Linux 内核学习(4) --- devfreq 动态调频框架

Linux devfreq 简介

现在的 Soc 由众多的子模块构成，比如CNN，DSP，ISP，CPU等，在不同的场景下，并非所有的模块都要保持最高的性能，因此，SoC 设计的时候会划分一些电压域，这些电压域内的模块，可以根据具体需要调整电压和频率，从而达到既能实现功能，又能降低功耗的目的

不过频率电压并不是随意搭配的，一般情况下，高频对应着高压，低频对应着低压，这是由于晶体管的电器特性决定的

Linux 内核用 OPP(Operation Performance Point) 对这些设备支持的频率和电压进行描述和管理，CPU 的 DVFS 也就是 cpufreq 也是基于 OPP 实现的，但是仅仅支持 CPU 设备的调频和调压，这里主要介绍的是设备的 DVFS，也是基于 OPP 实现的，Linux 内核实现了一个 devfreq framework 用于实现和管理 device 的 dvfs，用于支持非CPU设备的调频，调压，并且设备可以匹配自己的 governor 策略

devFreq framework 规范了设备调频调压的过程，也标准化了用户空间的控制接口，通过设备的需求，利用 governor 策略控制频率，进而根据 opp table 选择对应的电压

核心数据结构

devfreq_dev_profile 结构体

devfreq_dev_profile 结构体, 是OPP device 注册到 devfreq framework 的数据结构，主要包含 OPP 设备的频率信息和相关的回调函数，是 devfreq framework 和 OPP device 的交互接口，将 OPP device driver 对 devfreq 的使用，简化为对 devfreq profile 结构体的填充

// drivers/devfreq/devfreq.c 
// include/linux/devfreq.h
struct devfreq_dev_profile {
   
   
	// devfreq 注册的初始化频率
	unsigned long initial_freq;
	// governor polling 的时间间隔，单位 ms
	unsigned int polling_ms;

	// devfreq framework用于设定 OPP device frequency的回调函数
	int (*target)(struct device *dev, unsigned long *freq, u32 flags);
	// devfreq framework 用于获取 OPP device 负载状态的回调函数
	int (*get_dev_status)(struct device *dev, struct devfreq_dev_status *stat);
	// devfreq framework 用于获取当前频率的回调函数
	int (*get_cur_freq)(struct device *dev, unsigned long *freq);

	// 当 devfreq 设备从 devfreq framework 移除的时候调用
	// 调用时机是 error 或者 devfreq_remove_device() call
	void (*exit)(struct device *dev);

	unsigned long *freq_table;
	unsigned int max_state;
};

devfreq_governor 结构体

devfreq_governor 是 governor 注册到devfreq framework 的数据结构，主要包含 governor 的相关属性和具体的函数实现，是devfreq framework 和 governor 的交互接口

struct devfreq_governor {
   
   
    // 将 devfreq_governor 作为链表节点进行管理
	struct list_head node;
    // governor name
	const char name[DEVFREQ_NAME_LEN];
    // 是否可以切换为其他 governor 1:不能切换
	const unsigned int immutable;

    // governor 注册到 devfreq framework 的算法实现函数，返回调整后的频率
	int (*get_target_freq)(struct devfreq *this, unsigned