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一点点读懂thermal（一）

2022-08-04 22:50:00 【szembed】

目录

1、thermal简介

2、thermal_core分析

2.1 zone_device注册相关接口

2.1.1 关键结构体

2.1.2 接口

2.2 Cooling_device注册相关接口

2.2.1关键结构体

2.2.2 接口

2.3 Governors注册相关接口

2.4 关于critial事件和非critial事件的处理流程

1、thermal简介

     thermal模块主要负责温度控制，温度低时想办法升温，温度高时想办法降温，甚至复位系统。Linux kernel有个通用的思想就是抽象分层，比如把该子系统所有资源和信息综合在一起的一层叫core层，不同的设备的操作叫device层，对设备的操作的屏蔽层叫driver层或者governor。同样thermal子系统也是采用了该思想：核心为 thermal_core，可以获取温度的设备抽象为 thermal_zone_device, 如Temp Sensor、NTC(板上的热敏电阻)等。控制温度的设备抽象为 thermal_cooling_device, 如风扇、CPU、DDR、GPU等。温控策略抽象为 thermal_governor，比如 step_wise、bang_bang 等。

       thermal_cooling_device 对应系统实施冷却措施的驱动，是温控的执行者。cooling device 维护一个 cooling 等级，即 state，一般 state 越高即系统的冷却需求越高。cooling device 根据不同等级的冷却需求进行冷却行为。cooling device 只根据 state 进行冷却操作，是实施者，而 state 的计算由 thermal governor 完成。结构 struct cpufreq_cooling_device 和 struct devfreq_cooling_device 作为对 thermal_cooling_device 的扩展，分别主要在 cpufreq_cooling.c 和 devfreq_cooling.c 中使用。

2、thermal_core分析

       thermal_core作为thermal的核心部分，负责把governor\cool device\zone_device关联在一起，因此thermal_core就需要提供注册接口和作为记录的全局变量来记录注册的信息：

2.1 zone_device注册相关接口

2.1.1 关键结构体


   
    
    
     
  1.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        /** 
       
     
      
    2. 
     
  2.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * struct thermal_zone_device - structure for a thermal zone 
       
     
      
    3. 
     
  3.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @id: unique id number for each thermal zone 
       
     
      
    4. 
     
  4.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @type: the thermal zone device type 
       
     
      
    5. 
     
  5.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @device: &struct device for this thermal zone 
       
     
      
    6. 
     
  6.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @trip_temp_attrs: attributes for trip points for sysfs: trip temperature 
       
     
      
    7. 
     
  7.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @trip_type_attrs: attributes for trip points for sysfs: trip type 
       
     
      
    8. 
     
  8.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @trip_hyst_attrs: attributes for trip points for sysfs: trip hysteresis 
       
     
      
    9. 
     
  9.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @mode: current mode of this thermal zone 
       
     
      
    10. 
     
  10.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @devdata: private pointer for device private data 
       
     
      
    11. 
     
  11.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @trips: number of trip points the thermal zone supports 
       
     
      
    12. 
     
  12.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @trips_disabled; bitmap for disabled trips 
       
     
      
    13. 
     
  13.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @passive_delay_jiffies: number of jiffies to wait between polls when 
       
     
      
    14. 
     
  14.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * performing passive cooling. 
       
     
      
    15. 
     
  15.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @polling_delay_jiffies: number of jiffies to wait between polls when 
       
     
      
    16. 
     
  16.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * checking whether trip points have been crossed (0 for 
       
     
      
    17. 
     
  17.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * interrupt driven systems) 
       
     
      
    18. 
     
  18.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @temperature: current temperature. This is only for core code, 
       
     
      
    19. 
     
  19.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * drivers should use thermal_zone_get_temp() to get the 
       
     
      
    20. 
     
  20.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * current temperature 
       
     
      
    21. 
     
  21.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @last_temperature: previous temperature read 
       
     
      
    22. 
     
  22.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @emul_temperature: emulated temperature when using CONFIG_THERMAL_EMULATION 
       
     
      
    23. 
     
