[LINUX] So implementieren Sie einen neuen CPUFreq-Prozessortreiber

Ursprünglich ist es Teil des Quellcodes des Linux-Kernels, daher wird es als GPLv2 behandelt (Anerkennung, dass es sein sollte).

https://www.kernel.org/doc/html/latest/index.html

Licensing documentation

The following describes the license of the Linux kernel source code (GPLv2), how to properly mark the license of individual files in the source tree, as well as links to the full license text.

https://www.kernel.org/doc/html/latest/process/license-rules.html#kernel-licensing

https://www.kernel.org/doc/html/latest/cpu-freq/cpu-drivers.html Ich werde lesen.


How to Implement a new CPUFreq Processor Driver Authors:

Dominik Brodowski [email protected] Rafael J. Wysocki [email protected] Viresh Kumar [email protected]

  1. What To Do?

So, you just got a brand-new CPU / chipset with datasheets and want to add cpufreq support for this CPU / chipset? Great. Here are some hints on what is necessary:

Jetzt möchten Sie eine brandneue CPU / Chipsatz und ein Datenblatt erhalten und cpufreq-Unterstützung für diesen CPU-Chipsatz leisten, oder? In Ordnung, hier sind einige Tipps, die Sie dazu benötigen.

1.1 Initialization

First of all, in an __initcall level 7 (module_init()) or later function check whether this kernel runs on the right CPU and the right chipset. If so, register a struct cpufreq_driver with the CPUfreq core using cpufreq_register_driver()

Überprüfen Sie zunächst, ob dieser Kernel auf der richtigen CPU und dem richtigen Chipsatz mit __initcall Level 7 (module_init ()) und späteren Funktionen ausgeführt wird. Verwenden Sie in diesem Fall cpufreq_register_driver (), um die cpufreq_driver-Struktur für den CPUfreq-Kern zu registrieren.

What shall this struct cpufreq_driver contain?

Was ist in dieser cpufreq_driver-Struktur enthalten?

.name - The name of this driver. .init - A pointer to the per-policy initialization function. .verify - A pointer to a “verification” function. .setpolicy or .fast_switch or .target or .target_index - See below on the differences.

--.name: Der Name dieses Treibers -. init: Jede Richtlinie ist ein Zeiger auf die Initialisierungsfunktion -. Verifizieren: Zeiger auf "Verifizierungs" -Funktion -. setpolicy, .fast_switch, .target oder .taget_index: Diese Unterschiede werden später beschrieben.

And optionally

Darüber hinaus enthält es die folgenden Optionen

.flags - Hints for the cpufreq core. .driver_data - cpufreq driver specific data. .resolve_freq - Returns the most appropriate frequency for a target frequency. Doesn’t change the frequency though. .get_intermediate and target_intermediate - Used to switch to stable frequency while changing CPU frequency. .get - Returns current frequency of the CPU. .bios_limit - Returns HW/BIOS max frequency limitations for the CPU. .exit - A pointer to a per-policy cleanup function called during CPU_POST_DEAD phase of cpu hotplug process. .stop_cpu - A pointer to a per-policy stop function called during CPU_DOWN_PREPARE phase of cpu hotplug process. .suspend - A pointer to a per-policy suspend function which is called with interrupts disabled and after the governor is stopped for the policy. .resume - A pointer to a per-policy resume function which is called with interrupts disabled and before the governor is started again. .ready - A pointer to a per-policy ready function which is called after the policy is fully initialized. .attr - A pointer to a NULL-terminated list of “struct freq_attr” which allow to export values to sysfs. .boost_enabled - If set, boost frequencies are enabled. .set_boost - A pointer to a per-policy function to enable/disable boost frequencies.

