电源管理入门-10 OPP介绍

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之前的文章设置clock的时候多次提到了(Operating Performance Point)OPP,例如DEVFreq、CPUFreq等,在现代SoC上存在有Power Domain,也可以以Power Domain为单位进行OPP的电压频率定义。

1. 什么是OPP,怎么用?

在SoC内,某些domain可以运行在较低的频率和电压下,而其他domain可以运行在较高的频率和电压下,某个domain所支持的<频率,电压>对的集合被称为Operating Performance Point,缩写OPP。

在DTS中配置后自动有OPP框架驱动加载使用,例如CPU的OPP,从设备树文件arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi中找到

cpu0: cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a7";
        device_type = "cpu";
        reg = <0>;
        clock-latency = <61036>; /* two CLK32 periods */
        operating-points = <
                /* kHz        uV */
                900000        1275000
                792000        1225000
                528000        1175000
                396000        1025000
                198000        950000
        >;
        fsl,soc-operating-points = <
                /* KHz        uV */
                900000        1175000
                792000        1175000
                528000        1175000
                396000        1175000
                198000        1175000
        >;

2. 系统初始化加载OPP信息

DT_MACHINE_START

--》imx6ul_init_late

--》imx6ul_opp_init

--》_of_add_opp_table_v1(dev);

--》_opp_add_v1

--》_opp_add

_of_add_opp_table_v1中会根据DTS中信息找到对应的信息:

image.png

_opp_add_v1中会把DTS中信息提取出来,存入struct dev_pm_opp *new_opp; image.png

这里struct dev_pm_opp如下:

struct dev_pm_opp {
	struct list_head node;

	bool available;
	unsigned long rate;
	unsigned long u_volt;

	struct device_opp *dev_opp;
	struct rcu_head head;
};

node: 用于链表管理此设备下的opp。 available: 用于判断此opp使能可以使用。 rate: 频率,单位Hz u_volt: 电压。 dev_opp: struct device_opp类型指针,指向此opp所属的设备。

3. 触发使用

例如输入命令:

echo 700000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed

__cpufreq_driver_target->__target_index->cpufreq_driver->target_index

static int set_target(struct cpufreq_policy *policy, unsigned int index)
{
        struct private_data *priv = policy->driver_data;

        return dev_pm_opp_set_rate(priv->cpu_dev,
            policy->freq_table[index].frequency * 1000);
}

dev_pm_opp_set_rate()函数在drivers/base/power/opp/core.c中定义

        opp_table = _find_opp_table(dev);
        
        clk = opp_table->clk;
        freq = clk_round_rate(clk, target_freq);
        if ((long)freq <= 0)
                freq = target_freq;

        old_freq = clk_get_rate(clk);
        
  ret = _generic_set_opp_clk_only(dev, clk, old_freq, freq);

clk_set_rate进行频率设置。

4. API介绍

  • dev_pm_opp_add :( WARNING: Do not use this function in interrupt context.)

    • 向指定的设备添加一个频率/电压(opp table)组合,频率和电压的单位分别是Hz和uV。
  • dev_pm_opp_remove:

    • remove an opp from opp table.
  • dev_pm_opp_get:

    • increment the reference count of opp.
  • dev_pm_opp_enable:

    • 用于使能指定的OPP,调用dev_pm_opp_add添加进去的OPP,默认是enable的。
  • dev_pm_opp_disable:

    • 虽然设备支持某些OPP,但driver有可能觉得比较危险,不想使用,则可以调用dev_pm_opp_disable接口,禁止该OPP。
  • dev_pm_opp_get_voltage:

    • 获得电压。
  • dev_pm_opp_get_freq:

    • 获得频率。
  • dev_pm_opp_set_regulators:

    • 进行voltage scaling
  • dev_pm_opp_put_regulators:

    • free the resources acquired by the OPP core
  • dev_pm_opp_set_rate:

    • This routine configures the device for the OPP with the lowest frequency greater than or equal to the target frequency.
  • dev_pm_opp_get_opp_count:

    • 获取opp table opps numbers
  • dev_pm_opp_of_add_table :

    • 解析并初始化一个设备的opp table。
  • OPP的查询接口包括:

    • dev_pm_opp_find_freq_floor,查询小于或者等于指定freq的OPP,在返回OPP的同时,从freq指针中返回实际的freq值;
    • dev_pm_opp_find_freq_ceil,查询大于或者等于指定freq的OPP,在返回OPP的同时,从freq指针中返回实际的freq值;
    • dev_pm_opp_find_freq_exact,精确查找指定freq的OPP,同时通过available变量,可以控制是否查找处于disable状态的OPP。上面两个查找接口,是不查找处于disable状态的OPP的。

后记:

Linux驱动的套路其实就是DTS里面有个compatible,然后内核启动的时候走各种平台设备初始化就会去寻找加载,然后变成链表结构体。在使用的时候:用户通过设备节点或者中断产生或者内核进程触发就可以运行。

“啥都懂一点,啥都不精通,

干啥都能干,干啥啥不是,

专业入门劝退,堪称程序员杂家”。

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