1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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3 .. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst 3 .. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst
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5 :Original: Documentation/cpu-freq/cpu-drivers. 5 :Original: Documentation/cpu-freq/cpu-drivers.rst
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7 :翻譯: 7 :翻譯:
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9 司延騰 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn> 9 司延騰 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn>
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11 :校譯: 11 :校譯:
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13 唐藝舟 Tang Yizhou <tangyeechou@gmail.com> 13 唐藝舟 Tang Yizhou <tangyeechou@gmail.com>
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15 ======================================= 15 =======================================
16 如何實現一個新的CPUFreq處理器驅動 16 如何實現一個新的CPUFreq處理器驅動程序？
17 ======================================= 17 =======================================
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19 作者: 19 作者:
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21 21
22 - Dominik Brodowski <linux@brodo.de> 22 - Dominik Brodowski <linux@brodo.de>
23 - Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@i 23 - Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>
24 - Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org 24 - Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org>
25 25
26 .. Contents 26 .. Contents
27 27
28 1. 怎麼做？ 28 1. 怎麼做？
29 1.1 初始化 29 1.1 初始化
30 1.2 Per-CPU 初始化 30 1.2 Per-CPU 初始化
31 1.3 驗證 31 1.3 驗證
32 1.4 target/target_index 或 setpolicy? 32 1.4 target/target_index 或 setpolicy?
33 1.5 target/target_index 33 1.5 target/target_index
34 1.6 setpolicy 34 1.6 setpolicy
35 1.7 get_intermediate 與 target_intermedia 35 1.7 get_intermediate 與 target_intermediate
36 2. 頻率表助手 36 2. 頻率表助手
37 37
38 38
39 39
40 1. 怎麼做？ 40 1. 怎麼做？
41 =========== 41 ===========
42 42
43 如果，你剛剛得到了一個全新的CPU/ 43 如果，你剛剛得到了一個全新的CPU/芯片組及其數據手冊，並希望爲這個CPU/芯片組添加cpufreq
44 支持？很好，這裏有一些至關重要 44 支持？很好，這裏有一些至關重要的提示：
45 45
46 46
47 1.1 初始化 47 1.1 初始化
48 ---------- 48 ----------
49 49
50 首先，在 __initcall level 7 (module_init() 50 首先，在 __initcall level 7 (module_init())或更靠後的函數中檢查這個內核是否
51 運行在正確的CPU和正確的芯片組上 51 運行在正確的CPU和正確的芯片組上。如果是，則使用cpufreq_register_driver()向
52 CPUfreq核心層註冊一個cpufreq_driver結 52 CPUfreq核心層註冊一個cpufreq_driver結構體。
53 53
54 結構體cpufreq_driver應該包含什麼成 54 結構體cpufreq_driver應該包含什麼成員?
55 55
56 .name - 驅動的名字。 56 .name - 驅動的名字。
57 57
58 .init - 一個指向per-policy初始化函數 58 .init - 一個指向per-policy初始化函數的指針。
59 59
60 .verify - 一個指向"verification"函數的 60 .verify - 一個指向"verification"函數的指針。
61 61
