thermal子系統(tǒng)概述

thermal子系統(tǒng)是內(nèi)核提供的溫控管理框架，一套軟件溫度解決方案，配合ic內(nèi)部溫度傳感器，對ic溫度進行管控，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。
thermal系統(tǒng)多用于對ic內(nèi)部的重點發(fā)熱模塊的功能管控，如cpu、gpu。
thermal sensor驅(qū)動負責讀取硬件溫度sensor的溫度，并傳給thermal 子系統(tǒng)，thermal子系統(tǒng)將根據(jù)調(diào)控對象的溫度，決定是否觸發(fā)對應(yīng)的冷卻措施，如限制CPU最大工作頻率，以及CPU打開的核數(shù)等，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的冷卻。

• thermal zone
  Thermal zone代表一個溫控管理區(qū)間，可以將其看做一個虛擬意義上的溫度Sensor， 需要有對應(yīng)的物理Sensor與其關(guān)聯(lián)再能發(fā)揮作用。
  一個Thermal Zone最多可以關(guān)聯(lián)一個Sensor，但該Sensor可以是多個硬件Sensor的混合。

• Trip Point
  即觸發(fā)點，由Thermal Zone維護。每個thermal zone可以維護多個trip point。Trip Point包含以下信息：
  temp：觸發(fā)溫度，當溫度到達觸發(fā)溫度則該trip point被觸發(fā)。
  type：trip point類型，沿襲PC散熱方式，分為四種類型—passive、active、hot、critical。
  cooling device綁定信息：
  記錄在thermal_instance結(jié)構(gòu)體中，描述trip point與cooling device的綁定關(guān)系，即當trip point觸發(fā)后由那個cooling device去實施冷卻措施。每個trip point必須與一個cooling device綁定，才有實際意義。

• cooling device
  實際對系統(tǒng)實施冷卻措施的驅(qū)動，溫控的執(zhí)行者。cooling device 維護一個cooling等級，即state，一般state越高即系統(tǒng)的冷卻需求越高。cooling device根據(jù)不同等級的冷卻需求進行冷卻行為。
  cooling device只根據(jù)state進行冷卻操作，是實施者，而state的計算由thermal governor完成。

thermal軟件框架

要實現(xiàn)一個溫度控制的需求，試想一下我們是不是最少要有獲取溫度的設(shè)備和控制溫度的設(shè)備這兩個最基本的東西？當然附帶的也會產(chǎn)生一些使用溫度控制設(shè)備的策略。

那上面這些東西在 Linux Thermal 框架中怎么體現(xiàn)呢？通過閱讀源碼我們發(fā)現(xiàn)代碼中對上面的東西進行了一些抽象。

獲取溫度的設(shè)備：在 Thermal 框架中被抽象為 Thermal Zone Device;
控制溫度的設(shè)備：在 Thermal 框架中被抽象為 Thermal Cooling Device;
控制溫度策略：在 Thermal 框架中被抽象為 Thermal Governor;

thermal zone

dts里的配置如下：

thermal-zones{cpu_thermal_zone{polling-delay-passive = <1000>; //超過閥值輪詢時間polling-delay = <2000>; //未超閥值輪詢時間thermal-sensors = <&ths_combine0 0>;trips{cpu_trip0:t0{temperature = <70>;type = "passive";hysteresis = <0>;};cpu_trip1:t1{temperature = <90>;type = "passive";hysteresis = <0>;};cpu_trip2:t2{temperature = <100>;type = "passive";hysteresis = <0>;};cpu_trip3:t3{temperature = <105>;type = "passive";hysteresis = <0>;};cpu_trip4:t4{temperature = <110>;type = "passive";hysteresis = <0>;};crt_trip0:t5{temperature = <115>;type = "critical";hysteresis = <0>;};};cooling-maps{bind0{contribution = <0>;trip = <&cpu_trip0>;cooling-device = <&cpu_budget_cooling 1 1>;};bind1{contribution = <0>;trip = <&cpu_trip1>;cooling-device = <&cpu_budget_cooling 2 2>;};bind2{contribution = <0>;trip = <&cpu_trip2>;cooling-device = <&cpu_budget_cooling 3 3>;};bind3{contribution = <0>;trip = <&cpu_trip3>;cooling-device = <&cpu_budget_cooling 4 5>;};bind4{contribution = <0>;trip = <&cpu_trip4>;cooling-device = <&cpu_budget_cooling 6 6>;};};};

