电源管理

本节讨论设备电源管理和系统电源管理。

设备电源管理根据各个 USB 设备的 I/O 是处于活动状态还是空闲状态来管理这些设备。

系统电源管理使用检查点和恢复机制在文件中设置系统状态的检查点，然后完全关闭系统。（检查点有时称为“系统暂停”。）再次打开系统电源时，系统将恢复为其暂停前的状态。

设备电源管理

下面简要列出了要对 USB 设备进行电源管理时驱动程序需要执行的操作。后面对电源管理进行了较详细的说明。

1. 在执行 attach(9E) 期间创建电源管理组件。请参见 usb_create_pm_components(9F) 手册页。

2. 实现 power(9E) 入口点。

3. 在访问设备之前调用 pm_busy_component(9F) 和 pm_raise_power(9F)。

4. 完成设备访问后调用 pm_idle_component(9F)。

USBA 2.0 框架支持 USB 接口电源管理规范指定的四种电源级别。有关 USB 电源级别与操作系统电源级别对应关系的信息，请参见 /usr/include/sys/usb/usbai.h。

当设备进入 USB_DEV_OS_PWR_OFF 状态时，hubd 驱动程序将暂停端口。当设备进入 USB_DEV_OS_PWR_1 及以上状态时，hubd 驱动程序将恢复端口。请注意，端口暂停不同于系统暂停。端口暂停时，将仅关闭 USB 端口。系统电源管理中定义了系统暂停。

客户机驱动程序可以选择在设备上启用远程唤醒。请参见 usb_handle_remote_wakeup(9F) 手册页。当 hubd 驱动程序在端口上发现远程唤醒时，hubd 驱动程序将完成唤醒操作，并调用 pm_raise_power(9F) 以通知子级。

下图显示了电源管理的不同部分之间的关系。

图 20–5 USB 电源管理

驱动程序可以实现图 20–5 底部说明的两种电源管理方案之一。被动方案比主动方案简单，这是因为被动方案在设备传输期间不进行电源管理。

主动电源管理

本节介绍实现主动电源管理方案需使用的函数。

在驱动程序的 attach(9E) 入口点执行以下工作：

1. 调用 usb_create_pm_components(9F)。

2. 可选择调用 usb_handle_remote_wakeup(9F)（使用 USB_REMOTE_WAKEUP_ENABLE 作为第二个参数），以在设备上启用远程唤醒。

3. 调用 pm_busy_component(9F)。

4. 调用 pm_raise_power(9F) 以使功耗达到 USB_DEV_OS_FULL_PWR 级别。

5. 与设备通信以初始化该设备。

6. 调用 pm_idle_component(9F)。

在驱动程序的 detach(9E) 入口点执行以下工作：

1. 调用 pm_busy_component(9F)。

2. 调用 pm_raise_power(9F) 以使功耗达到 USB_DEV_OS_FULL_PWR 级别。

3. 如果在 attach(9E) 入口点中调用了 usb_handle_remote_wakeup (9F) 函数，请在此处调用 usb_handle_remote_wakeup(9F)（使用 USB_REMOTE_WAKEUP_DISABLE 作为第二个参数）。

4. 与设备通信以干净地关闭该设备。

5. 调用 pm_lower_power(9F) 以使功耗达到 USB_DEV_OS_PWR_OFF 级别。

   这是唯一一次客户机驱动程序调用 pm_lower_power(9F)。

6. 调用 pm_idle_component(9F)。

当驱动程序线程要启动在设备上执行 I/O 操作时，该线程将执行以下任务：

1. 调用 pm_busy_component(9F)。

2. 调用 pm_raise_power(9F) 以使功耗达到 USB_DEV_OS_FULL_PWR 级别。

3. 开始 I/O 传输。

当驱动程序收到 I/O 传输已完成的通知时，驱动程序将调用 pm_idle_component(9F)。

在驱动程序的 power(9E) 入口点中，检查您要转换到的电源级别是否有效。此外，还可能需要考虑同时调用 power(9E) 的不同线程。

如果设备已空闲一段时间或者系统正在关闭，则可以调用 power(9E) 例程以使设备进入 USB_DEV_OS_PWR_OFF 状态。此状态对应于图 20–4 中所示的 PWRED_DWN 状态。如果设备将进入 USB_DEV_OS_PWR_OFF 状态，请在 power(9E) 例程中执行以下工作：

1. 使所有打开的管道进入空闲状态。例如，停止对中断管道进行的轮询。

2. 保存任何设备或需要保存的驱动程序上下文。

   在完成 power(9E) 调用后，将暂停设备所连接到的端口。

收到设备启动的远程唤醒或系统启动的唤醒时，可以调用 power(9E) 例程以打开设备电源。由于超出空闲时间或系统暂停而关闭设备电源后，将会发生唤醒通知。如果设备将进入 USB_DEV_OS_PWR_1 或以上状态，请在 power(9E) 例程中执行以下工作：

1. 恢复任何所需的设备和驱动程序上下文。

2. 在管道中重新启动适合指定电源级别的活动。例如，对中断管道启动轮询。

如果先前暂停了设备所连接到的端口，则在调用 power(9E) 之前将恢复该端口。

被动电源管理

被动电源管理方案比上面介绍的主动电源管理方案简单。在此被动方案中，在传输期间不执行任何电源管理。要实现此被动方案，请在打开设备时调用 pm_busy_component(9F) 和 pm_raise_power(9F)。然后在关闭设备时调用 pm_idle_component(9F)。

系统电源管理

系统电源管理包括：在保存整个系统的状态后关闭系统，以及在重新打开系统后恢复状态。此过程称为 CPR（checkpoint and resume，检查点和恢复）。在 CPR 相关方面，USB 客户机驱动程序的运行方式与其他客户机驱动程序相同。要暂停设备，请在 cmd 参数为 DDI_SUSPEND 的情况下调用驱动程序的 detach(9E) 入口点。要恢复设备，请在 cmd 参数为 DDI_RESUME 的情况下调用驱动程序的 attach(9E) 入口点。处理 detach(9E) 例程中的 DDI_SUSPEND 命令时，请尽可能地清理设备状态和驱动程序状态，以满足后面清理恢复操作的需要。（请注意，这对应于图 20–4 中的 SUSPENDED 状态。）处理 attach(9E) 例程中的 DDI_RESUME 命令时，务必使设备达到全功率状态，以使设备与系统同步。

对于 USB 设备，暂停和恢复的处理与热插拔断开连接和重新连接类似（请参见热插拔 USB 设备）。CPR 与热插拔之间的重要差别是，在 CPR 的情况下，如果设备处于不可暂停的状态，驱动程序的检查点过程可能会失败。例如，如果设备正在进行错误恢复，则无法暂停设备。如果设备正忙，无法安全将其停止，也无法暂停该设备。