CPU 频率和空闲状态

此数据源在 Linux 和 Android（自 P 起）上可用。它通过 Linux 内核 ftrace 基础架构记录 CPU 电源管理方案的变化。它涉及三个方面：

频率调节

有两种方法获取 CPU 频率数据：

启用 power/cpu_frequency ftrace 事件。（参见下面的 TraceConfig）。这将在内核 cpufreq 缩放驱动程序更改频率时记录一个事件。请注意，并非所有平台都支持此功能。根据我们的经验，它在基于 ARM 的 SoC 上可靠工作，但在大多数现代基于 Intel 的平台上不产生数据。这是因为最近的 Intel CPU 使用由 CPU 直接控制的内部 DVFS，并且不向内核公开频率更改事件。另请注意，即使在基于 ARM 的平台上，也仅在 CPU 频率更改时才发出事件。在许多情况下，CPU 频率在几秒钟内不会更改，这将在 trace 的开头显示为空块。我们建议始终将此与轮询（见下文）结合使用，以获得初始频率的可靠快照。
通过启用 linux.sys_stats 数据源并将 cpufreq_period_ms 设置为 > 0 的值来轮询 sysfs。这将定期轮询 /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_cur_freq 并将当前值记录在 trace 缓冲区中。在基于 Intel 和 ARM 的平台上都可以工作。

在大多数 Android 设备上，频率调节是基于集群的（大/小核心组），因此看到四组 CPU 同时更改频率并不罕见。

可用频率

还可以通过启用 linux.system_info 数据源一次性采集每个 CPU 支持的完整频率列表。这将在 trace 采集开始时记录 /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_available_frequencies。此信息通常通过检查 [cpu_freq 表](/docs/analysis/sql-tables.autogen#cpu_freq）来区分大/小核心。

由于上述 power/cpu_frequency 的相同原因，现代 Intel 平台不支持此功能。

空闲状态

当没有线程有资格执行时（例如，它们都处于睡眠状态），内核将 CPU 设置为空闲状态，关闭一些电路以减少空闲功耗。大多数现代 CPU 有不止一个空闲状态：更深的空闲状态使用更少的功耗，但也需要更多时间从中恢复。

请注意，空闲转换相对快速且便宜，CPU 每秒可以进入和离开空闲状态数百次。空闲性不得与完全设备挂起混淆，后者是一种更强且更具侵入性的省电状态（见下文）。即使屏幕打开且设备看起来可操作，CPU 也可以处于空闲状态。

关于有多少空闲状态可用及其语义的详细信息高度特定于 CPU/SoC。在 trace 级别，空闲状态 0 表示非空闲，大于 0 的值表示越来越深的省电状态（例如，单核空闲 -> 完整包空闲）。

请注意，只要插入 USB 电缆，大多数 Android 设备就不会进入空闲状态（USB 驱动程序堆栈保持唤醒锁）。通过 USB 收集的 trace 中只看到一个空闲状态并不罕见。

在大多数 SoC 上，当 CPU 空闲时，频率值几乎没有意义，因为 CPU 在空闲状态下通常是被时钟门控的。在这些情况下，trace 中的频率值恰好是 CPU 变为空闲之前运行的最后一个频率。

已知问题：

仅在频率更改时才发出事件。这可能长时间不会发生。在短 trace 中，某些 CPU 可能不会报告任何事件，显示 trace 左侧的间隙，或者根本没有。Perfetto 目前在启动 trace 时不记录初始 cpu 频率。
当前，如果不捕获空闲状态（见下文），UI 不会呈现 cpufreq track。这是一个仅 UI 的错误，即使未显示，数据也已采集并可通过 Trace Processor 查询。

UI

在 UI 中，CPU 频率和空闲性显示在同一 track 上。track 的高度表示频率，颜色表示空闲状态（彩色：非空闲，灰色：空闲）。悬停或单击 track 中的点将显示频率和空闲状态：

SQL

在 SQL 级别，频率和空闲状态都建模为 Counters。请注意，cpuidle 值 0xffffffff (4294967295) 意味着 _返回非空闲_。

select ts, t.name, cpu, value from counter as c
left join cpu_counter_track as t on c.track_id = t.id
where t.name = 'cpuidle' or t.name = 'cpufreq'

ts	name	cpu	value
261187013242350	cpuidle	1	0
261187013246204	cpuidle	1	4294967295
261187013317818	cpuidle	1	0
261187013333027	cpuidle	0	0
261187013338287	cpufreq	0	1036800
261187013357922	cpufreq	1	1036800
261187013410735	cpuidle	1	4294967295
261187013451152	cpuidle	0	4294967295
261187013665683	cpuidle	1	0
261187013845058	cpufreq	0	1900800

已知 CPU 频率列表可以使用 cpu_freq 表查询。

TraceConfig

# 频率和空闲状态更改的事件驱动记录。
data_sources: {
 config {
 name: "linux.ftrace"
 ftrace_config {
 ftrace_events: "power/cpu_frequency"
 ftrace_events: "power/cpu_idle"
 ftrace_events: "power/suspend_resume"
 }
 }
}

# 轮询当前 cpu 频率。
data_sources: {
 config {
 name: "linux.sys_stats"
 sys_stats_config {
 cpufreq_period_ms: 500
 }
 }
}

# 报告每个 CPU 的可用频率列表。
data_sources {
 config {
 name: "linux.system_info"
 }
}

完整设备挂起

当笔记本电脑进入"睡眠"模式（例如，通过合上盖子）或智能手机显示器关闭足够长时间时，会发生完整设备挂起。

当设备挂起时，大多数硬件单元关闭，进入可能的最高省电状态（除了完全关机）。

请注意，大多数 Android 设备在调暗显示器后不会立即挂起，但如果通过电源按钮强制关闭显示器，则倾向于这样做。细节高度特定于设备/制造商/内核。

已知问题：

UI 没有清楚地显示挂起状态。当 Android 设备挂起时，看起来好像所有 CPU 都在运行 kmigration 线程，一个 CPU 在运行 power HAL。