-. flags - Tipps für den cpufreq-Kern -. driver_data --cpufreq Treiberspezifische Daten -. resolve_freq - Gibt die optimale Frequenz für die Zielfrequenz zurück. Die Frequenz ändert sich jedoch nicht. get_intermediate und target_intermediate - Wird verwendet, um die CPU-Frequenz auf eine stabile Frequenz zu ändern. -. get - Gibt die aktuelle Frequenz der CPU zurück. -. bios_limit - Maximale CPU-Frequenz, die im HW / BIOS begrenzt ist -. exit - Zeiger auf die Bereinigungsfunktion pro Richtlinie, die während der Phase CPU_POST_DEAD im CPU-Hotplug-Prozess aufgerufen wird. stop_cpu - Ein Zeiger auf die Stop-Funktion pro Richtlinie, die während der Phase CPU_DOWN_PREPARE im Hotplug-Prozess aufgerufen wird. -. suspend - Ein Zeiger auf die Suspend-Funktion für jede Richtlinie, nachdem der Interrupt deaktiviert und der Goneror so eingestellt wurde, dass er in der Richtlinie stoppt. -. resume - Ein Zeiger auf die Funktion zur Wiederaufnahme pro Richtlinie, die aufgerufen wird, bevor der Interrupt deaktiviert und der Goneror auf den in der Richtlinie gestarteten Wert zurückgesetzt wird. -. ready - Ein Zeiger auf die Ready-Funktion für jede Richtlinie, die aufgerufen wird, nachdem die Richtlinie die Initialisierung vollständig abgeschlossen hat. -. attr - Ein Zeiger auf die NULL-terminierte Liste der Struktur freq_attr, damit sysfs den Wert druckt. -. boost_enabled - Wenn gesetzt, ist die Boost-Frequenz aktiviert. set_boost - Ein Zeiger auf eine Funktion für jede Richtlinie, wenn boost freqiemcu aktiviert / deaktiviert ist.

1.2 Per-CPU Initialization

Whenever a new CPU is registered with the device model, or after the cpufreq driver registers itself, the per-policy initialization function cpufreq_driver.init is called if no cpufreq policy existed for the CPU. Note that the .init() and .exit() routines are called only once for the policy and not for each CPU managed by the policy. It takes a struct cpufreq_policy *policy as argument. What to do now?

Wenn die cpufreq-Richtlinie auf der CPU nicht vorhanden ist, wenn eine neue CPU beim Gerätemodell registriert wird oder nachdem sich der cpufreq-Treiber selbst registriert hat, wird die Initialisierungsfunktion cpufreq_driver.init () pro Richtlinie aufgerufen. Beachten Sie, dass die Routinen .init () und .exit () von der Richtlinie nur einmal aufgerufen werden und nicht für jede von der Richtlinie verwaltete CPU. Das Argument hat eine cpufreq_policy * -Richtlinienstruktur. Was sollte ich dann tun?

If necessary, activate the CPUfreq support on your CPU.

Wenn möglich, wird CPUfreq aktiviert, das Ihre CPU unterstützt.

Then, the driver must fill in the following values:

Der Fahrer muss dann folgende Werte eingeben:

policy->cpuinfo.min_freq and policy->cpuinfo.max_freq the minimum and maximum frequency (in kHz) which is supported by this CPU

policy-> cpuinfo.min_freq und policy-> cpuinfo.max_freq Von dieser CPU unterstützte minimale und maximale Frequenzen (in kHz)

policy->cpuinfo.transition_latency the time it takes on this CPU to switch between two frequencies in nanoseconds (if appropriate, else specify CPUFREQ_ETERNAL)

Zeit in Nanosekunden, die für die Frequenzumschaltung mit dieser CPU erforderlich ist (ggf. CPUFREQ_ETERNAL angeben)

policy->cur The current operating frequency of this CPU (if appropriate)

Aktuelle Betriebsfrequenz dieser CPU (falls zutreffend)

policy->min, policy->max, policy->policy and, if necessary, policy->governor must contain the “default policy” for this CPU. A few moments later, cpufreq_driver.verify and either cpufreq_driver.setpolicy or cpufreq_driver.target/target_index is called with these values.

policy->min, policy->max, policy->policy and, if necessary, policy->governor Sie müssen die "Standardrichtlinie" für diese CPU angeben. Nach einiger Zeit werden diese Werte verwendet, um cpufreq_driver.verify () und cpufreq_driver.setpolicy () oder cpufreq_driver.target () / target_index () aufzurufen.

policy->cpus Update this with the masks of the (online + offline) CPUs that do DVFS along with this CPU (i.e. that share clock/voltage rails with it).

