【cpufreq】linux cpufreq概述（1）
cpufreq概述
cpufreq的核心功能，是通过调整CPU的电压和频率，来兼顾系统的性能和功耗。在不需要高性能时，降低电压和频率，以降低功耗；在需要高性能时，提高电压和频率，以提高性能。
cpufreq软件框架
对下，cpufreq基于clock、regulator、pmu等模块实现频率和电压的控制。
对上，cpufreq通过cpufreq core、cpufreq governor、cpufreq stats等模块以sysfs的形式向用户空间提供频率的查询、控制等接口。
内部，cpufreq内部分为core、governor、drivers等模块。
cpufreq调频策略
- Performance
性能优先，CPU固定工作在其支持的最高频率。
- Powersave
功耗优先，CPU固定工作在其支持的最低频率。
- Userspace
系统将变频策略的决策权交给用户态应用程序，并提供了相应的接口供用户态程序设置CPU 频率。
- Ondemand
按需动态调整CPU频率， 只要CPU负载超过阈值up_threshold就会立即设置为最大频率，其他时候根据负载计算出合适的频率。
- Conservative
与ondemand不同，Conservative不是一味追求最高频率，而是平滑地调整CPU频率，频率的升降是渐变式的。
- interactive
基于内核任务调度触发调频callback。在callback函数中统计两次调度之间CPU处于idle和busy的时间，计算出CPU负载调频然后调频。
- schedutil
schedutil也是基于内核任务调度触发调频callback，与interactive不同的是，schedutil使用的负载来自于内核使用任务负载跟踪技术（PELT/WALT）估计出来的负载。
cpufreq调测命令
- 查询
以下文件节点均可通过cat命令显示
# ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/
affected_cpus //当前策略作用于哪些online core
cpuinfo_cur_freq //当前CPU硬件频率，会使用driver->get()获取真实频率，并更新scaling_cur_freq
cpuinfo_max_freq //CPU硬件支持的最低频率
cpuinfo_min_freq //CPU硬件支持的最高频率
cpuinfo_transition_latency //硬件支持的切换频率最小间隔
related_cpus //online和offline core
scaling_available_frequencies //软件支持的频率列表
scaling_available_governors //支持的策略列表
scaling_cur_freq //软件设置的当前频率，通常与cpuinfo_cpus相同，可能与真实频率不一致，比如turbo场景
scaling_driver //当前使用的driver
scaling_governor //当前使用的governor
scaling_max_freq //软件governor设置的最高频率
scaling_min_freq //软件governor设置的最低频率
scaling_setspeed //需将governor类型切换为userspace，才会出现，通过echo修改数值，会切换主频
- 设置
可以通过 echo配置scaling_governor，scaling_max_freq，scaling_min_freq
例如：echo 1400 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq
cpufreq编译配置
#CPU Frequency scaling
CONFIG_CPU_FREQ=y #主开关
#CONFIG_CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_SCHEDUTIL=y #default gov任选某个宏打开即可，决定了cpufreq初始化使用的governor，后续可在init.rc修改文件结点
#CONFIG_CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_PERFORMANCE=y
#CONFIG_CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_ONDEMAND=y
CONFIG_CPU_FREQ_STAT=y #维测开关，查看cpufreq统计信息：/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats
cpufreq模块初始化
cpufreq的初始化分为3大阶段，依次是core层、governor层和drivers层。
- core层
初始化调频通知链表，pure_initcall(init_cpufreq_transition_notifier_list)
创建cpufreq文件结点，core_initcall(cpufreq_core_init)
- governor层
使用cpufreq_register_governor接口注册各个governor到链表中，，例如：
fs_initcall(cpufreq_gov_performance_init);
fs_initcall(cpufreq_gov_powersave_init);
fs_initcall(cpufreq_gov_userspace_init);
fs_initcall(cpufreq_gov_dbs_init);
fs_initcall(sugov_register);
- drivers层
drivers层的初始化在device_initcall或者late_initcall阶段。需要完成以下主要任务：
- 调用cpufreq_register_driver注册驱动
- 驱动的init回调完成硬件层的初始化，包括clk、regulator、pmu的控制
- cpufreq_register_driver接口内部完成policy和governor的设置
