Linux源码　cppc动态调频

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分类

Linux

正文

一、概述

CPPC（Collaborative Processor Performance Control）是一种由 ACPI（高级配置和电源接口）定义的硬件和操作系统之间的接口，用于动态调节处理器的性能。这种机制在现代处理器上尤其重要，因为它允许操作系统根据负载需求和热设计功耗（TDP）限制来调整处理器性能状态（P-state）。

在 Linux 系统中，CPU 动态调频通常是由 CPU 频率调节框架（cpufreq）管理的，该框架提供了多种调频策略（称为“governors”），如“performance”（始终运行在最高频率）、“powersave”（优先节能）、“userspace”（用户自定义频率）以及“ondemand”和“conservative”（根据当前负载动态调整频率）。

对于支持 CPPC 的系统，Linux 内核可以通过 ACPI 的 CPPC 接口与硬件协同工作，以实现更精细的性能控制。这通常涉及到新一代的处理器，如 AMD 的 Zen 架构处理器和部分新型号的 Intel 处理器。

要启用和管理 CPPC 动态调频，你需要确保几件事情：

内核支持：确保你的 Linux 内核支持 CPPC。较新的内核版本（如 5.x 系列）可能已经内置了这一功能。
ACPI CPPC 驱动程序：内核必须包含适当的 ACPI CPPC 驱动程序。这通常是默认启用的，但是在定制内核时需要注意。
BIOS/UEFI 设置：在某些情况下，你可能需要在 BIOS/UEFI 设置中启用 CPPC 支持。
操作系统工具：使用像 cpupower 这样的工具来管理和查看 CPU 频率策略。

例如，要查看当前的 CPU 频率策略，可以使用以下命令：

cpupower frequency-info

要设置特定的调频策略，可以使用：

cpupower frequency-set -g [governor_name]

其中 [governor_name] 是你想要选择的调频策略。

请注意，CPPC 动态调频的细节和配置可能会因不同的硬件和 Linux 发行版而异。对于特定硬件的详细信息，查阅硬件供应商的文档通常是最好的做法。如果你在尝试配置 CPPC 动态调频时遇到问题，你可能需要查看内核文档、硬件手册或者你的 Linux 发行版的相关文档。

二、相关代码

CPC的全称是Per cpu table called，是bios提供的一组acpi表，用于设置cpu的频率。这组acpi表如下：

/*
* An example CPC table looks like the following.
*
* Name(_CPC, Package()
* {
* 17,
* NumEntries
* 1,
* // Revision
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x120, 2)},
* // Highest Performance
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x124, 2)},
* // Nominal Performance
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x128, 2)},
* // Lowest Nonlinear Performance
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x12C, 2)},
* // Lowest Performance
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x130, 2)},
* // Guaranteed Performance Register
* ResourceTemplate(){Register(PCC, 32, 0, 0x110, 2)},
* // Desired Performance Register
* ResourceTemplate(){Register(SystemMemory, 0, 0, 0, 0)},
* ..
* ..
* ..
*
* }
* Each Register() encodes how to access that specific register.
* e.g. a sample PCC entry has the following encoding:
*
* Register (
* PCC,
* AddressSpaceKeyword
* 8,
* //RegisterBitWidth
* 8,
* //RegisterBitOffset
* 0x30,
* //RegisterAddress
* 9
* //AccessSize (subspace ID)
* 0
* )
* }
*/

那cpc表具体要怎么工作呢？具体在driver/cpufreq/cppc_cpufreq.c中。

这里的cppc_cpufreq_init是入口函数，这个函数向cpufreq的framework注册了一个可以调频的cpu driver

static int __init cppc_cpufreq_init(void)
{

ret = cpufreq_register_driver(&cppc_cpufreq_driver);
if (ret)
goto out;
}
static struct cpufreq_driver cppc_cpufreq_driver = {
.flags = CPUFREQ_CONST_LOOPS,
.verify = cppc_verify_policy,
.target = cppc_cpufreq_set_target,
.get = cppc_cpufreq_get_rate,
.init = cppc_cpufreq_cpu_init,
.stop_cpu = cppc_cpufreq_stop_cpu,
.name = "cppc_cpufreq",
};
//cppc_cpufreq_driver 最终的函数就是target，最终cpu调频就是通过target 这个回调函数来实现
static int cppc_cpufreq_set_target(struct cpufreq_policy *policy,
unsigned int target_freq,
unsigned int relation)
{
struct cppc_cpudata *cpu;
struct cpufreq_freqs freqs;
u32 desired_perf;
int ret = 0;

cpu = all_cpu_data[policy->cpu];
//得到要设置的频率
desired_perf = cppc_cpufreq_khz_to_perf(cpu, target_freq);
/* Return if it is exactly the same perf */
if (desired_perf == cpu->perf_ctrls.desired_perf)
return ret;

cpu->perf_ctrls.desired_perf = desired_perf;
freqs.old = policy->cur;
freqs.new = target_freq;

cpufreq_freq_transition_begin(policy, &freqs);
//通过acpi 提供的的接口来设置cpu 频率
ret = cppc_set_perf(cpu->cpu, &cpu->perf_ctrls);
cpufreq_freq_transition_end(policy, &freqs, ret != 0);

if (ret)
pr_debug("Failed to set target on CPU:%d. ret:%d\n",
cpu->cpu, ret);

return ret;
}

这里的cppc_set_perf实现在driver/acpi/cppc_acpi.c中实现，通过这个接口可以通过固件来设置cpu频率。

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