62 .setpolicy 或 .fast_switch 或 .target 或 . 62 .setpolicy 或 .fast_switch 或 .target 或 .target_index - 差異見
63 下文。 63 下文。
64 64
65 其它可選成員 65 其它可選成員
66 66
67 .flags - 給cpufreq核心的提示。 67 .flags - 給cpufreq核心的提示。
68 68
69 .driver_data - cpufreq驅動程序的特有 69 .driver_data - cpufreq驅動程序的特有數據。
70 70
71 .get_intermediate 和 target_intermediate - 71 .get_intermediate 和 target_intermediate - 用於在改變CPU頻率時切換到穩定
72 的頻率。 72 的頻率。
73 73
74 .get - 返回CPU的當前頻率。 74 .get - 返回CPU的當前頻率。
75 75
76 .bios_limit - 返回HW/BIOS對CPU的最大頻 76 .bios_limit - 返回HW/BIOS對CPU的最大頻率限制值。
77 77
78 .exit - 一個指向per-policy清理函數的 78 .exit - 一個指向per-policy清理函數的指針，該函數在CPU熱插拔過程的CPU_POST_DEAD
79 階段被調用。 79 階段被調用。
80 80
81 .suspend - 一個指向per-policy暫停函數 81 .suspend - 一個指向per-policy暫停函數的指針，該函數在關中斷且在該策略的調節器停止
82 後被調用。 82 後被調用。
83 83
84 .resume - 一個指向per-policy恢復函數 84 .resume - 一個指向per-policy恢復函數的指針，該函數在關中斷且在調節器再一次啓動前被
85 調用。 85 調用。
86 86
87 .ready - 一個指向per-policy準備函數 87 .ready - 一個指向per-policy準備函數的指針，該函數在策略完全初始化之後被調用。
88 88
89 .attr - 一個指向NULL結尾的"struct freq 89 .attr - 一個指向NULL結尾的"struct freq_attr"列表的指針，該列表允許導出值到
90 sysfs。 90 sysfs。
91 91
92 .boost_enabled - 如果設置，則啓用提 92 .boost_enabled - 如果設置，則啓用提升(boost)頻率。
93 93
94 .set_boost - 一個指向per-policy函數的 94 .set_boost - 一個指向per-policy函數的指針，該函數用來開啓/關閉提升(boost)頻率功能。
95 95
96 96
97 1.2 Per-CPU 初始化 97 1.2 Per-CPU 初始化
98 ------------------ 98 ------------------
99 99
100 每當一個新的CPU被註冊到設備模型 100 每當一個新的CPU被註冊到設備模型中，或者當cpufreq驅動註冊自身之後，如果此CPU的cpufreq策
101 略不存在，則會調用per-policy的初始 101 略不存在，則會調用per-policy的初始化函數cpufreq_driver.init。請注意，.init()和.exit()例程
102 只爲某個策略調用一次，而不是對 102 只爲某個策略調用一次，而不是對該策略管理的每個CPU調用一次。它需要一個 ``struct cpufreq_policy
103 *policy`` 作爲參數。現在該怎麼做呢 103 *policy`` 作爲參數。現在該怎麼做呢？
104 104
105 如果有必要，請在你的CPU上激活CPUf 105 如果有必要，請在你的CPU上激活CPUfreq功能支持。
106 106
107 然後，驅動程序必須填寫以下值: 107 然後，驅動程序必須填寫以下值:
108 108
109 +-----------------------------------+--------- 109 +-----------------------------------+--------------------------------------+
110 |policy->cpuinfo.min_freq和 | 該CPU 110 |policy->cpuinfo.min_freq和 | 該CPU支持的最低和最高頻率（kHz） |
111 |policy->cpuinfo.max_freq | 111 |policy->cpuinfo.max_freq | |
112 | | 112 | | |
113 +-----------------------------------+--------- 113 +-----------------------------------+--------------------------------------+
114 |policy->cpuinfo.transition_latency | CPU在 114 |policy->cpuinfo.transition_latency | CPU在兩個頻率之間切換所需的時間，以 |
115 | | 納秒 115 | | 納秒爲單位（如不適用，設定爲 |
116 | | CPUFREQ_ 116 | | CPUFREQ_ETERNAL） |
117 | | 117 | | |
118 +-----------------------------------+--------- 118 +-----------------------------------+--------------------------------------+
119 |policy->cur | 該CPU 119 |policy->cur | 該CPU當前的工作頻率(如適用) |
120 | | 120 | | |
121 +-----------------------------------+--------- 121 +-----------------------------------+--------------------------------------+
122 |policy->min, | 必須 122 |policy->min, | 必須包含該CPU的"默認策略"。稍後 |
