android省电开发之cpu降频

柔光的暖阳◎ 2022-03-27 14:40 266阅读 0赞

众所周知，在android系统的耗电量排行里，cpu的耗电占了比较大的一部分比例，也就是说，cpu的使用率和使用频率将直接或间接的影响电量的分配和使用，但很遗憾，android-sdk中没有为android的开发者提供类似cpu管理的功能，但是当下很多省电类应用或专业的cpu管理软件都提供了cpu的降频甚至是超频的功能，那么这样的功能是如何实现的，本文将详细说明在android环境下调整cpu频率的一些方法，仅供参考。

按照我写文章的风格，在阐述过程和结论之前，都不得不对关键性的概念做一下解释，本文也不例外。

1.CPU的工作频率

单位赫兹或者兆赫兹，具体含义不解释，说实话也不太清楚，不过可以确认一点的是，CPU的工作频率越高，耗电量越大，反之亦然。我们做这个模块省电的终极目标就是降低cpu的工作频率。

2.CPU的调控模式

英文词为:Governor，解释为调速器，控制器。大家都指导android的framework是基于linux平台的，那么cpu的管理体系这块也跟linux基本上一样，其中包括cat命令，和一些文件的读写配置都是基本上差不多的。Linux在管理CPU方面，提供了如下集中调控模式，分别为：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Governor</th> 
   <th>Select this governor if</th> 
   <th>How it works</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>performance</strong></td> 
   <td>Performance is the only consideration.</td> 
   <td>Sets the CPU to run at the highest frequency (<span>scaling_max_freq)</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>powersave</strong></td> 
   <td>Efficiency is the only consideration</td> 
   <td>Sets the CPU to run at the lowest frequency (<span>scaling_min_freq)</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>ondemand</strong></td> 
   <td>Adaptation to the current load is the main consideration.</td> 
   <td>Checks the load regularly. When the load rises above<span>up_threshold, sets the CPU to run at the highest frequency (<span>scaling_max_freq). When the load falls below the same threshold, sets the CPU to run at the next lowest frequency. Causes less latency than the conservative governor.</span></span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>conservative</strong></td> 
   <td>Close adaptation to the current load is the consideration.</td> 
   <td>Checks the load regularly. When the load rises above<span>up_threshold, sets the CPU to run at the next highest frequency. When the load falls below<span>down_threshold, sets the CPU to run at the next lowest frequency. Has more latency than the ondemand governor.</span></span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>userspace</strong></td> 
   <td>Control by other user space program is preferred.</td> 
   <td>Sets the CPU frequency to the value specified by the user space program (through the use of the<span>scaling_setspeed<span>&nbsp;parameter).</span></span></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这个表格的出自：[http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/lnxinfo/v3r0m0/index.jsp?topic=%2Fliaai%2Fcpufreq%2FTheCPUFreqGovernors.htm][http_publib.boulder.ibm.com_infocenter_lnxinfo_v3r0m0_index.jsp_topic_2Fliaai_2Fcpufreq_2FTheCPUFreqGovernors.htm]

按照原文给出的解释，我大概把这5种调控模式理解为一下几种观点，如有不足，还请指正！

1.performance,这个不多说，就是将cpu的工作频率调整到最大模式，让cpu充分的工作。

2.powersave,将cpu的工作频率调整到节能模式，也就是这个模式下的cpu平率是最低的。

3.ondemand,定期检查负载。当负荷超越了阈值,设置的CPU运行以最高的频率。当负载低于相同的阈值,设置的CPU运行在下一个的最低频率。导致更少的延迟比。这个理解起来可能比较困难，我用白话大概解释一下，ondemand从字面翻译是“根据需求，按照需要”，cpu在工作的时候频率会在一个最大值和最小值之间波动，当负载提高时，该调控期会自动提高cpu的频率，反之亦然。“Causes less latency than the conservative governor.”这句话的意思是，该模式跟conservative相比，会导致更少的延迟。ok，那让我们再看看conservative是如何解释的。

