1. thermal简介

thermal子系统主要用来监测和调节CPU、GPU等芯片或设备的温度。三个主要结构体的关系：从thermal_zone_device获取温度后，根据governor指定的策略，来控制thermal_cooling_device进行温度调节。

CPU和GPU可以通过调压调频来调节功耗，也可以作为cooling device。

2. thermal子系统初始化

thermal_init实现的工作比较简单

1. 如果使能了CONFIG_THERMAL_NETLINK，就注册thermal_gnl_family。
2. 注册governor，并设置def_governor。
3. 注册thermal_class。
4. 注册thermal_pm_nb通知链。

2.1. thermal_governor注册

governor由THERMAL_GOVERNOR_DECLARE静态声明。 在thermal_init中，thermal_register_governors会注册thermal_governor，将governor添加到thermal_governor_list链表，并根据DEFAULT_THERMAL_GOVERNOR，设定def_governor。

 1drivers/thermal/gov_bang_bang.c
 2113:THERMAL_GOVERNOR_DECLARE(thermal_gov_bang_bang);
 3drivers/thermal/gov_fair_share.c
 4122:THERMAL_GOVERNOR_DECLARE(thermal_gov_fair_share);
 5drivers/thermal/gov_power_allocator.c
 6744:THERMAL_GOVERNOR_DECLARE(thermal_gov_power_allocator);
 7drivers/thermal/gov_step_wise.c
 8177:THERMAL_GOVERNOR_DECLARE(thermal_gov_step_wise);
 9drivers/thermal/gov_user_space.c
1056:THERMAL_GOVERNOR_DECLARE(thermal_gov_user_space);

thermal_register_governor在注册一个新的governor时，还会遍历thermal_tz_list链表，尝试绑定thermal zone。但是thermal_init的调用时机比较早，通常来说thermal_tz_list链表是空的。

3. thermal_zone_device

thermal_zone_device是对温度调节区域的一个抽象，这个区域可以是CPU，也可以是GPU或其他设备。thermal_zone_device会对应一个物理传感器或多个物理传感器，也可以对应传感器的一个通道或多个通道。 thermal_zone_device包含一些配置信息，以及温度读取和调节的操作函数。thermal_zone_device配置信息记录在dtb中的thermal-zones节点。

3.1. 主要的dts属性

主要的属性描述参考Documentation/devicetree/bindings/thermal/下的几个文件。

1thermal-cooling-devices.yaml
2thermal-idle.yaml
3thermal-sensor.yaml
4thermal-zones.yaml

在probe温度传感器时，如"rockchip,rk3399-tsadc"，调用devm_thermal_of_zone_register或thermal_of_zone_register查找包含此温度传感器的thermal-zones节点。比如：

 1    tsadc: tsadc@ff260000 {
 2        compatible = "rockchip,rk3399-tsadc";
 3		...
 4    };
 5	...
 6    thermal_zones: thermal-zones {
 7        cpu_thermal: cpu-thermal {
 8            polling-delay-passive = <100>;
 9            polling-delay = <1000>;
10
11            thermal-sensors = <&tsadc 0>;
12            ...

thermal-zones下的每个子节点对应一个thermal_zone_device设备

thermal_of_for_each_cooling_maps bind时会用。

• polling-delay：温度未超过阈值时的轮询时间，单位ms，为0表示不做轮询
• polling-delay-passive：温度超过阈值时的轮询时间，单位ms，为0表示不做轮询
• coefficients：线性方程系数的数组，该线性方程将该thermal-zone中列出的所有传感器绑定在一起
• sustainable-power：该thermal-zone在所需控制温度下可耗散的可持续功率（热量）的估计值，单位mW

3.1.1. thermal_of_populate_trip

• temperature：阈值温度，单位千分之一摄氏度
• hysteresis：滞后温度，表示当下降到temperature – hysteresis度时解除温度调节，防止解除温度调节后温度回升导致频繁启动温度调节
• type：阈值类型：active/passive/hot/critical，与enum thermal_trip_type对应