123 |policy->max, | 會用 123 |policy->max, | 會用這些值調用 |
124 |policy->policy and, if necessary, | cpufreq_ 124 |policy->policy and, if necessary, | cpufreq_driver.verify和下面函數 |
125 |policy->governor | 之一 125 |policy->governor | 之一：cpufreq_driver.setpolicy或 |
126 | | cpufreq_ 126 | | cpufreq_driver.target/target_index |
127 | | 127 | | |
128 +-----------------------------------+--------- 128 +-----------------------------------+--------------------------------------+
129 |policy->cpus | 該polic 129 |policy->cpus | 該policy通過DVFS框架影響的全部CPU |
130 | | (即與 130 | | (即與本CPU共享"時鐘/電壓"對)構成 |
131 | | 掩碼( 131 | | 掩碼(同時包含在線和離線CPU)，用掩碼 |
132 | | 更新 132 | | 更新本字段 |
133 | | 133 | | |
134 +-----------------------------------+--------- 134 +-----------------------------------+--------------------------------------+
135 135
136 對於設置其中的一些值(cpuinfo.min[max 136 對於設置其中的一些值(cpuinfo.min[max]_freq, policy->min[max])，頻率表輔助函數可能會有幫
137 助。關於它們的更多信息，請參見 137 助。關於它們的更多信息，請參見第2節。
138 138
139 139
140 1.3 驗證 140 1.3 驗證
141 -------- 141 --------
142 142
143 當用戶決定設置一個新的策略(由"po 143 當用戶決定設置一個新的策略(由"policy,governor,min,max組成")時，必須對這個策略進行驗證，
144 以便糾正不兼容的值。爲了驗證這 144 以便糾正不兼容的值。爲了驗證這些值，cpufreq_verify_within_limits(``struct cpufreq_policy
145 *policy``, ``unsigned int min_freq``, ``unsign 145 *policy``, ``unsigned int min_freq``, ``unsigned int max_freq``)函數可能會有幫助。
146 關於頻率表輔助函數的詳細內容請 146 關於頻率表輔助函數的詳細內容請參見第2節。
147 147
148 您需要確保至少有一個有效頻率（ 148 您需要確保至少有一個有效頻率（或工作範圍）在 policy->min 和 policy->max 範圍內。如果有必
149 要，先增大policy->max，只有在沒有 149 要，先增大policy->max，只有在沒有解決方案的情況下，才減小policy->min。
150 150
151 151
152 1.4 target 或 target_index 或 setpolicy 或 152 1.4 target 或 target_index 或 setpolicy 或 fast_switch?
153 ---------------------------------------------- 153 -------------------------------------------------------
154 154
155 大多數cpufreq驅動甚至大多數CPU頻率 155 大多數cpufreq驅動甚至大多數CPU頻率升降算法只允許將CPU頻率設置爲預定義的固定值。對於這些，你
156 可以使用->target()，->target_index()或-> 156 可以使用->target()，->target_index()或->fast_switch()回調。
157 157
158 有些具有硬件調頻能力的處理器可 158 有些具有硬件調頻能力的處理器可以自行依據某些限制來切換CPU頻率。它們應使用->setpolicy()回調。
159 159
160 160
161 1.5. target/target_index 161 1.5. target/target_index
162 ------------------------ 162 ------------------------
163 163
164 target_index調用有兩個參數： ``struct 164 target_index調用有兩個參數： ``struct cpufreq_policy * policy`` 和 ``unsigned int``
165 索引(用於索引頻率表項)。 165 索引(用於索引頻率表項)。
166 166
167 當調用這裏時，CPUfreq驅動必須設置 167 當調用這裏時，CPUfreq驅動必須設置新的頻率。實際頻率必須由freq_table[index].frequency決定。
168 168
169 在發生錯誤的情況下總是應該恢復 169 在發生錯誤的情況下總是應該恢復到之前的頻率(即policy->restore_freq)，即使我們已經切換到了
170 中間頻率。 170 中間頻率。
171 171
172 已棄用 172 已棄用
173 ---------- 173 ----------
174 target調用有三個參數。``struct cpufreq 174 target調用有三個參數。``struct cpufreq_policy * policy``, unsigned int target_frequency,
175 unsigned int relation. 175 unsigned int relation.
