Cpufreq应用程序在arm开发板端的交叉编译及实现

Cpufreq应用程序在arm开发板端的交叉编译及实现

Written by leeming

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1.内核选项：

Linux 动态变频管理 cpufreq 提供了操作系统级别的变频功能，同时需要用户层来制定和执行策略。cpufreq后台进程cpufreqd 就是用来监测系统的运行状况，并根据不同的状况设定 CPU 的工作频率的。 

 

要想在用户层使用后台进程cpufreqd，首先需要在配置linux内核编译选项时选择CPU Frequency scaling功能选项, 其内有一些子选项，包含governor的选择和是否Enable CPUfreq debugging。 cpufreq有五种governor（将在10.1.3中介绍），要使cpufreqd正常运行，至少需要选择performance governor；在测试阶段往往希望看到系统变频信息，那么需要Enable CPUfreq debugging。在Enable CPUfreq debugging的前提下，在u-boot的linux启动参数bootargs加上loglevel=8 cpufreq.debug=，就可以看到cpufreq的相应级别的运行信息。 的值可以是 1、2、4，也可以是它们的或（3、5、6、7），具体意义如下：

1 to activate CPUfreq core debugging,

2 to activate CPUfreq drivers debugging（这是和SEP4020相关的调试）, and  

4 to activate CPUfreq governor debugging

 

后台进程 cpufreqd 需要用到三个库，分别是cpufreqd-2.2.1、cpufrequtils-002和 sysfsutils-2.1.0，这三个库都是 GNU 免费开源软件，我们对 cpufreqd-2.2.1、cpufrequtils-002 进行了一些修改，由于编译这三个库还是蛮麻烦的，因此我在君正发布的cpufreqd的开发包上对arm平台进行二次编译，这样减少了不少工作（做事要站在巨人的肩膀上，呵呵）首先你可以君正的官方ftp上下载这个包。

下面将介绍cpufreqd 在arm上的交叉编译和安装过程以及在目标板上安装和运行方法。

 

2.交叉编译：

●编译 sysfsutils-2.1.0

进入sysfsutils-2.1.0目录:

执行：./configure –prefix=<你希望安装的目录> --host=arm-linux

         Make

         Make install

●编译 cpufrequtils-002

需要对Makefile 中的两个变量重新赋值:

sysfsuitls_install_dir =

DESTDIR =

其中为上文所述 sysfsuitls 的安装路径，为自定义的cpufrequtils库的安装路径的前缀，DESTDIR 可以为空，cpufrequtils 的安装路径为$(DESTDIR)/usr.

把CROSS一栏改成 =  arm-linux-

 

执行下列命令开始编译和安装：

执行make && make install

make install的过程中会报错：

/usr/bin/install: cannot stat `.libs/libcpufreq.lai': No such file or directory

make: *** [install-lib] Error 1

解决方法是将 ./libs/libcpufreq.la 拷贝为./libs/libcpufreq.lai， 并将内部的 installed=no 改为 installed=yes，

然后再make install,这样就会在刚才你安装目录下生成一个usr目录，里面有一大堆东西。

●     编译 cpufreqd-2.2.1

使用configure-ingenic.sh 配置脚本对编译和安装过程进行配置，首先需要在该脚本中定义下面三个路径

变量：

cpufreqd_install_dir=  #It's the directory where you want to install cpufreqd

cpufrequtils_destdir=    #It's the same as the DESTDIR in Makefile of cpufrequtils-002

sysfsuitls_install_dir=  #It's the directory where you installed sysfsutils

另外我们的运行脚本中是基于mips的处理器的，所以这里面要针对我们的arm平台做一些处理，也就是下面的config选项改成基于arm的：

./configure --prefix=$cpufreqd_install_dir  --host=arm-linux \……

这里要注意的是它把arm的选项都disable了，但是我在给sep4020做低功耗的时候同时也实现了apm技术，所以这里要打开它。

然后运行该脚本：./configure-ingenic.sh

该脚本会生成 Makefile 和 config.h，需要修改生成的 config.h 中的路径，这些路径为 cpufreqd 在目标板上运行时所需要的相关文件的路径。默认路径的前缀为编译时所设的在主机上的安装路径，需要改为在目标板上的相应路径(以下所设路径仅供参考)：

 

/* Define this to configuration dir location */

#define CPUFREQD_CONFDIR "/etc/"

 

/* Define this to plugins dir location */

#define CPUFREQD_LIBDIR "/lib

 

/* Define this to local state dir location */

#define CPUFREQD_STATEDIR "/var/"

 

执行：make &&make install即完成编译安装

 

 

 

3.开发板端的配置：

● 只需要安装 sysfsutils-2.1.0 和 cpufreqd-2.2.1。cpufrequtils-002 在交叉编译阶段已静态连接到cpufreqd-2.2.1。

a. 安装 sysfsutils-2.1.0．

将主机/lib/下的 libsysfs.so、libsysfs.so.2、libsysfs.so.2.0.1 三个文件拷贝到目标板的/lib/或/usr/lib/下。

