)
836         {
837                 lock(&foo->private_lock);
838                 if (--foo->num_pending_requests == 0) {
839                         pm_runtime_mark_last_busy(&foo->dev);
840                         pm_runtime_put_autosuspend(&foo->dev);
841                 } else {
842                         foo_process_next_request(foo);
843                 }
844                 unlock(&foo->private_lock);
845                 /* Send req result back to the user ... */
846         }
848         int foo_runtime_suspend(struct device *dev)
849         {
850                 struct foo_priv foo = container_of(dev, ...);
851                 int ret = 0;
853                 lock(&foo->private_lock);
854                 if (foo->num_pending_requests > 0) {
855                         ret = -EBUSY;
856                 } else {
857                         /* ... suspend the device ... */
858                         foo->is_suspended = 1;
859                 }
860                 unlock(&foo->private_lock);
861                 return ret;
862         }
864         int foo_runtime_resume(struct device *dev)
865         {
866                 struct foo_priv foo = container_of(dev, ...);
868                 lock(&foo->private_lock);
869                 /* ... resume the device ... */
870                 foo->is_suspended = 0;
871                 pm_runtime_mark_last_busy(&foo->dev);
872                 if (foo->num_pending_requests > 0)
873                         foo_process_next_request(foo);
874                 unlock(&foo->private_lock);
875                 return 0;
876         }
878 The important point is that after foo_io_completion() asks for an autosuspend,
879 the foo_runtime_suspend() callback may race with foo_read_or_write().
880 Therefore foo_runtime_suspend() has to check whether there are any pending I/O
881 requests (while holding the private lock) before allowing the suspend to
882 proceed.
884 In addition, the power.autosuspend_delay field can be changed by user space at
885 any time.  If a driver cares about this, it can call
886 pm_runtime_autosuspend_expiration() from within the ->runtime_suspend()
887 callback while holding its private lock.  If the function returns a nonzero
888 value then the delay has not yet expired and the callback should return
889 -EAGAIN.