Linux系统有上图所示的两种电源管理模型,一种是系统睡眠模型,控制系统里所有设备统统睡眠或者运行;runtime电源管理模型,在系统运行的过程中单独控制某个设备睡眠或者唤醒。在嵌入式系统里面,只有这两种电源管理模型有机地结合在一起,才能最大限度地省电。本节课讲解runtime电源管理模型。
runtime PM (Runtime Power Management)
1. runtime PM流程
怎样动态地打开或关闭设备的电源(在系统运行的情况下)?最简单的方法:
在驱动程序里,在open函数中打开电源,在close函数中关闭电源。
上述方法有一个缺点: 多个APP使用该设备时可能造成干扰
解决方法:给驱动添加使用计数值: 当该计数大于0时打开电源, 等于0时关闭电源
一般打开与关闭电源的操作会在ioctrl函数中执行。
runtime PM只是提供辅助函数, 比如:
1. 增加计数/减少计数
2. 使能runtime pm
至于怎么使用,由驱动程序和应用程序决定。
内核驱动示例: drivers\input\misc\bma150.c
pm_runtime_enable(在probe函数里面被使用) / pm_runtime_disable(在remove函数里面被使用): 使能/禁止runtime PM, 修改disable_depth变量
pm_runtime_get_sync(在open函数里面被使用)/ pm_runtime_put_sync(在close函数里面被使用): 增加/减小计数值, 并且让设备处于resume或suspend状态
在dev_pm_ops类型的结构体bma150_pm(driver结构体的成员)里提供了3个回调函数: runtime_suspend(休眠), runtime_resume(唤醒), runtime_idle(空闲,一般来说这个不需要提供)
流程分析:
pm_runtime_get_sync (唤醒流程)
__pm_runtime_resume(dev, RPM_GET_PUT);
atomic_inc(&dev->power.usage_count); // 增加使用计数
rpm_resume(dev, rpmflags); // resume设备
if (dev->power.disable_depth > 0) retval = -EACCES; // 该变量初值为1,要使用runtime PM, 要先pm_runtime_enable
if (!dev->power.timer_autosuspends) // 为防止设备频繁地开关,可以设置timer_autosuspends,比如如果在这个时间段内有其他程序想再次打开这个设备,那么也就没有必要进行关闭操作了。
pm_runtime_deactivate_timer(dev);
if (dev->power.runtime_status == RPM_ACTIVE) { // 如果设备已经是RPM_ACTIVE,就没必要再次resume,直接返回
// 如果设备处于RPM_RESUMING/RPM_SUSPENDING, 等待该操作完成
// Increment the parent's usage counter and resume it if necessary
// resume设备本身: 前面4个函数被称为 subsystem-level callback
callback = dev->pm_domain->ops.runtime_resume; 或
callback = dev->type->pm->runtime_resume; 或
callback = dev->class->pm->runtime_resume; 或
callback = dev->bus->pm->runtime_resume; 或
callback = dev->driver->pm->runtime_resume;
retval = rpm_callback(callback, dev);
// 成功时,给父亲的child_count加1
if (parent)
atomic_inc(&parent->power.child_count);
// 唤醒其他进程
wake_up_all(&dev->power.wait_queue);
// 如果resume失败, 让设备进入idle状态
if (!retval)
rpm_idle(dev, RPM_ASYNC);
pm_runtime_put_sync (睡眠流程)
__pm_runtime_idle(dev, RPM_GET_PUT);
atomic_dec_and_test(&dev->power.usage_count) // 减小使用计数
rpm_idle(dev, rpmflags); // 让设备进入idle状态
rpm_check_suspend_allowed(dev); // 检查是否允许设备进入suspend状态
if (dev->power.disable_depth > 0) //失败
if (atomic_read(&dev->power.usage_count) > 0) // 当前的使用计数不是0,失败
if (!pm_children_suspended(dev)) // 如果的孩子不全部处于suspended, 失败
if (dev->power.runtime_status != RPM_ACTIVE) // 如果设备本来就不处于RPM_ACTIVE,直接返回
// 调用idle回调函数: 前4个是subsystem-level callback
callback = dev->pm_domain->ops.runtime_idle; 或
callback = dev->type->pm->runtime_idle; 或
callback = dev->class->pm->runtime_idle; 或
callback = dev->bus->pm->runtime_idle; 或
callback = dev->driver->pm->runtime_idle;
__rpm_callback(callback, dev);
wake_up_all(&dev->power.wait_queue);
以上睡眠流程中只调用到了runtime_idle,并没有调用到runtime_suspend,那runtime_suspend是怎么被调用的呢?分析bma150.c可知。
bma150.c : i2c_bus_type -> pm_generic_runtime_idle -> pm_runtime_suspend -> __pm_runtime_suspend(dev, 0);
-> rpm_suspend(dev, rpmflags);
如果设备不提供runtime_idle, 则最终会调用runtime_suspend。
如何使用runtime PM:
- 驱动程序提供接口, APP来调用。比如在bma150.c驱动程序中,在open和close函数中分别有pm_runtime_get_sync/ pm_runtime_put_sync函数,APP调用open/close函数即可实现电源的开关。
- 直接操作/sys/devices/.../power/control这个文件:
echo on > /sys/devices/.../power/control // 导致control_store -> pm_runtime_forbid(dev); :
atomic_inc(&dev->power.usage_count);
rpm_resume(dev, 0);
echo auto > /sys/devices/.../power/control // 导致control_store -> pm_runtime_allow(dev); :
atomic_dec_and_test(&dev->power.usage_count)
rpm_idle(dev, RPM_AUTO);