1， 介绍
Linux的Runtime PM（runtime power management）框架指的是运行时电源管理，设备在不运行时将自己的时钟、复位及电关闭（时钟的管理框架、regulator的管理框架之前的文章已经介绍，复位的管理框架后面会通过一篇文章来介绍），在使用的时候再打开。其目的是为了减少系统运行时的功耗。
与系统休眠唤醒式的电源管理相比，RPM采取的是分而治之的管理思想，将具体的功耗控制策略和控制权力给到各个驱动，在设备不需要工作时，可以进行相应的低功耗控制，这样既能保证系统可以正常工作，又能尽可能减少系统运行时的功耗。这里的设备有可能是外设，比如sensor、lcdc等。这里的设备也有可能是SOC内部的某些IP，比如codec、dsp、usb等。
SOC在设计的时候，为了尽可能减少运行功耗，会根据业务场景功能划分出一些power domain，一般power domain内部会包含若干功能IP，这样在不同场景下，可以根据需要尽可能地关闭不使用的power domain。其实，这些power domain也有相应的软件管理框架，rpm框架和pd的框架有很强的耦合关系，因此本文也会粗略的介绍一下pd框架，后面会通过一篇文章专门针对pd框架做介绍。
2， 框架
linux rpm框架
2.1 divers
Device drivers（包括bus、class、power domain）实现了runtime pm相关的runtime_idle/runtime_suspend/runtime_resume三个回调，runtime_suspend用于实现设备的低功耗操作，runtime_resume用于实现设备的低功耗恢复相关的操作，runtime_idle属于runtime_suspend的一个过渡，用于缓冲频繁的suspend与resume，它会判断设备是否具备suspend的条件，如果具备在合适的时机，就会suspend设备。
runtime_suspend与runtime_resume回调函数里会调用clock framework/reset framework/regulator framework提供的时钟开关、复位、电源开关的接口。
2.2 Runtime PM core
Runtime pm core主要提供了三类函数接口：
Runtime pm core会提供enable/disable接口给设备驱动，用于该设备驱动决定是否打开或关闭RPM，提供get、put类接口给设备驱动，用于决定什么时候进入或者恢复设备低功耗，在设备驱动调用了get、put接口后RPM会调用各设备驱动实现的runtime_suspend/runtime_resume接口。
对于决定设备是否进入低功耗的get/put接口的调用时机，一般会在操作设备相关寄存器前调用get接口，在操作完相关寄存器后调用put接口。或者在设备驱动的open、release、start、stop等接口里调用，用户层的services通过ioctrl或者驱动提供的文件节点调用驱动的这些接口。
- RPM在driver中的开关接口
在驱动对设备进行初始化时，调用pm_rumtime_enable（），使能设备的runtime pm功能。当设备卸载的时候，在remove函数中调用pm_rumtime_disable（），关闭设备的runtime pm功能。对于该两个接口的实现：使用一个变量（dev->power.disable_depth）记录disable的深度。只要disable_depth大于零，就表示关闭RPM功能，此时RPM相关的API调用（如suspend/resume/put/get等）会返回失败EACCES。
RPM初始化时，会将所有设备的disable_depth置为1，也就是disable状态。driver初始化时，在probe函数的结尾会根据需要调用pm_rumtime_enable使能RPM，在驱动的remove函数中调用pm_rumtime_disable关闭RPM。
- RPM get 操作类接口
当driver认为其设备需要进行工作（退出低功耗）时，调用pm_rumtime_get（）/ pm_rumtime_get_sync （），向RPM core请求设备恢复正常，若条件满足，RPM core会执行到driver的runtime_resume回调函数，配置设备为工作的状态。
对于get操作接口的实现：每个设备都维护一个usage_count变量，用于记录该设备的使用情况。当大于0的时候说明该设备在使用，当该值从0变成非0时，会调用到设备驱动实现的runtime_resume回调，让设备退出低功耗状态。当等于0的时候说明该设备不再使用，当该值从非0变成0的时候，会调用到设备驱动实现的runtime_suspend回调，让设备进入低功耗状态。
