linux thermal framework(2)_thermal zone

1. 介绍

linux使用thermal zone来描述一个平台各个区域的温度信息，本文详细介绍thermal_zone相关的函数接口和相关调用过程。

2. thermal zone相关的API以及功能分析

2.1 struct thermal_zone

一个thermal zone是用struct thermal_zone_device来表示

struct thermal_zone_device {

	int id;

	char type[THERMAL_NAME_LENGTH];

	struct device device;

	struct completion removal;

	struct completion resume;

	struct attribute_group trips_attribute_group;

	struct list_head trips_high;

	struct list_head trips_reached;

	struct list_head trips_invalid;

	enum thermal_device_mode mode;

	void *devdata;

	int num_trips;

	unsigned long passive_delay_jiffies;

	unsigned long polling_delay_jiffies;

	unsigned long recheck_delay_jiffies;

	int temperature;

	int last_temperature;

	int emul_temperature;

	int passive;

	int prev_low_trip;

	int prev_high_trip;

	struct thermal_zone_device_ops ops;

	struct thermal_zone_params *tzp;

	struct thermal_governor *governor;

	void *governor_data;

	struct ida ida;

	struct mutex lock;

	struct list_head node;

	struct delayed_work poll_queue;

	enum thermal_notify_event notify_event;

	u8 state;

#ifdef CONFIG_THERMAL_DEBUGFS

	struct thermal_debugfs *debugfs;

#endif

	struct list_head user_thresholds;

	struct thermal_trip_desc trips[] __counted_by(num_trips);

};

这里主要说下最后一个成员变量 trips，在概述中我们介绍过，一个thermal zone会有多个温度档位，用trip表示，当thermal zone的温度达到一个档位的时候会有策略介入，其中一个trip用结构体struct thermal_trip_desc来描述，thermal_zone的trips就是它包含的所有trips的数组

struct thermal_trip_desc {

	struct thermal_trip trip;

	struct thermal_trip_attrs trip_attrs;

	struct list_head list_node;

	struct list_head thermal_instances;

	int threshold;

};

1）trip, 这个结构体对应的trip
2）attrs，相关属性，对应为sysfs中的文件节点
3）thermal_instances，用来描述这个trip和哪个cooling device绑定
4）cdev，和这个thermal instance相关的cooling device
5）threshold，这个trip对应的温度档位

2.1 thermal_zone的注册

thermal zone是一个被抽象的虚拟设备。一般情况下，手机主板上会有若干个传感器设备，这些传感器设备可以通过adc模拟转换芯片将主板上的器件温度模拟信号转换为数字信号，传感器设备是实际存在的物理设备，一般这些物理传感器设备被称为thermal-sensor。在每个 thermal-sensor驱动初始化（调用probe）时会调用thermal zone注册的接口向 thermal core注册thermal zone。

一般有两种方法供thermal sensor注册thermal zone，一种是使能dts的情况， thermal sensor驱动通过调用devm_thermal_of_zone_register接口自动解析 dts节点中的属性以及引用关系来注册，在没有使能dts的情况下，thermal sensor 驱动内部会初始化相关信息，然后调用thermal_zone_device_register_with_trips（有trips）或者 thermal_tripless_zone_device_register（没有trips）注册。现在主流的终端厂商基本为arm，使用dts来描述设备信息，我们这里主要分析下使能dts的情况。

devm_thermal_of_zone_register的核心逻辑是函数thermal_of_zone_register：通过解析thermal sensor的device node节点来注册thermal zone。这里说到是解析 thermal sensor的device node节点，需要通过一个实际例子来显示thermal sensor 和thermal zone在device tree中的描述，我们这里选用了mtk的8195平台的dts, 以cpu类型的thermal zone为例。

mt8195.dtsi中thermal_zones节点包含了cpu/gpu/vdec等等子节点，其中cpu0-thermal的节点描述如下：

thermal_zones: thermal-zones {

	cpu0-thermal {

		polling-delay = <1000>;

		polling-delay-passive = <250>;

		thermal-sensors = <&lvts_mcu MT8195_MCU_LITTLE_CPU0>;

	trips {

		cpu0_alert: trip-alert {

			temperature = <85000>;

			hysteresis = <2000>;

			type = "passive";

		};

		cpu0_crit: trip-crit {

			temperature = <100000>;

			hysteresis = <2000>;

			type = "critical";

		};

	};

	cooling-maps {

		map0 {

			trip = <&cpu0_alert>;

			cooling-device = <&cpu0 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>,

					<&cpu1 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>,

					<&cpu2 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>,

					<&cpu3 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>;

			};

		};

	};

... other thermal zones

}

cpu0-thermal的thermal-sensors节点引用了lvts_mcu，这个节点在device tree中的描述如下，它使用#thermal-sensor-cells来说明应该使用几个u32来指明sensor，在同平台的dts中，会有多个thermal-zone引用同一个thermal-sensor，一般使用一个u32 id来做区分，在thermal-sensor驱动probe的时候，会遍历所有id来注册多个thermal-zone，每个thermal-zone都对应一个dts的node.

