ARM Linux 大小核切換

主要代碼分布：

arch/arm/common/bL_switcher.c

arch/arm/include/asm/bL_switcher.h

drivers/cpufreq/Arm_big_little.c

編譯后形成的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊：

__initcall_bL_switcher_init6

__initcall_bL_cpufreq_register7

執(zhí)行流程圖如下所示。

上圖的左邊是bL_switcher_init執(zhí)行流程。

右邊是切換線程bL_switcher_thread執(zhí)行流程，這個(gè)線程是核心代碼。代碼的上半部分是一個(gè)CPU在運(yùn)行，然后這個(gè)CPU完成下電后。下半部分藍(lán)色所示，是起來的那個(gè)CPU在運(yùn)行，這樣就完成了大小核的切換操作。

1 bL_switcher_init

bL_switcher_init執(zhí)行流程如下：

如果最大CPU組數(shù)（簇）不為2，則報(bào)錯(cuò)，然后返回

bL_running_cluster賦值1，默認(rèn)設(shè)為是第一簇在運(yùn)行

no_bL_switcher初值為FALSE

bL_switcher_enable

bL_switcher_halve_cpus 關(guān)閉不必要的CPU

為每個(gè)online的CPU創(chuàng)建切換線程bL_switcher_thread

bL_switcher_active賦值1

bL_switcher_sysfs_init 創(chuàng)建sys/kernel/bL_switcher

bL_switcher_restore_unpaired_cpus 恢復(fù)不成對(duì)的CPU，給它們上電

創(chuàng)建完sys/kernel/bL_switcher，則可以通過下面的命令，手動(dòng)查看/設(shè)置能否切換、查看/設(shè)置切換那個(gè)簇的CPU。

cat /sys/kernel/bL_switcher/active

echo 0/1 > /sys/kernel/ bL_switcher/active

cat /sys/kernel/bL_switcher/do_switch

echo0/1> /sys/kernel/ bL_switcher/ do_switch

2 切換請(qǐng)求bL_switch_request

這是個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，需要兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是CPU的ID，第二個(gè)是簇號(hào)，內(nèi)核調(diào)到的有三處。

一是在Arm_big_little.c：bL_cpufreq_set_rate：需要不同的簇切換時(shí)；

二、三是在執(zhí)行echo 0/1 > /sys/kernel/ bL_switcher/ do_switch ，調(diào)用到bL_do_switch_store函數(shù)，這里面判斷是否需要切換

這個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，直接執(zhí)行bL_switch_request_cb，參數(shù)是前面的2個(gè)，再加上兩個(gè)NULL。

bL_switch_request_cb：

判斷第一個(gè)參數(shù)CPU的ID是否超出范圍；

獲取當(dāng)前CPU的線程函數(shù)指針

賦值wanted_cluster

喚醒當(dāng)前線程函數(shù)的工作隊(duì)列

3 切換線程bL_switcher_thread

bL_switcher_thread執(zhí)行流程：

等待事件。滿足事件的兩個(gè)可能條件：

一是上面的bL_switch_request_cb函數(shù)，喚醒線程，且切換到的CPU簇?cái)?shù)不為-1；

二是bL_switcher_disable函數(shù)調(diào)用kthread_stop，喚醒線程

bL_switch_to

找到成對(duì)的CPU ID ，簇號(hào)

mcpm_cpu_power_up 給CPU上電，跳轉(zhuǎn)到 mcpm_entry_point

gic_send_sgi 給其發(fā)送0號(hào)軟中斷

wait_for_completion_timeout(&inbound_alive 等待它給我發(fā)送軟中斷 IPI_COMPLETION

關(guān)閉IRQ、FIQ

遷移中斷到對(duì)應(yīng)的CPU上

關(guān)閉時(shí)鐘Tick

cpu_pm_enter gic_cpu_save 保存中斷設(shè)置

cpu_suspend這個(gè)跟睡眠的流程很相似

bL_switchpoint

call_with_stack arch/arm/lib/call_with_stack.S 若失敗了，是可以返回的

bL_do_switch

讓剛起來的CPU跳轉(zhuǎn)到cpu_resume，給其發(fā)送sev

若handshake變量為0，則進(jìn)入wfe

等待不為0后，mcpm_cpu_power_down對(duì)自身斷電

call_with_stack：攜帶的三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是函數(shù)，第二個(gè)是函數(shù)調(diào)用時(shí)用到的參數(shù)，第三個(gè)是棧地址

將SP、LR依次放入棧的頂部

SP賦值讓開兩個(gè)寄存器后的地址

R0賦給R2

R1賦給R0

LR賦值下面的標(biāo)號(hào)1處

R2賦給PC，即跳轉(zhuǎn)到R2

若失敗了，則跳轉(zhuǎn)到LR處，就是標(biāo)號(hào)1處

彈出LR

彈出SP

LR賦給PC，跳轉(zhuǎn)到了bL_switchpoint，調(diào)用call_with_stack函數(shù)的地方。

此處設(shè)置真是巧妙，不同簇對(duì)應(yīng)的CPU ID都是0，則剛起來的CPU正好能通過下面的步驟

mcpm_entry_point-> cpu_resume-> cpu_do_resume=cpu_v7_do_resume -> cpu_resume_mmu -> 再次跳轉(zhuǎn)到上面調(diào)用__cpu_suspend處繼續(xù)運(yùn)行了。

即要下電的CPU剛保存后堆棧，又被剛上電的CPU恢復(fù)了。

接下來就是上電的CPU再運(yùn)行了。

cpu_pm_exit gic_cpu_restore 恢復(fù)中斷設(shè)置

時(shí)鐘接著運(yùn)行 Tick，兩個(gè)CPU用到的節(jié)拍Timer是同一個(gè)。

開啟IRQ、FIQ

*handshake_ptr = 1;

dsb_sev 給那個(gè)CPU發(fā)送事件

這樣就完成了CPU的切換，這個(gè)函數(shù)的前一半是一個(gè)CPU在執(zhí)行，后一半變成了另一個(gè)CPU在執(zhí)行。

4 bL_cpufreq_register

獲取bL_switcher_active的值，將這個(gè)值（真或者假）設(shè)置給bL_switching_enabled變量；

初始化互斥鎖cluster_lock；

注冊(cè)cpufreq_driver驅(qū)動(dòng)bL_cpufreq_driver。

如果上面的驅(qū)動(dòng)注冊(cè)成功，則將bL_switcher_notifier 掛在bL_activation_notifier鏈表上；

若掛載失敗，則卸載驅(qū)動(dòng)bL_cpufreq_driver

bL_cpufreq_driver定義如下：

static struct cpufreq_driver bL_cpufreq_driver = {

.name = "arm-big-little",

.flags = CPUFREQ_STICKY,

.verify = bL_cpufreq_verify_policy,

.target = bL_cpufreq_set_target,

.get = bL_cpufreq_get_rate,

.init = bL_cpufreq_init,

.have_governor_per_policy = true,

.attr = bL_cpufreq_attr,

};

若bL_cpufreq_driver注冊(cè)成功，執(zhí)行下面的命令，就可以看到有個(gè)驅(qū)動(dòng)是arm-big-little。

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors

conservative ondemand userspace powersaveinteractiveperformance

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governors

interactive

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_driver

arm-big-little

用bL_cpufreq_driver這種調(diào)頻策略時(shí)，就會(huì)執(zhí)行到bL_cpufreq_set_target，然后執(zhí)行bL_cpufreq_set_rate，則有可能調(diào)用到bL_switch_request。