Introduction cpufreq

Linux Device Driver是架構在mechanism和policy之間，Mechanism定義了應該提供哪些功能(what capabilities are provided)，而policy定義應該如何使用這些功能(how the capabilities are to be used)，這樣的分層可以簡化設計，因為policy或mechanism的改變，另外一個可以不需要更動。一般而言，Linux Device Driver都是policy free，只提供Device本身的capabilities，而沒有policy，有時候會在上面再設計一個policy，比如這次的主題cpufreq就提供了一些governors(performance、powersave、userspace、conservative和ondemand) 提供了一些調動CPU頻率的policy，然而每個CPU的CPU frequence的設定方式都不同，所以，每個CPU都有自己的driver來達到CPU frequency scaling，比如Intel的Enhanced SpeedStep或AMD的PowerNow!。

在cpufreq這個sub-system中也提供了一些sys的interface可以操控policy，這邊大概提一下governors.txt中提到的幾個重點。
首先，CPU的frequency policy我們稱為governors，共有Performance、Powersave、Userspace、Ondemand和Conservative等五種。您可以透過讀取/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors知道system提供了哪些的governors，也可以透過/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies了解CPU提供了幾種CPU frequency。透過讀取/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor可以知道現在的governor為何？而要改變governor則是寫入到該檔案，藉由讀取/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_frequencies可以讀取現在的CPU頻率。

接下來介紹一下各個governor的規則，
• Performance會always用最高的頻率執行，
• Powersave會always用最低的頻率執行，
• 當user使用Userspace時，可以讓user透過寫入/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed改變CPU的頻率，
• Ondemand則會根據系統的loading來調整頻率，當系統的loading高於/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ondemand/up_threshold時，就會立刻將CPU調到最高頻率運行，之後再慢慢的降下來，
• conservative和Ondemand類似，conservative有/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/conservative/up_threshold和/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/conservative/down_threshold當系統loading超過up_threshold時，就會調高CPU的頻率，當低於down_threshold就會調降CPU的頻率，

由於ondemand變換CPU頻率過大，所以使用ondemand的CPU必須有能力快速切換CPU的頻率，不然很容易當機。

您也可以透過一些utility如cpufreq-info讀取相關資訊，基本上都還是透過讀取上述的那些檔案內容列印出來而已。

由cpufreq-info可以知道目前是acpi-cpufreq這個driver(應該猜得出是Intel的CPU)，還有其他資訊。

參考資料：
• Linux Documentation / cpu-freq / governors.txt
• Linux Documentation / cpu-freq / user-guide.txt
• https://wiki.archlinux.org/index.php/CPU_Frequency_Scaling
• http://blog.csdn.net/guoshaobei/archive/2010/12/21/6090359.aspx
• http://software.intel.com/en-us/articles/enhanced-intel-speedstepr-technology-and-demand-based-switching-on-linux/