  23.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @passive: 1 if you've crossed a passive trip point, 0 otherwise. 
       
     
      
    24. 
     
  24.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @prev_low_trip: the low current temperature if you've crossed a passive 
       
     
      
    25. 
     
  25.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         trip point. 
       
     
      
    26. 
     
  26.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @prev_high_trip: the above current temperature if you've crossed a 
       
     
      
    27. 
     
  27.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         passive trip point. 
       
     
      
    28. 
     
  28.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @need_update: if equals 1, thermal_zone_device_update needs to be invoked. 
       
     
      
    29. 
     
  29.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @ops: operations this &thermal_zone_device supports 
       
     
      
    30. 
     
  30.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @tzp: thermal zone parameters 
       
     
      
    31. 
     
  31.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @governor: pointer to the governor for this thermal zone 
       
     
      
    32. 
     
  32.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @governor_data: private pointer for governor data 
       
     
      
    33. 
     
  33.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @thermal_instances: list of &struct thermal_instance of this thermal zone 
       
     
      
    34. 
     
  34.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @ida: &struct ida to generate unique id for this zone's cooling 
       
     
      
    35. 
     
  35.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * devices 
       
     
      
    36. 
     
  36.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @lock: lock to protect thermal_instances list 
       
     
      
    37. 
     
  37.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @node: node in thermal_tz_list (in thermal_core.c) 
       
     
      
    38. 
     
  38.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @poll_queue: delayed work for polling 
       
     
      
    39. 
     
  39.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         * @notify_event: Last notification event 
       
     
      
    40. 
     
  40.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
         */ 
       
     
      
    41. 
     
  41.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_zone_device { 
       
     
      
    42. 
     
  42.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int id; 
       
     
      
    43. 
     
  43.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        char type[THERMAL_NAME_LENGTH]; 
       
     
      
    44. 
     
  44.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct device device; 
       
     
      
    45. 
     
  45.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct attribute_group trips_attribute_group; 
       
     
      
    46. 
     
  46.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_attr *trip_temp_attrs; 
       
     
      
    47. 
     
  47.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_attr *trip_type_attrs; 
       
     
      
    48. 
     
  48.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_attr *trip_hyst_attrs; 
       
     
      
    49. 
     
  49.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        enum 
        thermal_device_mode mode; 
       
     
      
    50. 
     
  50.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        void *devdata; 
       
     
      
    51. 
     
  51.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int trips; 
       
     
      
    52. 
     
  52.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         unsigned 
        long trips_disabled; 
        /* bitmap for disabled trips */ 
       
     
      
    53. 
     
  53.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         unsigned 
        long passive_delay_jiffies; 
       
     
      
    54. 
     
  54.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         unsigned 
        long polling_delay_jiffies; 
       
     
      
    55. 
     
  55.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int temperature; 
       
     
      
    56. 
     
  56.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int last_temperature; 
       
     
      
    57. 
     
  57.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int emul_temperature; 
       
     
      
    58. 
     
  58.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int passive; 
       
     
      
    59. 
     
  59.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int prev_low_trip; 
       
     
      
    60. 
     
  60.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int prev_high_trip; 
       
     
      
    61. 
     
  61.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         atomic_t need_update; 
       
     
      
    62. 
     
  62.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_zone_device_ops *ops; 
       
     
      
    63. 
     
  63.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_zone_params *tzp; 
       
     
      
    64. 
     
  64.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct thermal_governor *governor; 
       
     
      
    65. 
     
  65.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        void *governor_data; 
       
     
      
    66. 
     
  66.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct list_head thermal_instances; 
       
     
      
    67. 
     
  67.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct ida ida; 
       
     
      
    68. 
     
  68.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct mutex lock; 
       
     
      
    69. 
     
  69.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct list_head node; 
       
     
      
    70. 
     
  70.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         struct delayed_work poll_queue; 
       
     
      
    71. 
     
  71.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        enum 
        thermal_notify_event notify_event; 
       
     
      
    72. 
     
