本文对Android设备CPU的状态查看方法和锁频（lock frequency）方法进行详细介绍。这有什么用？作为测试工程师，你值得了解。
CPU频率
首先说下CPU的频率。我们都知道，CPU的工作频率越高，运算就越快，但能耗也更高。然而很多时候，设备并不需要那么高的计算性能，这个时候，我们就希望能降低CPU的工作频率，追求较低的能耗，以此实现更长的待机时间。
基于此需求，当前电子设备的CPU都会存在多个工作频率，并能根据实际场景进行CPU频率的自动切换，以此达到平衡计算性能与能耗的目的。
锁频的用途
那么为什么需要锁频呢？
对于普通用户来说，可能对这些场景比较熟悉：
- 在家用笔记本电脑玩游戏的时候，电脑连着电源，不在乎能耗，只想要尽可能高的性能，这个时候就选择高性能模式，即保持CPU在最高频率工作。
- 旅行途中使用笔记本电脑，靠电池供电，希望电脑能待机尽可能久，这时就选择省电模式，即CPU保持在最低频率运行。
作为一名测试工程师，我们在进行软件测试的时候，为了让测试结果真实反映软件本身的效率，从控制变量法的角度，我们希望测试结果尽量不受到硬件本身的影响。这个时候，我们就可以尝试对设备的CPU进行锁频，即保证在测试的过程中，硬件设备的CPU运行在一个恒定的频率。
说到这里先埋个伏笔，在chromium官方测试库中，部分测试场景在初始化测试环境时，就会将设备所有CPU的频率调到最高状态，后续我会单独以一篇博客的形式对那部分的源码进行分析。对于等不及的朋友，可以先去看下源码，源码路径为pylib/perf/PerfControl.SetHighPerfMode。
查看CPU状态信息
在修改CPU的状态之前，我们需要先查看CPU的属性和状态信息，这样才能有针对性地进行正确的设置。
对于CPU的状态，我们通常会关注两类信息，一是整体层面的，即CPU运行的核数；二是细节层面的，即各个CPU的工作状态，包括所处工作模式、频率大小等。
在Android系统中，CPU相关的信息存储在/sys/devices/system/cpu目录的文件中，我们可以通过读取该目录下的特定文件获得当前设备的CPU状态信息，也可以通过对该目录下的特定文件进行写值，实现对CPU频率等状态信息的更改。
本文以Nexus 5（系统版本5.1.1）为例，后面的例子均以该设备为例。不同的机型和Android系统版本可能会存在一些差异，请知悉。
在/sys/devices/system/cpu目录中，文件结构如下所示。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ ll drwxr-xr-x root root 2016-01-20 01:36 cpu0 drwxr-xr-x root root 2016-01-20 21:06 cpu1 drwxr-xr-x root root 2016-01-20 21:07 cpu2 drwxr-xr-x root root 2016-01-20 21:07 cpu3 -rw------- root root 4096 1970-01-17 10:27 cpuctl drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 cpufreq drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 cpuidle -r--r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 kernel_max -r--r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 offline -r--r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 online -r--r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 possible drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 power -r--r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 present -rw-r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 uevent |
1、view overall cpu info
在possible文件中，存储的是当前设备可用的CPU，显示形式以数字的形式。例如0-3代表的就是当前设备总共有4个核，编号分别为0，1，2，3。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ cat possible 0-3 |
在online文件中，存储的是当前设备正在运行的CPU。因为有时候设备不需要很高的性能，就可以将部分CPU关闭。不过需要注意的是，不管什么时候，CPU0始终都会处于运行状态。online文件的存储格式与possible类似，如果只有部分CPU运行，且CPU编号不连续的时候，会以逗号进行隔开；例如，0,2表示当前CPU0和CPU2处于运行状态。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ cat online 0,2 |
对应的，offline文件标示的是当前设备处于关闭状态的CPU，这和online作为互补，并集刚好就是设备的所有CPU，即possible文件中的内容。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ cat offline 1,3 |
2、view specified cpu info
接下来，我们要获取到特定CPU的信息，就需要进入到对应的文件夹，例如，cpu0/对应的就是CPU0的信息。
在/sys/devices/system/cpu/cpu0目录中，文件结构如下所示。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ ll cpu0 drwxr-xr-x root root 2016-01-20 01:37 cpufreq drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 cpuidle -r-------- root root 4096 1970-01-17 10:27 crash_notes -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:36 online drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 power drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 rq-stats lrwxrwxrwx root root 1970-01-17 10:27 subsystem drwxr-xr-x root root 1970-01-17 10:27 topology -rw-r--r-- root root 4096 1970-01-17 10:27 uevent |
其中，online文件的内容表示当前CPU是否处于运行状态，若处于运行状态，则内容为1，否则为0；这个和上面讲到的/sys/devices/system/cpu/online能进行对应。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ cat cpu0/online 1 |
在cpu0/cpufreq/目录下，存储的就是与CPU0的频率相关的信息，文件结构如下所示。
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shell@hammerhead:/sys/devices/system/cpu $ ll cpu0/cpufreq/ -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 UV_mV_table -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 affected_cpus -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 cpu_utilization -r-------- root root 4096 2016-01-20 01:57 cpuinfo_cur_freq -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 02:00 cpuinfo_max_freq -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:39 cpuinfo_min_freq -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 cpuinfo_transition_latency -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 related_cpus -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:39 scaling_available_frequencies -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 scaling_available_governors -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:50 scaling_cur_freq -r--r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:57 scaling_driver -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 01:50 scaling_governor -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 08:29 scaling_max_freq -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 08:29 scaling_min_freq -rw-r--r-- root root 4096 2016-01-20 02:52 scaling_setspeed |
在这个目录中，我们需要关注的文件比较多。
首先是scaling_available_governors和scaling_governor。这里的governor大家可以理解为CPU的工作模式，scaling_available_governors中存储了当前CPU支持的所有工作模式，而scaling_governor存储的是CPU当前所处的工作模式。
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