176 176
177 CPUfreq驅動在調用這裏時必須設置新 177 CPUfreq驅動在調用這裏時必須設置新的頻率。實際的頻率必須使用以下規則來確定。
178 178
179 - 儘量貼近"目標頻率"。 179 - 儘量貼近"目標頻率"。
180 - policy->min <= new_freq <= policy->max (這 180 - policy->min <= new_freq <= policy->max (這必須是有效的!!!)
181 - 如果 relation==CPUFREQ_REL_L，嘗試選 181 - 如果 relation==CPUFREQ_REL_L，嘗試選擇一個高於或等於 target_freq 的 new_freq。("L代表
182 最低，但不能低於") 182 最低，但不能低於")
183 - 如果 relation==CPUFREQ_REL_H，嘗試選 183 - 如果 relation==CPUFREQ_REL_H，嘗試選擇一個低於或等於 target_freq 的 new_freq。("H代表
184 最高，但不能高於") 184 最高，但不能高於")
185 185
186 這裏，頻率表輔助函數可能會幫助 186 這裏，頻率表輔助函數可能會幫助你 -- 詳見第2節。
187 187
188 1.6. fast_switch 188 1.6. fast_switch
189 ---------------- 189 ----------------
190 190
191 這個函數用於從調度器的上下文進 191 這個函數用於從調度器的上下文進行頻率切換。並非所有的驅動都要實現它，因爲不允許在這個回調中睡眠。這
192 個回調必須經過高度優化，以儘可 192 個回調必須經過高度優化，以儘可能快地進行切換。
193 193
194 這個函數有兩個參數： ``struct cpufre 194 這個函數有兩個參數： ``struct cpufreq_policy *policy`` 和 ``unsigned int target_frequency``。
195 195
196 196
197 1.7 setpolicy 197 1.7 setpolicy
198 ------------- 198 -------------
199 199
200 setpolicy調用只需要一個 ``struct cpufre 200 setpolicy調用只需要一個 ``struct cpufreq_policy * policy`` 作爲參數。需要將處理器內或芯片組內動態頻
201 率切換的下限設置爲policy->min，上 201 率切換的下限設置爲policy->min，上限設置爲policy->max，如果支持的話，當policy->policy爲
202 CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE時選擇面向性 202 CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE時選擇面向性能的設置，爲CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE時選擇面向省電的設置。
203 也可以查看drivers/cpufreq/longrun.c中的 203 也可以查看drivers/cpufreq/longrun.c中的參考實現。
204 204
205 1.8 get_intermediate 和 target_intermediate 205 1.8 get_intermediate 和 target_intermediate
206 -------------------------------------------- 206 --------------------------------------------
207 207
208 僅適用於未設置 target_index() 和 CPUFR 208 僅適用於未設置 target_index() 和 CPUFREQ_ASYNC_NOTIFICATION 的驅動。
209 209
210 get_intermediate應該返回一個平臺想要 210 get_intermediate應該返回一個平臺想要切換到的穩定的中間頻率，target_intermediate()應該將CPU設置爲
211 該頻率，然後再跳轉到'index'對應的 211 該頻率，然後再跳轉到'index'對應的頻率。cpufreq核心會負責發送通知，驅動不必在
212 target_intermediate()或target_index()中處 212 target_intermediate()或target_index()中處理它們。
213 213
214 在驅動程序不想爲某個目標頻率切 214 在驅動程序不想爲某個目標頻率切換到中間頻率的情況下，它們可以讓get_intermediate()返回'0'。
215 在這種情況下，cpufreq核心將直接調 215 在這種情況下，cpufreq核心將直接調用->target_index()。
216 216
217 注意：->target_index()應該在發生失敗 217 注意：->target_index()應該在發生失敗的情況下將頻率恢復到policy->restore_freq，