(Online + Offline) Aktualisierung der CPU-Maske, wenn DVFS auf dieser CPU ausgeführt wird. (Das heißt, es teilt die Takt- / Spannungsschiene mit der CPU).

For setting some of these values (cpuinfo.min[max]_freq, policy->min[max]), the frequency table helpers might be helpful. See the section 2 for more information on them.

Die Frequenz-Registerkarte kann nützlich sein, um Werte für cpuinfo (min / max) _freq und polict-> (min / max) festzulegen. Weitere Informationen hierzu finden Sie in Abschnitt 2.

1.3 verify

When the user decides a new policy (consisting of “policy,governor,min,max”) shall be set, this policy must be validated so that incompatible values can be corrected. For verifying these values cpufreq_verify_within_limits(struct cpufreq_policy *policy, unsigned int min_freq, unsigned int max_freq) function might be helpful. See section 2 for details on frequency table helpers.

Wenn ein Benutzer entscheidet, dass eine neue Richtlinie festgelegt werden muss, die aus Richtlinie, Governor, Minimum und Maximum besteht, sollte diese Richtlinie validiert werden, damit inkompatible Werte korrigiert werden können. Die Funktion cpufreq_verify_within_limits (struct cpufreq_policy *, unsigned int min_freq, unsigned int max_freq) kann Ihnen bei der Validierung dieser Werte helfen. Weitere Informationen zu Hilfsprogrammen für Häufigkeitstabellen finden Sie in Abschnitt 2.

You need to make sure that at least one valid frequency (or operating range) is within policy->min and policy->max. If necessary, increase policy->max first, and only if this is no solution, decrease policy->min.

Mindestens eine gültige Häufigkeit (oder ein gültiger Geltungsbereich) muss innerhalb von Richtlinie-> min bis Richtlinie-> max liegen. Wenn nötig, erhöhen Sie zuerst die Richtlinie-> max. Wenn dies nicht funktioniert, verringern Sie die Richtlinie-> min.

1.4 target or target_index or setpolicy or fast_switch?

Most cpufreq drivers or even most cpu frequency scaling algorithms only allow the CPU frequency to be set to predefined fixed values. For these, you use the ->target(), ->target_index() or ->fast_switch() callbacks.

Bei den meisten CPU-Treibern und CPU-Frequenzskalierungsalgorithmen können Sie die CPU-Frequenz nur auf einen vordefinierten festen Wert einstellen. Verwenden Sie in diesem Fall die folgende Funktion. -> target (), -> target_index () oder-> fast_switch () Rückrufe.

Some cpufreq capable processors switch the frequency between certain limits on their own. These shall use the ->setpolicy() callback.

Der cpufreq-fähige Prozessor schaltet die Frequenzen unabhängig zwischen bestimmten Grenzwerten um. Sie nutzen den Rückruf-> setpolicy ().

1.5. target/target_index

The target_index call has two arguments: struct cpufreq_policy *policy, and unsigned int index (into the exposed frequency table).

Der Aufruf von target_index hat zwei Argumente. struct cpufreq_policy * policy und unsigned int index (in die exponierte Häufigkeitstabelle)

The CPUfreq driver must set the new frequency when called here. The actual frequency must be determined by freq_table[index].frequency.

Wenn der CPUfreq-Treiber hier aufgerufen wird, muss er eine neue Frequenz einstellen. Die tatsächliche Frequenz sollte basierend auf der Frequenz von freq_table [index] .bestimmt werden.

It should always restore to earlier frequency (i.e. policy->restore_freq) in case of errors, even if we switched to intermediate frequency earlier.

Wenn Sie eine Fehlermeldung erhalten, sollten Sie immer die vorherige Frequenz wiederherstellen (policy-> restore_freq), auch wenn Sie zur vorherigen Frequenz wechseln.

Veraltet

The target call has three arguments: struct cpufreq_policy *policy, unsigned int target_frequency, unsigned int relation.

Das Ziel wird mit drei Argumenten aufgerufen. struct cpufreq_policy * policy, vorzeichenlose int target_frequency, vorzeichenlose int-Beziehung.

