Linux电源管理：CPUFreq通知与动态调整详解

本文档主要探讨了Linux内核中的CPUFreq通知系统，这是Android架构中的一个重要部分，特别是在处理器管理和能效优化方面。CPUFreq子系统负责在运行时动态调整CPU的频率和电压，以适应系统的负载变化和节能需求，通过DVFS（动态电压频率调整）技术来控制功耗。 在CPUFreq的工作流程中，有两个关键的场景会触发通知：政策变化和频率变化。当CPU的频率或政策调整时，系统会依次发送以下三种通知： 1. **CPUFREQ_ADJUST**：此通知允许所有已注册的notifier可以根据硬件状态或温度等因素对频率限制（即policy的min和max值）进行调整，这是策略更改过程中的第一次通知。 2. **CPUFREQ_INCOMPATIBLE**：这个通知在可能引起硬件错误的政策调整前发送，只有那些经过验证的notifier可以在此阶段修改设置。 3. **CPUFREQ_NOTIFY**：最后，系统会告知所有notifier新的政策已设置，这是策略更改过程中的最后一次通知。 频率变化时，会发送两个通知： - **CPUFREQ_PRECHANGE**：频率切换前的预通知，通知其他模块即将发生的频率变更。 - **CPUFREQ_POSTCHANGE**：频率切换后的后通知，告知频率变更已完成，并提供了新的频率信息。 为了处理这些通知，notifier通常会接收一个`cpufreq_freqs`结构体，包含了CPU号、旧频率和新频率等信息。开发者可以利用`srcu_notifier_call_chain`函数来订阅和响应这些事件。 SoC的CPUFreq驱动实现通常涉及以下几个步骤： - 定义电压和频率表，这是驱动的基础，用于存储特定SoC的频率配置信息。 - 从硬件层面实现频率和电压的实际调整，这可能涉及到硬件寄存器操作和中断处理。 - 注册CPUFreq驱动到核心层，通过调用`cpufreq_register_driver`函数，以便与其他系统组件通信。 此外，核心层提供的API允许SoC驱动开发者按照统一的接口进行操作，并利用notifier机制在CPU频率变更时通知其他内核模块。同时，频率变化还会影响内核定时器的精度，因为`loops_per_jiffy`常数会随着频率的改变而更新。 了解并掌握CPUFreq通知机制对于优化设备性能、实现能效管理和电源管理至关重要，尤其是在Android这样的移动平台上，这直接影响到设备的电池续航和用户体验。