218 因爲cpufreq核心會爲此發送通知。 218 因爲cpufreq核心會爲此發送通知。
219 219
220 220
221 2. 頻率表輔助函數 221 2. 頻率表輔助函數
222 ================= 222 =================
223 223
224 由於大多數支持cpufreq的處理器只允 224 由於大多數支持cpufreq的處理器只允許被設置爲幾個特定的頻率，因此，"頻率表"和一些相關函數可能會輔助處理器驅動
225 程序的一些工作。這樣的"頻率表" 225 程序的一些工作。這樣的"頻率表"是一個由struct cpufreq_frequency_table的條目構成的數組，"driver_data"成員包
226 含驅動程序的專用值，"frequency"成 226 含驅動程序的專用值，"frequency"成員包含了相應的頻率，此外還有標誌成員。在表的最後，需要添加一個
227 cpufreq_frequency_table條目，頻率設置 227 cpufreq_frequency_table條目，頻率設置爲CPUFREQ_TABLE_END。如果想跳過表中的一個條目，則將頻率設置爲
228 CPUFREQ_ENTRY_INVALID。這些條目不需要 228 CPUFREQ_ENTRY_INVALID。這些條目不需要按照任何特定的順序排序，如果排序了，cpufreq核心執行DVFS會更快一點，
229 因爲搜索最佳匹配會更快。 229 因爲搜索最佳匹配會更快。
230 230
231 如果在policy->freq_table字段中包含一 231 如果在policy->freq_table字段中包含一個有效的頻率表指針，頻率表就會被cpufreq核心自動驗證。
232 232
233 cpufreq_frequency_table_verify()保證至少 233 cpufreq_frequency_table_verify()保證至少有一個有效的頻率在policy->min和policy->max範圍內，並且所有其他
234 準則都被滿足。這對->verify調用很 234 準則都被滿足。這對->verify調用很有幫助。
235 235
236 cpufreq_frequency_table_target()是對應於-> 236 cpufreq_frequency_table_target()是對應於->target階段的頻率表輔助函數。只要把值傳遞給這個函數，這個函數就會返
237 回包含CPU要設置的頻率的頻率表條 237 回包含CPU要設置的頻率的頻率表條目。
238 238
239 以下宏可以作爲cpufreq_frequency_table 239 以下宏可以作爲cpufreq_frequency_table的迭代器。
240 240
241 cpufreq_for_each_entry(pos, table) - 遍歷頻 241 cpufreq_for_each_entry(pos, table) - 遍歷頻率表的所有條目。
242 242
243 cpufreq_for_each_valid_entry(pos, table) - 該 243 cpufreq_for_each_valid_entry(pos, table) - 該函數遍歷所有條目，不包括CPUFREQ_ENTRY_INVALID頻率。
244 使用參數"pos" -- 一個 ``cpufreq_frequenc 244 使用參數"pos" -- 一個 ``cpufreq_frequency_table *`` 作爲循環指針，使用參數"table" -- 作爲你想迭代
245 的 ``cpufreq_frequency_table *`` 。 245 的 ``cpufreq_frequency_table *`` 。
246 246
247 例如:: 247 例如::
248 248
249 struct cpufreq_frequency_table *pos, * 249 struct cpufreq_frequency_table *pos, *driver_freq_table;
250 250
251 cpufreq_for_each_entry(pos, driver_fre 251 cpufreq_for_each_entry(pos, driver_freq_table) {
252 /* Do something with pos */ 252 /* Do something with pos */
253 pos->frequency = ... 253 pos->frequency = ...
254 } 254 }
255 255
256 如果你需要在driver_freq_table中處理po 256 如果你需要在driver_freq_table中處理pos的位置，不要做指針減法，因爲它的代價相當高。作爲替代，使用宏
257 cpufreq_for_each_entry_idx() 和 cpufreq_for_e 257 cpufreq_for_each_entry_idx() 和 cpufreq_for_each_valid_entry_idx() 。
258 258
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