pm_qos

PM QoS（Power Management Quality of Service）用于提交电源管理约束，例如允许的最大延迟、频率上下限。框架汇总请求，由 cpuidle、CPUFreq、设备驱动或电源域代码落实限制，从而间接影响功耗；它不直接设置功耗，也不保证业务的端到端响应时间。

源码入口：

kernel/power/qos.c：通用请求聚合、CPU latency QoS、frequency QoS。
drivers/base/power/qos.c：per-device PM QoS。
include/linux/pm_qos.h：数据结构与接口定义。
内核文档：PM Quality Of Service Interface

接口分类

要区分“约束作用于谁”和“从内核态还是用户态提交请求”。CPU QoS 和 per-device QoS 都可以提供内核态、用户态入口。

作用对象	入口	用途
CPU，全局约束	`cpu_latency_qos_add/update/remove_request()`	内核中的驱动或子系统管理 CPU latency 请求
CPU，全局约束	`/dev/cpu_dma_latency`	用户态管理同一套 CPU latency 请求
CPU，全局约束	`/dev/cpu_wakeup_latency`	用户态管理单独的 CPU system wakeup latency 请求集合
指定设备	`dev_pm_qos_add/update/remove_request()`	内核管理该设备的指定类型约束
指定设备	设备的 `power/pm_qos_*` sysfs 属性	用户态管理已暴露的设备约束

CPU QoS

内核接口：

cpu_latency_qos_add_request(struct pm_qos_request *req, s32 value)：添加请求，延迟单位为微秒。
cpu_latency_qos_update_request()：更新请求值。
cpu_latency_qos_remove_request()：移除请求。

用户态接口:

/dev/cpu_dma_latency
/dev/cpu_wakeup_latency

实现原理

对于 CPU latency，无论请求来自 /dev/cpu_dma_latency 还是内核的 cpu_latency_qos_add_request()，最终都更新同一个约束集合。CPU 进入 idle、由 governor 选择空闲状态时才读取限制：

cpu_latency_qos_add/update/remove_request()
  -> cpu_latency_qos_apply()
     -> pm_qos_update_target()：更新请求和汇总值
     -> 汇总值改变时 wake_up_all_idle_cpus()

cpuidle governor（例如 menu_select()）
  -> cpuidle_governor_latency_req()
     -> cpu_latency_qos_limit() 等：读取约束
  -> 结合退出延迟、预计空闲时间等选择 idle state
  -> cpuidle driver 执行硬件 idle 操作

例如 drivers/cpuidle/governors/menu.c 的 menu_select() 遍历候选状态时，会检查 s->exit_latency_ns > latency_req。约束通过限制空闲状态选择生效，不会把硬件本身需要 100 μs 的退出过程加速到 10 μs。

下面的采样栈展示了 menu governor 读取 CPU latency 限制的路径：

@[
        cpu_latency_qos_limit+1
        cpuidle_governor_latency_req+44
        menu_select+70
        cpuidle_idle_call+218
        do_idle+127
        cpu_startup_entry+38
        rest_init+179
        arch_call_rest_init+10
        start_kernel+925
        x86_64_start_reservations+20
        x86_64_start_kernel+146
        secondary_startup_64_no_verify+404
]: 461
@[
        cpu_latency_qos_limit+1
        cpuidle_governor_latency_req+44
        menu_select+70
        cpuidle_idle_call+218
        do_idle+127
        cpu_startup_entry+38
        start_secondary+277
        secondary_startup_64_no_verify+404
]: 13012

Per-device QoS

每个设备的约束保存在 dev->power.qos，同一设备、同一类型的请求一起聚合。主要类型包括：

类型	含义	聚合方式
`DEV_PM_QOS_RESUME_LATENCY`	设备从挂起状态恢复的延迟限制	取最小值
`DEV_PM_QOS_LATENCY_TOLERANCE`	工作期间可容忍的硬件省电延迟	取最小值
`DEV_PM_QOS_MIN_FREQUENCY`	设备频率下限	取最大值
`DEV_PM_QOS_MAX_FREQUENCY`	设备频率上限	取最小值
`DEV_PM_QOS_FLAGS`	例如 `PM_QOS_FLAG_NO_POWER_OFF`，要求设备不被断电	按位 OR

dev_pm_qos_expose_latency_limit(dev, value) 和 dev_pm_qos_hide_latency_limit(dev) 是一对用户态入口管理接口

例如在 i9-13900K 这个机器上:

设备数量属性当前值 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ NVMe 控制器 nvme0～2 3 pm_qos_latency_tolerance_us 100000 μs，即 100 ms ─────────────────────────────────────── ────── ───────────────────────────── ──────────────────────────── Intel Serial IO I2C 控制器 00:15.0～2 3 pm_qos_latency_tolerance_us auto ─────────────────────────────────────── ────── ───────────────────────────── ──────────────────────────── USB Hub 端口 8 pm_qos_no_power_off 1，要求不关闭端口电源 ─────────────────────────────────────── ────── ───────────────────────────── ──────────────────────────── CPU cpu0～31 32 pm_qos_resume_latency_us 0，此 sysfs 接口表示无约束

例如

/sys/class/nvme/nvme0/power/pm_qos_latency_tolerance_us

对应源码路径是：

用户修改 latency tolerance → PM QoS 汇总设备请求 → nvme_set_latency_tolerance() → nvme_configure_apst() → 调整 NVMe 自动低功耗状态配置

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