 

b. 安装 cpufreqd-2.2.1．

主机 /lib/ 下的 cpufreqd_cpu.so 、 cpufreqd_governor_parameters.so 、

cpufreqd_programs.so 三个文件拷贝到目标板上的CPUFREQD_LIBDIR(在 config.h 中定义)路径下；

将主机/sbin/cpufreqd 拷贝到目标板的/sbin/或/usr/sbin/下；

将主机/bin/下的cpufreqd-get 和cpufreqd-set拷贝到目标板的/bin/或/usr/bin/下； 

将主机/etc/cpufreqd.conf拷贝到目标板上的CPUFREQD_CONFDIR(在config.h中定义)路径下（即etc）．

 

●在目标板上运行 cpufreqd

 注意要保证开发板文件系统下存在/var/run文件夹，否则会运行不起来的。

运行cpufreqd即按照默认的conf文件进行运行，

如果想看到cpufreqd 的运行信息，那么可以加-V选项，共有 0到 7八个信息级别，0 的信息最少，7 的最多。比如要想打印出各个 Rule的得分,可以执行：

 # cpufreqd  –V 6

 

●目标开发板的配置

首先根据系统需要来修改cpufreqd 的配置文件cpufreqd.conf，该配置文件决定了 cpufreqd的行为。Cpufreqd 及内核中的 cpufreq驱动是针对桌面电脑开发的，其中很多和桌面相关的接口比如 acpi、apm等我们没有用到（apm我暂时还没打开，在内核中针对4020已实现），下面针对我们使用到的功能来介绍 cpufreqd.conf 的写法。它的完整介绍可参看/share/man/man5/cpufreqd.conf.5。

cpufreqd.conf 分三个部分：General、Profile 和 Rule。

 

[General]

pidfile=/var/run/cpufreqd.pid  //因为cpufreq是后台执行，kill的时候需要这个id号

poll_interval=2                     //poll_interval(单位是秒，可以设为小数)是 cpufreqd 读取系统状态的时间间隔，每一次读取状态后，都会根据当前状态来给各个Rule 打分得分最高的Rule对应的 Profile将被执行,关于rule下面会详细谈

 

suspend_interval=10    //名为 Powersave Low 的 Profile 的执行时间长达 suspend_interval（单位是秒，应该设为整数）时，系统将自动进入睡眠状态

verbosity=0            //verbosity 指示 syslogd 后台进程记录 cpufreqd 进程的运行信息等级

 

#enable_remote=1  //如果想手动选择 cpufreqd 执行的 Profile,  需要在 cpufreqd.conf 的 General  栏中设置enable_remote=1．并在 cpufreqd 命令后加上-m 选项，即可。这样就可以通过命令 cpufreqd-get 打印出 cpufreqd.conf 中所有可用的 Profile，通过命令 cpufreqd-set n, 来选择执行第n 条profile．

[/General]

 

 

[Profile] 可以有多个profile

name=Performance High

minfreq=100%                    // minfreq 和 maxfreq定义了该 Profile 允许的频率范围，可以用绝对频率表示，单位默认是 KHz，比如 minfreq=42000 表示最低频率为 42MHz；也可以用内核允许的最高频率（由 u-boot的启动频率决定）的百分比表示

 

maxfreq=100%

policy=performance。 //performance 会让系统运行在指定频率范围[minfreq, maxfreq]内的最高频率，powersave 会让系统运行在 [minfreq, maxfreq]内的最低频率

[/Profile]

 

[Profile]

name=Powersave Low

minfreq=42000

maxfreq=42000

policy=performance  //即使是powersave我们使用的内核策略还是performance，其实这里也可以使用powersave，只要主频一样，那本质还是一样的

[/Profile]

 

 

每个 Rule的满分由自身条件的个数决定，有 n个条件的 Rule的满分是(100+n)%，比如上面所列的名为“CPU not busy”的 Rule满分为 101%，名为“Movie Watcher”的Rule 满分为 102%。如果存在两个 Rule都为满分时，分数较高的Movie Watcher将被执行。如果两个Rule 得分相同，那么位置靠前的优先执行。

 

#full score=101%

[Rule] 可以有多个rule

name=CPU not busy             // name是该 Rule的名字

cpu_interval=0-15                       // cpu 的占有率范围, 比如cpu_interval=0-15表示 cpu 占用率为 0%~15%，

profile=Powersave Low

[/Rule]

 

#full score=102%

[Rule]

name=Movie Watcher

programs=mplayer,madplay   // 表示当前运行的程序有 mplayer 或madplay

cpu_interval=0-100

profile=Performance High

[/Rule]