The CPUfreq driver must set the new frequency when called here. The actual frequency must be determined using the following rules:

Wenn der CPUfreq-Treiber hier aufgerufen wird, muss er eine neue Frequenz einstellen. Die tatsächliche Häufigkeit sollte nach folgenden Regeln ermittelt werden:

  • keep close to “target_freq”

--Halte "target_freq" --policy-> min <= new_freq <= policy-> max (Einschränkungen müssen beachtet werden!)

Here again the frequency table helper might assist you - see section 2 for details.

In Abschnitt 2 finden Sie weitere Hilfsprogramme zur Häufigkeitstabelle.

1.6. fast_switch

This function is used for frequency switching from scheduler’s context. Not all drivers are expected to implement it, as sleeping from within this callback isn’t allowed. This callback must be highly optimized to do switching as fast as possible.

Diese Funktion wird verwendet, um Frequenzen aus dem Scheduler-Kontext zu wechseln. Das Schlafen innerhalb dieses Rückrufs ist nicht zulässig, daher implementieren ihn nicht alle Treiber. Dieser Rückruf muss stark optimiert werden, um den Wechsel so schnell wie möglich zu gestalten.

This function has two arguments: struct cpufreq_policy *policy and unsigned int target_frequency.

Diese Funktion hat zwei Argumente. struct cpufreq_policy * policy und unsigned int target_frequency.

1.7 setpolicy

The setpolicy call only takes a struct cpufreq_policy *policy as argument. You need to set the lower limit of the in-processor or in-chipset dynamic frequency switching to policy->min, the upper limit to policy->max, and -if supported- select a performance-oriented setting when policy->policy is CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE, and a powersaving-oriented setting when CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE. Also check the reference implementation in drivers/cpufreq/longrun.c

Der Aufruf von setpolicy verwendet nur die Richtlinienstruktur cpufreq_policy * als Argument. Die Untergrenze der dynamischen Frequenzumschaltung innerhalb des Prozesses oder Chipsatzes sollte auf Richtlinie-> min und die Obergrenze auf Richtlinie-> max eingestellt werden. Wenn dies unterstützt wird, müssen Sie außerdem die Einstellung für das Leistungsdenken auswählen, wenn Richtlinie-> Richtlinie auf CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE und Energiesparorientiert auf CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE festgelegt ist. Überprüfen Sie, ob in drivers / cpufreq / longrun.c eine Referenzimplementierung vorhanden ist.

1.8 get_intermediate and target_intermediate

Only for drivers with target_index() and CPUFREQ_ASYNC_NOTIFICATION unset.

Nur wenn CPUFREQ_ASYNC_NOTIFICATION im Treiber mit target_index () nicht gesetzt ist.

get_intermediate should return a stable intermediate frequency platform wants to switch to, and target_intermediate() should set CPU to that frequency, before jumping to the frequency corresponding to ‘index’. Core will take care of sending notifications and driver doesn’t have to handle them in target_intermediate() or target_index().

get_intermediate gibt eine stabile Zwischenfrequenz zurück, zu der die Plattform wechseln möchte. target_intermediate () muss die CPU auf diese Frequenz einstellen, bevor zu der dem Index entsprechenden Frequenz gesprungen wird. Core sendet eine Benachrichtigung. Der Treiber muss diese nicht in target_intermediate () oder target_index () verarbeiten.

Drivers can return ‘0’ from get_intermediate() in case they don’t wish to switch to intermediate frequency for some target frequency. In that case core will directly call ->target_index().

Der Treiber kann 0 an get_intermediate () zurückgeben, wenn bei der Zielfrequenz keine Zwischenfrequenz eingestellt werden muss. In diesem Fall gibt core target_index () direkt zurück.

NOTE: ->target_index() should restore to policy->restore_freq in case of failures as core would send notifications for that.

Hinweis: Im Falle eines Fehlers in dem Fall, in dem der Core eine Benachrichtigung sendet, muss policy-> restore_freq () von target_index () wiederhergestellt werden.

  1. Frequency Table Helpers

As most cpufreq processors only allow for being set to a few specific frequencies, a “frequency table” with some functions might assist in some work of the processor driver.