  72.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         }; 
       
     
      
    73.

2.1.2 接口

1、thermal_zone_device_register：zone_device注册接口，需要注册时需要调用该接口来注册。该接口中主要实现以下功能：

1）给zone_device赋值critical接口，再温度过高时，critical接口负责重启系统

2）关联上匹配的governor

3）把该zone_device添加到thermal_tz_list中

4）给该zone_device绑定上相关的cooling_device

5）创建zone_device的温度监控任务

2、thermal_zone_device_unregister：zone_device去注册接口，需要去注册时需要调用该接口来注册。该接口实现的主要功能如下：

1）device从thermal_tz_list中删除

2）对应任务删除

3）对应的governor置空

2.2 Cooling_device注册相关接口

2.2.1关键结构体


   
    
    
     
  1.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct thermal_cooling_device_ops { 
       
     
      
    2. 
     
  2.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*get_max_state) ( 
        struct thermal_cooling_device *, 
        unsigned 
        long *); 
       
     
      
    3. 
     
  3.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*get_cur_state) ( 
        struct thermal_cooling_device *, 
        unsigned 
        long *); 
       
     
      
    4. 
     
  4.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*set_cur_state) ( 
        struct thermal_cooling_device *, 
        unsigned 
        long); 
       
     
      
    5. 
     
  5.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*get_requested_power)( 
        struct thermal_cooling_device *, u32 *); 
       
     
      
    6. 
     
  6.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*state2power)( 
        struct thermal_cooling_device *, 
        unsigned 
        long, u32 *); 
       
     
      
    7. 
     
  7.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int (*power2state)( 
        struct thermal_cooling_device *, u32, 
        unsigned 
        long *); 
       
     
      
    8. 
     
  8.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         }; 
       
     
      
    9. 
     
  9.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
       
     
      
    10. 
     
  10.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct thermal_cooling_device { 
       
     
      
    11. 
     
  11.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        int 
        id; 
       
     
      
    12. 
     
  12.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        char *type; 
       
     
      
    13. 
     
  13.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct device device; 
       
     
      
    14. 
     
  14.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct device_node *np; 
       
     
      
    15. 
     
  15.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        void *devdata; 
       
     
      
    16. 
     
  16.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        void *stats; 
       
     
      
    17. 
     
  17.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        const 
        struct thermal_cooling_device_ops *ops; 
       
     
      
    18. 
     
  18.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        bool updated; 
        /* true if the cooling device does not need update */ 
       
     
      
    19. 
     
  19.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct mutex lock; 
        /* protect thermal_instances list */ 
       
     
      
    20. 
     
  20.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct list_head thermal_instances; 
       
     
      
    21. 
     
  21.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
     
        struct list_head node; 
       
     
      
    22. 
     
  22.  
      
     
       
     
      
     
      
     
       
    
         }; 
       
     
      
    23.

2.2.2 接口

1、thermal_cooling_device_register：cooling_device注册接口，cooling_device_ops有3个非常重要的接口，分别是get_max_state、get_cur_state、set_cur_state，分别用于获取最大状态、获取当前状态、设置当前状态，关于state，前边第一节我们介绍了，就不再赘述。该接口实现的主要功能有：

1）添加该device到thermal_cdev_list中

2）Cooling_device与zone_device绑定

3）调用thermal_zone_device_update来更新温度及做对应处理

2、thermal_cooling_device_unregister：与thermal_cooling_device_register互为逆操作。

实现的主要功能有：

1）从hermal_cdev_list中删除该device

2）与zone device解绑定

2.3 Governors注册相关接口

       Thermal的governor都是通过THERMAL_GOVERNOR_DECLARE定义到了__thermal_table_entry_这段空间内，然后在thermal core初始化时通过调用thermal_register_governors来注册到thermal_governor_list链表中。

thermal_init->thermal_register_governors-> thermal_set_governor(和zone device关联上)

2.4 关于critial事件和非critial事件的处理流程

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