4.conservative，改词用来形容保守的，守旧的。该模式与ondemand的最大区别在于，conservative模式不会立刻在负载增加的情况下将cpu频率调整到最大，他会调整到比目前频率稍微大的频段去工作，保守，实在是保守！所以换来的结果是，在某种极端情况下，该模式的延迟会大于ondemand。

5.usersapce，该模式将cpu的掌控权交给了用户态，也就是交给了应用程序，应用程序可以通过配置文件的方式修改cpu的频率信息，上面3种模式好比linux已经给你定义好的4种模式，userspace好比上面4种模式无法满足我的需求，我需要自定义！(由于第四种方式需要进行大量的文件操作和配置，本文不阐述了，与省电的目标相差比较远)

ok！我们了解了这5种省电模式，那么如何查看你的android手机当前运行在哪种模式下呢？当前的cpu运行的工作频率是多少呢？最大最小频率是多少？我如何修改模式呢？

其实很简单，android的cat命令都为我们解决了这些问题，首先要强调的是，必须要获得系统的root权限，才能进行以下操作。

第一步：adb shell 进入root 命令行模式

第二步 cd /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq 进入这个目录下面

第三步 ls

第四步 你能看见很多的文件

第五步 参考下面的命令，打一遍就清楚了，不过为了给傻瓜提供更好的服务，我还是尽可能的将命令的使用和作用写的详细。

/\*\*  
 \* cpu cat命令大全  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_cur\_freq (当前cpu频率)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_max\_freq (最大cpu频率)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_min\_freq (最小cpu频率)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/related\_cpus (cpu数量标号,从0开始,如果是双核,结果为0,1)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_frequencies (cpu所有可用频率)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_governors (cpu所有可用调控模式)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_governors (cpu所有可用调控模式)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_cur\_freq (?????)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_driver (调控驱动)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_governor (当前使用哪种调控模式)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_max\_freq (?????)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_min\_freq (?????)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_setspeed (?????)  
 \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_transition\_latency (变频延迟)  
 \*/

熟悉了这些语法和密令之后，我们就可以很轻松的明白，如何省电了，无非就是将cpu降频嘛，把当前的调控模式调整为powersave就可以了嘛，不错，但是还不完全正确。

首先我先讲一下如何通过命令行改写当前的调控模式，很简单，一句命令：

echo "你想使用的调控模式" /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling\_governor

但是因为手机出场适配等问题，有些机器上是没有powersave这个模式的，对了，你一定要确认当前手机是否有powersave这个模式，具体怎么看就在我上面给的命令大全里面，自己找！在没有powersave模式的情况下，我们只好通过更狠的方法修改cpu的频率，那就是直接改写cpu的频率，命令：

