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

1. 前言

QOS為Quality Of Service（服務質量）的簡稱，對PM QoS而言，表示linux kernel電源管理相關的服務質量。那到底什么是服務質量呢？

我們知道，Linux PM的主要功能，是節(jié)省功耗，但同時，會付出一定的性能代價，例如延遲（latency）增加、吞吐量（throughput）下降。可以把PM當作一種服務，把它對性能的影響，類比為服務的質量（QoS）。對性能的影響越大，QoS越低，反之越高。

不過，PM QoS framework的存在，并不是為了定義并測量系統(tǒng)的服務質量（Linux系統(tǒng)對實際的qos沒有任何興趣），而是為了定義一套框架，以滿足系統(tǒng)各個實體（如進程、設備驅動等等）對QoS的期望為終極目標。根據(jù)實際的場景，這些期望可描述為：xxx不大于某個值；xxx不小于某個值；等等。

這個終極目標，是基于這樣的事實：機器是極端的實用主義者。最理想的狀況，是剛剛滿足系統(tǒng)各個實體對QoS的期望，因而可以在滿足需求的同時，最大化的省電。粗俗一點，就是“我能考60分，為什么要多花一點力氣去考61分？”。這樣的思路，值得我們深思。

本文將基于PM QoS framework整體的軟件架構，介紹它的功能、應用場景、使用方式等。

2. 工作原理

kernel將“系統(tǒng)各個實體對QoS的期望”抽象為一個一個的constraint（可以理解為約束），圍繞這些constraint，可以將系統(tǒng)的實體分為三類：requestor、pm qos framework和requestee。示意圖如下：

requestors提出對QoS的constraint。常見的requestor包括應用進程、GPU device、net device、Flash device等等，它們基于自身的實際特性，需要系統(tǒng)的QoS滿足一定的條件，才能正常工作。

pm qos core負責匯整、整理這些constraint，并根據(jù)實際情況，計算出它們的極值（最大或者最小）。

requestee在需要的時候，從pm qos core處獲取constraint的極值，并確保自身的行為，可以滿足這些constraints。一般情況下，requestee都是電源管理有關的service，包括cpuidle、runtime pm、pm domain等等。

注：requestor和requestee這兩個詞匯，是蝸蝸自己造出來的，只是為了理解方便。實際上，Linux kernel使用“QoS dependencies”的概念，分別用“Dependents on a QoS value”和“Watchers of QoS value”表述這兩個實體，具體可參考kernel/power/qos.c和drivers/base/power/qos.c的文件header。

介紹完requestor和requestee之后，還要再回答一個問題：系統(tǒng)中到底有哪些constraint？這決定了request的對象。截至到目前，PM QoS framework將constraint分為2類，每一類包括若干個constraint，具體如下。

1）系統(tǒng)級的constraint，包括cpu&dma latency、network latency、network throughput和memory bandwidth 4個constraint。

2）設備級別的constraint，包括從低功耗狀態(tài)resume的latency、active狀態(tài)的latency和一些QoS flag（如是否允許power off）。

蝸蝸會在后續(xù)的文章中詳細描述這些constraints的意義，這里先有個大概的認識即可。

3. 軟件架構

根據(jù)上面2類constraint，Linux kernel提供了2個不同的QoS framework：

一個是系統(tǒng)級別的，用于cpu&dma latency、network latency、network throughput、memory bandwidth等場合，稱作PM QoS classes framework。

另一個是device級別的，用于per-device場合，稱作per-device PM QoS framework。

這2個framework有著共同的目標，即：向requestors提供request的add、modify、remove等接口，用于管理QoS requests；將QoS requests分門別類，計算出極值（簡稱value）；向requestee提供request value的查詢接口。其軟件架構(非常簡單）如下：

PM QoS classes framework位于kernel/power/qos.c中，負責系統(tǒng)級別的PM QoS管理。per-device PM QoS framework位于drivers/base/power/qos.c中，負責per-device的PM QoS管理。Common header位于include/linux/pm_qos.h中，負責通用數(shù)據(jù)結構的抽象、函數(shù)聲明等工作。

需要說明的是，PM QoS classes framework會通過misc設備，向用戶空間程序提供PM QoS的request、modify、remove功能，以便照顧到它們對PM QoS的需求。

接下來的文章中，將分別從PM QoS classes framework和per-device PM QoS framework兩個角度描述PM QoS framework，本文就不再詳細描述了。