Linux cpufreq 简介

一、为什么要 CPU 变频

CPU变频即改变CPU运行时的频率，CPU在不同的频率下运行时所需的电压不同，频率越高，所需的电压也随之升高，因此在移动设备领域，为了节省功耗，在系统suspend或者load较小时，让CPU运行在较低的频点，可以减少CPU的功耗，从而延长设备的续航时间。

 

二、与CPU变频相关的模块

1） OPP

    用来描述cpu支持的频率和电压组合，cpu变频时，governor会从支持的频率中选择一个最优的频率，因此opp提供的是cpu可运行的频率范围。

2） governor

    动态调整CPU频率的一种机制，常用的governor有Performance，Powersave，Userspace， Ondemand等，后续文章会详细介绍

3） clk

    改变CPU的工作频率，就是通过改变cpu 的clk来实现的。

 

CPU freq framework

CPU freq framwork是整个cpu变频的核心，其主要包含三部分的功能：

1）cpufreq driver可通过其提供的API 注册到framework中

2）cpufreq governor可通过其提供的API实现CPU变频及注册governor到framework中

3）提供一系统的sysfs文件节点，供用户空间限制系统频率及debug使用

 

三、如何控制CPU的频率？

1）通过sysfs节点

在/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq目录下有如下节点：

cpuinfo_min_freq：处理器可以运行的最低频点（KHz）

cpuinfo_max_freq：处理器可以运行的最高频点（KHz）

scaling_available_governors：系统支持的governors

scaling_governor： 如通过echo userspace > scaling_governor命令可以将governor切换为userspace governor

cpuinfo_cur_freq： 从硬件上获得的CPU 频率（KHz）即CPU真正运行的频率

scaling_available_frequencies：CPU 可运行的频点列表

scaling_min_freq and scaling_max_freq：通过这两个节点，可以限制CPU运行的频率范围

scaling_cur_freq：cpufreq governor 和 cpufreq core决定的cpu 频率，可能和cpuinfo_cur_freq读到的频率不一样

scaling_setspeed：在governor 为userspace时有效，可将cpu频率设置为scaling_min_freq and scaling_max_freq之间的某个特定频率

 

2）governor 自动变频

以sugov（schedutil governor）为例，描述governor变频的大致过程。

    sugov_work->
        __cpufreq_driver_target->
            __target_index->
                cpufreq_driver->target_index
                        clk_set_rate //改变cpu的clock
                        regulator_set_voltage_tol //改变电压

 

注意：如果是升频，则需要先升电压，再降频；如果是降频，则先降频，再降电压