Die meisten cpufreq-Prozessoren können nur wenige bestimmte Frequenzen einstellen. Eine "Frequenztabelle", die die Funktionen der Währung enthält, in die Sie wechseln, kann daher bei der Arbeit im Prozessortreiber hilfreich sein.

Such a “frequency table” consists of an array of struct cpufreq_frequency_table entries, with driver specific values in “driver_data”, the corresponding frequency in “frequency” and flags set.

Die "Frequenztabelle" besteht aus einem Array von Struktureinträgen für cpufreq_frequency_table mit treiberspezifischen Informationen in "driver_data", zugehörigen Frequenzen in "frequenz" und Flags.

At the end of the table, you need to add a cpufreq_frequency_table entry with frequency set to CPUFREQ_TABLE_END.

Am Ende der Tabelle muss ein Eintrag mit der Frequenz mit gesetztem CPUFREQ_TABLE_END zum Eintrag cpufreq frequenz_tabelle hinzugefügt werden.

And if you want to skip one entry in the table, set the frequency to CPUFREQ_ENTRY_INVALID.

Legen Sie für den Eintrag, den Sie in der Tabelle wissen möchten, die Häufigkeit von CPUFREQ_ENTRY_INVALID fest.

The entries don’t need to be in sorted in any particular order, but if they are cpufreq core will do DVFS a bit quickly for them as search for best match is faster.

Die Einträge müssen nicht in einer bestimmten Reihenfolge sortiert werden. Wenn der cpufreq-Kern jedoch DVFS ausführt, ist die beste Suche möglicherweise etwas schneller.

The cpufreq table is verified automatically by the core if the policy contains a valid pointer in its policy->freq_table field.

Wenn die Richtlinie einen gültigen Zeiger enthält, der im Feld policy-> freq_table enthalten ist, wird die Tabelle cpufreq automatisch vom Kern überprüft.

cpufreq_frequency_table_verify() assures that at least one valid frequency is within policy->min and policy->max, and all other criteria are met. This is helpful for the ->verify call.

cpufreq_frequency_table_verify () stellt sicher, dass mindestens eine gültige Häufigkeit innerhalb von Richtlinie-> min bis Richtlinie-> max liegt und dass alle Kriterien erfüllt sind. Dies ist nützlich für-> sehr schnelle Anrufe.

cpufreq_frequency_table_target() is the corresponding frequency table helper for the ->target stage.

cpufreq_frequency_table_target () ist ein Helfer, der der Frequenztabelle für die Tait-Stufe entspricht.

Just pass the values to this function, and this function returns the of the frequency table entry which contains the frequency the CPU shall be set to.

Durch Festlegen eines Werts in dieser Funktion gibt diese Funktion einen Frequenztabelleneintrag zurück, der die einzustellende Frequenz enthält.

The following macros can be used as iterators over cpufreq_frequency_table:

Das folgende Makro kann als Iterator für cpufreq_frequency_table verwendet werden.

cpufreq_for_each_entry(pos, table) - iterates over all entries of frequency table.

cpufreq_for_each_valid_entry(pos, table) - iterates over all entries, excluding CPUFREQ_ENTRY_INVALID frequencies.

Use arguments “pos” - a cpufreq_frequency_table * as a loop cursor and “table” - the cpufreq_frequency_table * you want to iterate over.

pos gibt cpufreq_frequency_table als Schleifencursor an. Stellen Sie dann in "Tabelle" die Frequenztabelle ein, für die Sie die Iteration drehen möchten.

For example:

struct cpufreq_frequency_table *pos, *driver_freq_table;

cpufreq_for_each_entry(pos, driver_freq_table) {
        /* Do something with pos */
        pos->frequency = ...
}

If you need to work with the position of pos within driver_freq_table, do not subtract the pointers, as it is quite costly. Instead, use the macros cpufreq_for_each_entry_idx() and cpufreq_for_each_valid_entry_idx().

Wenn Sie die Position von pos in driver_freq_table behandeln müssen, subtrahieren Sie den Zeiger nicht vom Kostenstandpunkt aus. Verwenden Sie stattdessen die Makros cpufreq_for_each_entry_idx () und cpufreq_for_each_valid_entry_idx ().

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