內(nèi)核使用thermal_zone_device 抽象獲取溫度的device.

struct thermal_zone_device {int id;char type[THERMAL_NAME_LENGTH];struct device device;struct thermal_attr *trip_temp_attrs;struct thermal_attr *trip_type_attrs;struct thermal_attr *trip_hyst_attrs;void *devdata;int trips;int passive_delay;int polling_delay;int temperature;int last_temperature;int emul_temperature;int passive;unsigned int forced_passive;struct thermal_zone_device_ops *ops;const struct thermal_zone_params *tzp;struct thermal_governor *governor;struct list_head thermal_instances;struct idr idr;struct mutex lock; /* protect thermal_instances list */struct list_head node;struct delayed_work poll_queue; }struct thermal_zone_device_ops {int (*bind) (struct thermal_zone_device *,struct thermal_cooling_device *);int (*unbind) (struct thermal_zone_device *,struct thermal_cooling_device *);int (*get_temp) (struct thermal_zone_device *, int *);int (*get_mode) (struct thermal_zone_device *,enum thermal_device_mode *);int (*set_mode) (struct thermal_zone_device *,enum thermal_device_mode);int (*get_trip_type) (struct thermal_zone_device *, int,enum thermal_trip_type *);int (*get_trip_temp) (struct thermal_zone_device *, int,int *);int (*set_trip_temp) (struct thermal_zone_device *, int,int);int (*get_trip_hyst) (struct thermal_zone_device *, int,int *);int (*set_trip_hyst) (struct thermal_zone_device *, int,int);int (*get_crit_temp) (struct thermal_zone_device *, int *);int (*set_emul_temp) (struct thermal_zone_device *, int);int (*get_trend) (struct thermal_zone_device *, int,enum thermal_trend *);int (*notify) (struct thermal_zone_device *, int,enum thermal_trip_type); }

thermal governal

降溫策略一個抽象，與cpufreq的governal概念類似。
內(nèi)核已經(jīng)實現(xiàn)了一些策略，step_wise, user_space, power_allocator, bang_bang 。我們常用step_wise。

/*** struct thermal_governor - structure that holds thermal governor information* @name: name of the governor* @throttle: callback called for every trip point even if temperature is* below the trip point temperature* @governor_list: node in thermal_governor_list (in thermal_core.c)*/ struct thermal_governor {char name[THERMAL_NAME_LENGTH];/* 策略函數(shù) */int (*throttle)(struct thermal_zone_device *tz, int trip);struct list_head governor_list; };

thermal cooling device

Thermal Cooling Device 是可以降溫設(shè)備的抽象，能降溫的設(shè)備比如風(fēng)扇，這些好理解，但是想 CPU,GPU 這些 Cooling devices 怎么理解呢？

其實降溫可以從兩方面來理解，一個是加快散熱，另外一個就是降低產(chǎn)熱量。風(fēng)扇，散熱片這些是用來加快散熱，CPU,GPU 這些 Cooling devices 是通過降低產(chǎn)熱來降溫。

struct thermal_cooling_device {int id;char type[THERMAL_NAME_LENGTH];struct device device;struct device_node *np;void *devdata;/* cooling device 操作函數(shù) */const struct thermal_cooling_device_ops *ops;bool updated; /* true if the cooling device does not need update */struct mutex lock; /* protect thermal_instances list */struct list_head thermal_instances;struct list_head node; };struct thermal_cooling_device_ops {int (*get_max_state) (struct thermal_cooling_device *, unsigned long *);int (*get_cur_state) (struct thermal_cooling_device *, unsigned long *);/* 設(shè)定等級 */int (*set_cur_state) (struct thermal_cooling_device *, unsigned long); };

thermal core

Thermal Core作為中樞注冊Governor，注冊Thermal類，并且基于Device Tree注冊Thermal Zone；提供Thermal Zone注冊函數(shù)、Cooling Device注冊函數(shù)、提供將Cooling設(shè)備綁定到Zone的函數(shù)，一個Thermal Zone可以有多個Cooling設(shè)備；同時還提供一個核心函數(shù)thermal_zone_device_update作為Thermal中斷處理函數(shù)和輪詢函數(shù)，輪詢時間會根據(jù)不同Trip Delay調(diào)節(jié)。
模塊流程圖如下：

操作時序圖如下：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux电源管理（五）thermal的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。