echo 2331000 > cpu0/cpufreq/scaling\_min\_freq 设置最小的工作频率，同时也可以设置最大的工作频率。

ok！设置cpu的频率的两种方式我基本上说清楚了，本质没什么差别。那么在实际java端的开发中，我们如何使用呢？

贴贴代码吧，不做过多的解释了，相信大家多能读懂！

**\[java\]** [view plain][][copy][view plain]

1.  <span style="font-family:Microsoft YaHei;">/\*\* 
2.   \* @author matrixxu 
3.   \* 
4.   \*/ 
5.  public class CPUFreqSetting \{ 
6.  /\*\* 
7.   \* cpu cat命令大全 
8.   \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_cur\_freq (当前cpu频率) 
9.   \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_max\_freq (最大cpu频率) 
10.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_min\_freq (最小cpu频率) 
11.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/related\_cpus (cpu数量标号,从0开始,如果是双核,结果为0,1) 
12.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_frequencies (cpu所有可用频率) 
13.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_governors (cpu所有可用调控模式) 
14.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_available\_governors (cpu所有可用调控模式) 
15.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_cur\_freq (?????) 
16.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_driver (?????) 
17.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_governor (?????) 
18.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_max\_freq (?????) 
19.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_min\_freq (?????) 
20.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/scaling\_setspeed (?????) 
21.  \* cat \[%cpuFreqPath%\]/cpuinfo\_transition\_latency (?????) 
22.  \*/ 
23. private final String TAG = "SetCPU"; 
24. private final String cpuFreqPath = "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq"; 
25. 
26. private final static String PERFORMANCE\_GOVERNOR = "performance"; 
27. private final static String POWER\_SAVE\_GOVERNOR = "performance"; 
28. private final static String ONDEMAND\_GOVERNOR = "performance"; 
29. private final static String CONSERVATIVE\_GOVERNOR = "performance"; 
30. private final static String USERSAPCE\_GOVERNOR = "performance"; 
31. 
32. // public void powerSaveGovernor() \{ 
33. // List<String> governors = readCpuGovernors(); 
34. // if (governors.contains(object)) \{ 
35. // 
36. // \} 
37. // \} 
38. 
39. /\*\* 
40.  \* 获得当前CPU调控模式 
41.  \*/ 
42. public void getCpuCurGovernor() \{ 
43. try \{ 
44.  DataInputStream is = null; 
45.  Process process = Runtime.getRuntime().exec("cat " + cpuFreqPath + "/scaling\_governor"); 
46.  is = new DataInputStream(process.getInputStream()); 
47.  String line = is.readLine(); 
48.  \} catch (IOException e) \{ 
49.  e.printStackTrace(); 
50.  \} 
51.  \} 
52. 
53. /\*\* 
54.  \* 重写CPU调控模式 
55.  \* @param governor 
56.  \* @return 
57.  \*/ 
58. private boolean writeCpuGovernor(String governor) \{ 
59.  DataOutputStream os = null; 
60. byte\[\] buffer = new byte\[256\]; 
61.  String command = "echo " + governor + " > " + cpuFreqPath + "/scaling\_governor"; 
62.  Log.i(TAG, "command: " + command); 
63. try \{ 
64.  Process process = Runtime.getRuntime().exec("su"); 
65.  os = new DataOutputStream(process.getOutputStream()); 
66.  os.writeBytes(command + "\\n"); 
67.  os.writeBytes("exit\\n"); 
68.  os.flush(); 
69.  process.waitFor(); 
70.  Log.i(TAG, "exit value = " + process.exitValue()); 
71.  \} catch (IOException e) \{ 
72.  Log.i(TAG, "writeCpuGovernor: write CPU Governor(" + governor + ") failed!"); 
73. return false; 
74.  \} catch (InterruptedException e) \{ 
75.  e.printStackTrace(); 
76.  \} 
77. return true; 
78.  \} 
79. 
80. /\*\* 
81.  \* 获得CPU所有调控模式 
82.  \* @return 
83.  \*/ 
84. private List<String> readCpuGovernors() \{ 
85.  List<String> governors = new ArrayList<String>(); 
86.  DataInputStream is = null; 
87. try \{ 
88.  Process process = Runtime.getRuntime().exec("cat " + cpuFreqPath + "/scaling\_available\_governors"); 
89.  is = new DataInputStream(process.getInputStream()); 
90.  String line = is.readLine(); 
91. 
92.  String\[\] strs = line.split(" "); 
93. for (int i = 0; i < strs.length; i++) 
94.  governors.add(strs\[i\]); 
95.  \} catch (IOException e) \{ 
96.  Log.i(TAG, "readCpuGovernors: read CPU Governors failed!"); 
97.  \} 
98. return governors; 
99.  \} 
100. \}</span>

完！

[http_publib.boulder.ibm.com_infocenter_lnxinfo_v3r0m0_index.jsp_topic_2Fliaai_2Fcpufreq_2FTheCPUFreqGovernors.htm]: http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/lnxinfo/v3r0m0/index.jsp?topic=%2Fliaai%2Fcpufreq%2FTheCPUFreqGovernors.htm
[view plain]: http://blog.csdn.net/matrix_xu/article/details/8509319