基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
电源管理的唯一目标是 省电 。
CMOS电路中的功耗与电压的平方成正比，与频率成正比：P∝fV^2
图中，有两处频率变换的地方：
- CPUFreq——针对CPU/SOC来说。该子系统位于drivers/cpufreq目录下。
- DevFreq——针对外围设备/模块来说。该子系统位于drivers/devfreq目录下。
CPUFreq的核心层位于drivers/cpufrq/cpufreq.c：
- 为各个SOC的CPUFreq驱动实现提供了一套统一的接口
- 实现了一套notifier机制，用于在CPUFreq的策略和频率改变的时候想其他模块发出通知
每个SOC的具体CPUFreq驱动实例只需要实现电压、频率表，以及从硬件层面完成这些变化。
SOC CPUFreq驱动只是设定了CPU的频率参数，以及提供了设置频率的途径。
一个SOC的CPUFreq驱动实例（drivers/cpufreq/s3c64xx-cpufreq.c）：
...
static struct s3c64xx_dvfs s3c64xx_dvfs_table[] = {
[0] = { 1000000, 1150000 },
[1] = { 1050000, 1150000 },
[2] = { 1100000, 1150000 },
[3] = { 1200000, 1350000 },
[4] = { 1300000, 1350000 },
};
static struct cpufreq_frequency_table s3c64xx_freq_table[] = {
{ 0, 0, 66000 },
{ 0, 0, 100000 },
{ 0, 0, 133000 },
{ 0, 1, 200000 },
{ 0, 1, 222000 },
{ 0, 1, 266000 },
{ 0, 2, 333000 },
{ 0, 2, 400000 },
{ 0, 2, 532000 },
{ 0, 2, 533000 },
{ 0, 3, 667000 },
{ 0, 4, 800000 },
{ 0, 0, CPUFREQ_TABLE_END },
};
static int s3c64xx_cpufreq_set_target(struct cpufreq_policy *policy,
unsigned int index)
{
...
ret = regulator_set_voltage(vddarm,
dvfs->vddarm_min,
dvfs->vddarm_max);
...
ret = clk_set_rate(policy->clk, new_freq * 1000);
...
}
#ifdef CONFIG_REGULATOR
static void s3c64xx_cpufreq_config_regulator(void)
{
...
cpufreq_for_each_valid_entry(freq, s3c64xx_freq_table) {
dvfs = &s3c64xx_dvfs_table[freq->driver_data];
found = 0;
for (i = 0; i < count; i++) {
v = regulator_list_voltage(vddarm, i);
if (v >= dvfs->vddarm_min && v <= dvfs->vddarm_max)
found = 1;
}
...
}
#endif
static int s3c64xx_cpufreq_driver_init(struct cpufreq_policy *policy)
{
...
policy->clk = clk_get(NULL, "armclk");
...
s3c64xx_cpufreq_config_regulator();
...
regulator_put(vddarm);
clk_put(policy->clk);
...
}
static struct cpufreq_driver s3c64xx_cpufreq_driver = {
.flags = CPUFREQ_NEED_INITIAL_FREQ_CHECK,
.verify = cpufreq_generic_frequency_table_verify,
.target_index = s3c64xx_cpufreq_set_target,
.get = cpufreq_generic_get,
.init = s3c64xx_cpufreq_driver_init,
.name = "s3c",
};
static int __init s3c64xx_cpufreq_init(void)
{
return cpufreq_register_driver(&s3c64xx_cpufreq_driver);
}
module_init(s3c64xx_cpufreq_init);
究竟频率依据哪种标准，进行何种变化，完全有CPUFreq的策略（policy）决定：
用户空间可通过/sys/devices/system/cpu/cpux/cpufreq节点来设置CPUFreq（采用userspace策略），则运行如下命令：
\# echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
\# echo 700000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed
CPUFreq子系统主要会发出两种通知（notifier）：
- 策略变化时，发出3次通知
- CPUFREQ_ADJUST：所有注册的notifier可以根据硬件或温度的情况去修改范围（policy->min & max）
- CPUFREQ_INCOMPATIBLE：除非前面的策略设定可能会导致硬件出错，否则，被注册的notifier不能改变范围等设定
-
CPUFREQ_NOTIFY：所有注册的notifier都会被告知新的策略已经被设置
- 频率变化时，发出2次通知
- CPUFREQ_PRECHANGE：准备变更
-
CPUFREQ_POSTCHANGE：已经完成变更
- 其他
- CPUFREQ_SUSPENDCHANGE：挂起系统
- CPUFREQ_RESUMECHANG：恢复系统
除了CPU以外，一些非CPU设备也支持多个操作频率和电压，存在多个OPP。Linux 3.2之后的内核也支持针对这种非CPU设备的DVFS，该套子系统为DEVFreq，位于drivers/devfreq目录。
某个domain所支持的<频率，电压>对的集合被称为Operating Performance Point，缩写为OPP。
一个OPP实例：
static struct omap_opp_def __initdata omap44xx_opp_def_list[]={
/* MPU OPP1 - OPP50 */
OPP_INITIALIZER("mpu", true, 300000000, OMAP4430_VDD_MPU_OPP50_UV),
...
}
...
int __init omap4_opp_init(void)
{
...
r = omap_init_opp_table(omap44xx_opp_def_list,
ARRAY_SIZE(omap44xx_opp_def_list));
...
}
device_initcall(omap4_opp_init);
int __init omap_init_opp_table(struct omap_opp_def *opp_def, u32 opp_def_size)
{
...
for(i = 0; i< opp_def_size;i++,opp_def++){
...
r = opp_add(dev, opp_def->freq, opp_def->u_volt);
...
}
return 0;
}
下面两个API分别用于获取与某OPP对应的电压和频率：
unsigned long opp_get_voltage(struct opp *opp);
unsigned long opp_get_freq(struct opp *opp);
当某个CPUFreq驱动想将CPU设置为某一频率的时候，它可能会同时设置电压，其代码流程为：
soc_switch_to_freq_voltage(freq)
{
/* do thing */
rcu_read_lock();
opp = opp_find_freq_ceil(dev, &freq);
v = opp_get_voltage(opp);
rcu_read_unlock();
if(v)
regulator_set_voltage(..,v);
/* do other things */
}
big.LITTLE架构的设计旨在为适当的作业分配恰当的处理器。
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