该类接口总的有两类，通过名字可以直观地看出两类API的区别：对于pm_rumtime_get（）用于异步操作，而pm_rumtime_get_sync （）用于同步操作。如果期望在执行get操作后立马访问设备，那么就使用pm_rumtime_get_sync （）接口，因为pm_rumtime_get（）接口会把一些核心的操作放到一个工作队列(workqueue)中延后执行。
- RPM put 操作
当driver认为其设备不需要进行工作（关闭）时，则调用pm_rumtime_put（）/ pm_rumtime_put_sync （），向RPM core请求设备进入低功耗，若条件满足，RPM core会执行到driver的runtime_suspend回调函数，配置设备进入低功耗状态。
2.3 power domain framework
一个power domain上可能包含多个IP，每个IP可能对应一个或多个设备。这些设备会在dts中描述与power domain的绑定关系。系统初始化的时候，会将这个power domain放到一个链表中，然后根据设备中dts描述的与power domain的关系，将设备挂在power domain节点下的链表中。
当某个设备驱动通过put接口调用，将usage_count从1减少到0，这时会先调用power domain注册的runtime_suspend接口，在这个接口中，会先调用该设备驱动的runtime_suspend，然后遍历该power domain下所有的设备是否都允许suspend（各设备驱动的usage_count是否为0）,若允许就会直接调用关闭power domian的接口，否则直接返回。当某个设备驱动通过get接口调用，将usage_count从0增加到1，这时会先调用power domain注册的runtime_resume接口，在这个接口中，会先将power domain上电，然后再调用设备驱动对应的runtime_resume回调函数，让设备退出低功耗。
2.4 runtime pm的sysfs
对于支持rpm的设备，在相应的设备节点下有多个rpm相关属性的文件节点，分别为control，runtime_susupend_time,runtime_active_time，autosuspend_delay_ms，runtime_status。
/sys/devices/.../power/control
- on - 调用pm_runtime_forbid接口，增加设备的引用计数，然后resume设备。
- auto - 调用pm_runtime_allow接口，减少设备的引用计数，如果设备的引用计数为0，则idle设备。
/sys/devices/.../power/runtime_status
- active - 设备的状态是正常工作状态。
- suspend- 设备的状态是低功耗模式。
- suspending-设备的状态正在从active->suspend转化。
- resuming-设备的状态正在从suspend->active转化。
- error-设备runtime出现错误，此时runtime_error的标志置位。
- unsupported-设备的runtime 没有使能，此时disable_depth标志置位。
/sys/devices/.../power/runtime_suspend_time
- 设备在suspend状态的时间
/sys/devices/.../power/runtime_active_time
- 设备在active状态的时间
/sys/devices/.../power/autosuspend_delay_ms
- 设备在idle状态多久之后suspend，设置延迟suspend的延迟时间。
3， 数据结构
linux rpm数据结构
4， 流程
4.1 初始化过程中rpm相关操作流程
设备rpm初始化流程
4.2 remove过程中rpm相关操作流程
设备remove过程中rpm相关操作流程
4.3 shutdown过程中rpm相关操作流程
shutdown过程中rpm相关操作流程
4.4 休眠唤醒过程中rpm相关操作流程
休眠唤醒过程中rpm相关操作流程
4.5 工作流程
Runtime PM中主要有四个状态：
- Active
- Suspending
- Suspended
- Resuming
还有可能是reset、power on、power off几个基本的Power manager基本操作设备管理操作，还有在实际运行过程中使能设备中部分核心，关闭部分内核这种，这种都属于Power manager管理的部分。
具体的状态切换如下：
rpm状态切换图
pm_runtime_get
pm_runtime_put
（平时会分享linux技术干货文章，关注我可以定期收到相关文章的推送，知乎、微信同名：黑客与摄影师）