lvts_mcu: thermal-sensor@11278000 {

	compatible = "mediatek,mt8195-lvts-mcu";

	reg = <0 0x11278000 0 0x1000>;

	interrupts = ;

	clocks = <&infracfg_ao CLK_INFRA_AO_THERM>;

	resets = <&infracfg_ao MT8195_INFRA_RST4_THERM_CTRL_MCU_SWRST>;

	nvmem-cells = <&lvts_efuse_data1 &lvts_efuse_data2>;

	nvmem-cell-names = "lvts-calib-data-1", "lvts-calib-data-2";

	#thermal-sensor-cells = <1>;

};

我们来看看thermal_of_zone_register接口是如何注册thermal zone的：

static struct thermal_zone_device *thermal_of_zone_register(struct device_node *sensor, int id, void *data,

							    const struct thermal_zone_device_ops *ops)

{

	struct thermal_zone_device_ops of_ops = *ops;

	struct thermal_zone_device *tz;

	struct thermal_trip *trips;

	struct thermal_zone_params tzp = {};

	struct device_node *np;

	const char *action;

	int delay, pdelay;

	int ntrips;

	int ret;

np = of_thermal_zone_find(sensor, id);

if (IS_ERR(np)) {

	if (PTR_ERR(np) != -ENODEV)

		pr_err("Failed to find thermal zone for %pOFn id=%d\n", sensor, id);

	return ERR_CAST(np);

}

trips = thermal_of_trips_init(np, &ntrips);

if (IS_ERR(trips)) {

	pr_err("Failed to parse trip points for %pOFn id=%d\n", sensor, id);

	ret = PTR_ERR(trips);

	goto out_of_node_put;

}

if (!trips)

	pr_info("No trip points found for %pOFn id=%d\n", sensor, id);

ret = thermal_of_monitor_init(np, &delay, &pdelay);

if (ret) {

	pr_err("Failed to initialize monitoring delays from %pOFn\n", np);

	goto out_kfree_trips;

}

thermal_of_parameters_init(np, &tzp);

of_ops.should_bind = thermal_of_should_bind;

ret = of_property_read_string(np, "critical-action", &action);

if (!ret)

	if (!of_ops.critical && !strcasecmp(action, "reboot"))

		of_ops.critical = thermal_zone_device_critical_reboot;

tz = thermal_zone_device_register_with_trips(np->name, trips, ntrips,

					     data, &of_ops, &tzp,

					     pdelay, delay);

if (IS_ERR(tz)) {

	ret = PTR_ERR(tz);

	pr_err("Failed to register thermal zone %pOFn: %d\n", np, ret);

	goto out_kfree_trips;

}

of_node_put(np);

kfree(trips);

ret = thermal_zone_device_enable(tz);

if (ret) {

	pr_err("Failed to enabled thermal zone '%s', id=%d: %d\n",

	       tz->type, tz->id, ret);

	thermal_of_zone_unregister(tz);

	return ERR_PTR(ret);

}

return tz;

out_kfree_trips:

kfree(trips);

out_of_node_put:

of_node_put(np);

return ERR_PTR(ret);

}

1）函数入参sensor作为thermal-sensor的dts节点, ops为这个thermal-zone的回调函数，包括get_temp来获取温度
2）of_thermal_zone_find会遍历所有dts节点，找到引用该thermal-sensor的thermal-zone节点
3）thermal_of_trips_init会通过读thermal-zone的trips子节点来初始化该thermal-zone的trip信息，对我们上面的cpu0-thermal节点，他有两个trips，一个trip的类型是passive，温度为85摄氏度，另一个trip的类型是critical，温度是100摄氏度
4）thermal_of_monitor_init会通过读取thermal-zone节点的两个属性polling-delay和polling-delay-passive，这两个参数是为后面thermal zone的monitor做准备的，一般用来设置monitor的轮巡间隔时间
5）thermal_of_should_bind是通过读取thermal-zone的cooling-maps节点做thermal-zone和cooling-device的绑定，这个函数会在每个thermal-zone或者cooling-device向thermal core注册的时候被调用，对我们上面例子中的cpu0-thermal节点，passive类型的trip绑定了cpu0到cpu3 4个cooling-device
6）对于critical的trip，如果在dts中没有定义critical-action，则会使用默认的reboot函数，对上面例子中cpu0-thermal，当cpu0的温度达到100摄氏度的时候，reboot系统以防止温度过高损坏硬件
7）thermal_zone_device_register_with_trips是注册的主函数，这个函数中会将这个thermal-zone注册进thermal core，并通过ida分配一个id给这个thermal-zone，我们之前说过，thermal-zone是一个虚拟的设备，linux用thermal_class来作为thermal-zone和cooling-device这一类的虚拟设备的集合，并设置这个thermal-zone的设备名为thermal_zone+id，通过device_register将这个device注册进linux总线设备驱动模型，通过attr和sysfs节点向上提供用户接口，每个thermal-zone都会有一个work，这个work会每隔一定毫秒数通过get_temp回调检测温度然后判断是否用一定的降温措施来控制温度，在注册函数的最后，会通过遍历已有的cooling-device来bind thermal-zone的trips和cooling-device

1. 介绍

2. thermal zone相关的API以及功能分析

2.1 struct thermal_zone

2.1 thermal_zone的注册

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