cpufreq变频子系统

From cpufreq变频子系统 

早在2.6内核之初，linux就已经开始支持变频节能技术，实现了一个cpufreq内核子系统来兼容市面上的变频CPU技术。该子系统引入了governor和driver的概念，如下图：

     

    

     cpufreq子系统实现了策略和机制分离的设计架构。

      CPU-specific drivers(又称为scaling_driver)，它是具体的变频机制实现，如intel为speedstep-centrio或最新的ACPI P-states驱动；所用驱动的查看命令为：cat /sys/devices/system/cpu/cpuXXX/cpufreq/scaling_driver

 

     governor是一个CPU平台无关的管理层，实现一个CPU频率策略选择，在内核中共实现了5种，当前使用的情况，可通过如下命令查看： 

        cat /sys/devices/system/cpu/cpu<n>/cpufreq/scaling_governor

     

     可在menuconfig中配置：CONFIG_CPU_FREQ，CONFIG_CPU_FREQ_GOV_PERFORMANCE, CONFIG_CPU_FREQ_GOV_POWERSAVE, CONFIG_CPU_FREQ_GOV_USERSPACE, CONFIG_CPU_FREQ_GOV_ONDEMAND, CONFIG_CPU_FREQ_GOV_CONSERVATIVE来选择是否开启cpufreq模块，以及选择何种governor，当然也可以根据自己的CPU来选择相应的scaling driver.

 

a. /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq实现的是当前cpu的运行频率，开启变频功能的时候可能会不停的变，其值是通过scaling_driver直接读写CPU的频率寄存器，在intel的xeon上是读取MSR_IA32_PERF_STATUS寄存器获得的

b./sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq是governor使用的频率即决策出来的频率，最终需要调用scaling driver来设置它为CPU实际的工作频率，因此与cpuinfo_cur_freq存在一个时间差，但最终是同一个值

c./proc/cpuinfo中显示的频率值和scaling_cur_freq是一致的

 

内核编译阶段可以选择系统默认的governor，也可在linux shell下动态设置当前的governor为performance(每个CPU都需要设置)，这样每个核都会稳定工作在最高频率：

echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu<n>/cpufreq/scaling_governor (n从0到N-1，N为系统中的CPU个数)；比如在某些支持TurboMode技术的Intel处理器上选择这个governor可以进一步提高性能。

 

如果想设定某一个中间的固定频率可以选用userspace的governor：
1)echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu<n>/cpufreq/scaling_governor(所有CPU都要改)。

2) 1)步骤完成后，在cpufreq下会出现一个scaling_setspeed，直接把频率echo进去就可以了(所有CPU都要改)。
  cat  /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies，可以查看可支持的频率。

    userspace一般配合用户态daemon程序使用，如上图中的cpuspeed程序，可以根据cpu的当前使用率来动态调整cpu的当前频率(userspace可通过scaling_setspeed文件设置)，试图达到最高的performance/watt。

 

    同一时间不同核的频率CPU硬件会保证是相同的，变频功能的开启除了内核配置外，还需要BIOS开启变频选项。

 

    当出现性能较差问题而百思不得其解的时候，你可以关注一下cpufreq，或许就是你的问题原因所在。