3.2. thermal-sensor注册

thermal_zone_device.devdata记录了sensor相关的信息。通过各个设备的驱动中调用thermal_zone_of_sensor_register及其相关函数进行注册。

4. cooling device register

4.1. thermal_cooling_device注册

thermal_cooling_device由其对应设备在probe时注册，如cpufreq_cooling_register。注册的设备最终会添加到thermal_cdev_list链表。

5. bind thermal and cooling device

• contribution：cooling_device在thermal-zone的权重
• trip：指向触发温度调节对应的温度阈值trip节点
• cooling-device：包含cooling_device、最小和最大冷却状态的列表

6. 温度调节

6.1. 温度调节的时机

在注册设备时，thermal_zone_device_register_with_trips中将tz->poll_queue的工作函数设置为thermal_zone_device_check，并且调用thermal_zone_device_update。

thermal_zone_device_update最后会通过thermal_zone_device_set_polling将tz->poll_queue添加到system_freezable_power_efficient_wq，而使thermal_zone_device_check可以周期性执行。

如果sensor有中断信号给到CPU，当温度超过设置的阈值时，会上报中断，通常会在中断服务函数中调用thermal_zone_device_update，来达到温度实时调节的目的。

6.2. 核心函数：thermal_zone_device_update

thermal_zone_device_update是温度监测和调节的核心函数。

 1void thermal_zone_device_update(struct thermal_zone_device *tz,
 2				enum thermal_notify_event event)
 3{
 4	int count;
 5
 6	if (atomic_read(&in_suspend))
 7		return;
 8
 9	if (WARN_ONCE(!tz->ops->get_temp, "'%s' must not be called without "
10		      "'get_temp' ops set\n", __func__))
11		return;
12
13	mutex_lock(&tz->lock);
14
15	if (!thermal_zone_device_is_enabled(tz))
16		goto out;
17
18	update_temperature(tz);
19
20	__thermal_zone_set_trips(tz);
21
22	tz->notify_event = event;
23
24	for (count = 0; count < tz->num_trips; count++)
25		handle_thermal_trip(tz, count);
26
27	monitor_thermal_zone(tz);
28out:
29	mutex_unlock(&tz->lock);
30}

6.2.1. update_temperature

调用sensor的get_temp函数读取温度，并保存到thermal_zone_device.temperature，thermal_zone_device.temperature的值记录到thermal_zone_device.last_temperature。

6.2.2. __thermal_zone_set_trips

用于设置触发中断的温度阈值。

6.2.3. handle_thermal_trip

handle_thermal_trip主要工作是对thermal_zone_device.temperature与各个阈值温度进行对比，并根据阈值温度的类型执行相应操作，最后调用monitor_thermal_zone来决定下一次执行tz->poll_queue的时机。

阈值温度的类型由enum thermal_trip_type描述

handle_thermal_trip主要流程如下：

1. 通过netlink通知温度变化趋势：thermal_notify_tz_trip_up/down
2. 对于类型为CRITICAL或HOT，调用handle_critical_trips，否则调用handle_non_critical_trips
3. handle_critical_trips会通过tz->ops->notify发送通知，如果是CRITICAL，则会调用orderly_poweroff，执行poweroff_work指定的工作。
4. 调用thermal_governar的throttle函数，如果thermal_zone_device没有指定thermal_governor，则使用def_governor

handle_thermal_trip及后续相关函数会用到thermal_zone_device_ops的一些函数，这些是在注册设备时指定的，对于of_parse_thermal_zones注册的设备，使用的操作函数集合如下。除了OF系列函数外，还有ACPI等系列函数。

6.2.4. monitor_thermal_zone

决定下一次执行tz->poll_queue的时机。

7. sysfs下的文件

thermal相关文件路径位于/sys/devices/virtual/thermal/，/sys/class/thermal/的也会有这些文件的链接。

7.1. thermal_zoneX目录

包含了struct thermal_zone_params的参数

7.2. cooling_deviceX目录