本文轉自： http://www.wowotech.net/pm_subsystem/per_device_pm_qos.html

linux PM QoS framework(3)_per-device PM QoS

作者：wowo 發布于：2015-2-26 22:44 分類：電源管理子系統

1. 前言

per-device PM QoS是針對指定設備的QoS framework，背后的思考如下：

1）resume_latency

在Runtime PM的框架下，當device的引用計數減為0的時候，RPM會suspend該device。不過，device進入suspend狀態以及從suspend狀態resume是需要消耗時間的（相關信息保存在pm domain中），而系統其它實體（如用戶空間程序）可能對該設備的響應時間有要求，這就是一種形式的QoS request，稱作resume_latency。

per-device PM QoS framework會提供相應的接口，收集指定設備的resume_latency request，并提供給Runtime PM，它在suspend設備時，會考慮這種需求，并決定是否suspend設備。

2）latency_tolerance

一些復雜的設備，在運行狀態（active）時，為了節省功耗，也有可能自行進入某些省電狀態，相應的，設備的響應速度可能降低。如果該設備足夠智能，可能會提供一個回調函數（.set_latency_tolerance，位于dev_pm_info結構中），以便設置最大的延遲容忍時間。這稱作latency_tolerance。

對per-device PM QoS來說，需要提供一種機制，收集所有的、針對某個設備的latency_tolerance需求，并匯整出可以滿足所有需求的latency_tolerance，通過設備的回調函數告知設備。

3）no power off/remote wakeup

在Runtime PM的框架下，設備suspend之后，還可以進一步通過pm domain關閉該設備的供電，以節省功耗。但關閉供電時，除了要考慮對設備resume_latency的需求之外，還要考慮該設備是否允許關閉供電，以及該設備是否需要作為一個喚醒源（remote wakeup）。

這是另一種形式的QoS request，稱作per-device PM QoS flag，表示系統其它實體對該設備的一些特定行為的需求。當前的flag有兩種：

PM_QOS_FLAG_NO_POWER_OFF，表示不允許設備斷電 PM_QOS_FLAG_REMOTE_WAKEUP，表示設備應具備喚醒功能

這兩個flag可以通過或操作，同時生效。

因此，per-device PM QoS framework的功能，就是抽象上面兩類需求，包括：向requestor提供QoS request的add、update、remove等API，包括內核空間API和用戶空間API；匯整、整理這些request；向電源管理有關的service（主要是pm domain framework）提供匯整后的request信息，以便這些service可以做出正確的決定。

下面將會結合source code(位于drivers/base/power/qos.c中），介紹上面的實現邏輯。

2. API匯整

2.1 struct dev_pm_qos數據結構

每個設備的per-device pm qos信息，都保存在設備的qos指針中，即：

   1: struct device {
   2:         ...
   3:         struct dev_pm_info      power;
   4:         ...
   5: }
   6:  
   7: struct dev_pm_info {
   8:         ...
   9:         struct dev_pm_qos       *qos;
  10:         ...
  11: }
該指針的數據類型struct dev_pm_qos是per-device pm qos的核心數據結構，定義如下：
   1: struct dev_pm_qos {
   2:         struct pm_qos_constraints resume_latency;
   3:         struct pm_qos_constraints latency_tolerance;
   4:         struct pm_qos_flags flags;
   5:         struct dev_pm_qos_request *resume_latency_req;
   6:         struct dev_pm_qos_request *latency_tolerance_req;
   7:         struct dev_pm_qos_request *flags_req;
   8: };
resume_latency，為第一種QoS request，表示其它實體對該設備從suspend狀態返回的延遲的要求。struct pm_qos_constraints為pm qos要求的具體抽象，可參考“Linux PM QoS framework(2)_PM QoS class”中的描述；
latency_tolerance，為第二種QoS request，和resume_latency類似；
flags，為第三種QoS request，主要包括一個鏈表頭，用于保存具體的flag要求，以及匯整后的、當前所有有效的flags；
resume_latency_req、latency_tolerance_req、flags_req，三個不同類型的request指針，用于保存用戶空間對設備pm QoS的request請求。struct dev_pm_qos_request結構類似上一篇文章所描述的struct pm_qos_request結構，用于抽象一個具體的request。
   1: struct dev_pm_qos_request {
   2:         enum dev_pm_qos_req_type type;
   3:         union {
   4:                 struct plist_node pnode;
   5:                 struct pm_qos_flags_request flr;
   6:         } data;
   7:         struct device *dev;
   8: };
type，request的類型，當前共三類，包括在前言部分所描述的三種request（DEV_PM_QOS_RESUME_LATENCY、DEV_PM_QOS_LATENCY_TOLERANCE、DEV_PM_QOS_FLAGS）；
data，不同類型的request，有不同的數據，因此這里是一個聯合體。當為DEV_PM_QOS_RESUME_LATENCY、DEV_PM_QOS_LATENCY_TOLERANCE時，為一個plist_node，類似PM QoS class。為DEV_PM_QOS_FLAGS時，為struct pm_qos_flags_request類型的變量；
dev，保存了設備指針。
2.2 向kernel其它driver提供的，用于提出per-device PM QoS需求的API
int dev_pm_qos_add_request(struct device *dev, struct dev_pm_qos_request *req,                            enum dev_pm_qos_req_type type, s32 value); int dev_pm_qos_update_request(struct dev_pm_qos_request *req, s32 new_value); int dev_pm_qos_remove_request(struct dev_pm_qos_request *req);
類似PM QoS class中的pm_qos_*接口，不過操作對象為設備，因而需要提供相應的設備指針。
2.3 向kernel PM有關的service（例如PM domain）提供的，用于獲取、跟蹤指定PM QoS需求的API
enum pm_qos_flags_status dev_pm_qos_flags(struct device *dev, s32 mask); s32 dev_pm_qos_read_value(struct device *dev); int dev_pm_qos_add_notifier(struct device *dev,                             struct notifier_block *notifier); int dev_pm_qos_remove_notifier(struct device *dev,                                struct notifier_block *notifier); int dev_pm_qos_add_global_notifier(struct notifier_block *notifier); int dev_pm_qos_remove_global_notifier(struct notifier_block *notifier); 
由于DEV_PM_QOS_FLAGS特殊性，kernel提供了單獨的API，以獲取相應的flags。對于其它兩個類型的QoS，和PM QoS class中的pm_qos_*接口類似。
2.4  向用戶空間PRocess提供的，用于提出per-device PM QoS需求的API
通過sysfs文件，kernel允許用戶空間程序對某個設備提出QoS需求，這些sysfs文件位于各個設備的sysf目錄下，默認情況下，PM QoS framework不會創建這些文件，除非具體設備驅動調用dev_pm_qos_expose_*系列接口，主動創建。具體可參考代碼，這里不再詳細說明。
3. 實現思路和內部邏輯
和PM QoS class類似，不再描述。