Linux电源管理系统详解：架构与驱动

"宋宝华老师讲解的Linux电源管理系统架构和驱动，涵盖了CPUFreq、CPUIdle、PM QoS、设备的runtime电源管理等多个关键领域，旨在优化系统能耗，提高电池寿命。" Linux电源管理系统是Linux内核的重要组成部分，它涉及到了系统性能与能源效率之间的平衡。在现代的嵌入式和移动设备中，电源管理对于延长电池寿命至关重要。Linux电源管理全局架构由多个子系统协同工作，包括： 1. CPUFreq子系统：它负责在运行时根据系统负载动态调整CPU的电压和频率，以实现DVFS（动态电压频率调整）。这通过降低电压和频率来减少功耗，因为CMOS电路的功耗与电压的平方和频率成正比。CPUFreq核心层位于`drivers/cpufreq/cpufreq.c`，提供了一个统一的接口和notifier机制，以便在频率改变时通知其他模块，并更新`loops_per_jiffy`常数。 2. CPUIdle子系统：当系统空闲时，CPUIdle子系统会将CPU置于低功耗模式，进一步节约能量。这包括不同的睡眠状态，如C1、C2等，每个状态对应不同的唤醒延迟和功耗级别。 3. PM QoS（Quality of Service）：这是针对系统延迟需求的电源管理策略，用于指导CPUIdle策略选择合适的状态，确保在满足性能要求的同时降低功耗。 4. Suspend to RAM/Disk：系统进入休眠状态时，设备驱动需要提供相应的入口函数来保存状态并进入低功耗模式。恢复时，这些函数将被调用来重新初始化设备。 5. 设备的runtime电源管理：设备根据其使用情况可以动态开启或关闭，这减少了未使用的设备的功耗。 6. SoC的suspend状态和SDRAM自刷新：当整个系统进入休眠时，需要对SoC进行适当的配置，例如SDRAM进入自刷新模式，以最小化内存的电力消耗。 7. OPP（Operating Point Package）模块：它提供了底层的时钟、稳压器和频率/电压表支持，供各种驱动子系统使用，确保硬件操作的电源效率。 8. SoC的CPUFreq驱动实现：每个特定SoC的CPUFreq驱动需要定义电压和频率表，并提供硬件层面的实现来完成频率和电压的切换。SoC可以通过`cpufreq_register_driver`等API注册自己的CPUFreq驱动。 Linux电源管理系统是一个复杂的交互网络，它涉及到系统各个层面的优化，以实现最佳的能源效率，同时保证系统的正常运行和性能。理解和熟练掌握这一领域对于开发高效能、低功耗的Linux设备至关重要。