标签：core driver governor idle cpuidle 概述 CPU
cpuidle解决什么问题
在计算机系统中，CPU的功能就是不断地取指、译码、执行，那如果CPU没有程序要执行，CPU不需要执行计算任务，也不需要响应外部中断事件，CPU要怎么办？在Linux kernel中，这种CPU的无所事事的状态，被称作idle状态，而cpuidle framework，就是为了管理这种状态。
CPU在idle的时候可以利用一些芯片技术比如clock gating、retention，让core进入睡眠省电模式，省电是又电子设备绕不开的话题。
cpuidle基本流程
任务调度、idle进程(何时进入idle)
idle进程的存在，是为了解决“何时idle”的问题。
在init进程（系统的第一个进程）完成初始化任务之后，将其转变为idle进程，由于该进程的优先级是最低的，所以当idle进程被调度到时，则说明系统的其它进程不再运行了，也即CPU idle了。最终，由idle进程调用idle指令（这里为WFI），让CPU进入idle状态。
WFI、WFE(如何idle)
WFI/WFE用于解决“怎么idle”的问题。
一般情况下，ARM CPU idle时，可以使用WFI指令，把CPU置为Wait for interrupt状态。该状态下，至少会把ARM core的clock关闭，以节省功耗（和具体ARM core的实现有关，可参考“ARM WFI和WFE指令”）。
软件流程
在SMP系统中，CPU启动的过程是：
1）先启动主CPU，启动过程和传统的单核系统类似：stext-->start_kernel-->rest_init-->cpu_startup_entry
2）启动其它CPU，可以有多种方式，例如CPU hotplug等，启动过程为：secondary_startup-->__secondary_switched-->secondary_start_kernel-->cpu_startup_entry
上面的代码位于./arch/arm64/kernel/head.S、init/main.c等等，感兴趣的读者可以自行参考。最终都会殊途同归，运行至cpu_startup_entry接口，该接口位于kernel/sched/idle.c中，负责处理CPU idle的事情。
cpuidle框架
cpuide framework的意义是什么？
ARM CPU的设计越来越复杂，对省电的要求也越来越苛刻，因而很多CPU会从“退出时的延迟”和“idle状态下的功耗”两个方面考虑，设计多种idle级别。对延迟较敏感的场合，可以使用低延迟、高功耗的idle；对延迟不敏感的场合，可以使用高延迟、低功耗的idle。
而软件则需要根据应用场景，在恰当的时候，选择一个合适的idle状态。而选择的策略是什么，就不是那么简单了。这就是cpuidle framework的存在意义。
kernel schedule模块
位于kernel\sched\idle.c中，负责实现idle线程的通用入口（cpuidle entry）逻辑，包括idle模式的选择、idle的进入等等。
core层
cpuidle core的代码主要包括：cpuidle.c、driver.c、governor.c、sysfs.c。
cpuidle core负责实现cpuidle framework的整体框架，主要功能包括：
- 根据cpuidle的应用场景，抽象出cpuidle device、cpuidle driver、cpuidle governor三个实体；
- 以函数调用的形式，向上层sched模块提供接口；
- 以sysfs的形式，向用户空间提供接口；
- 向下层的cpuidle drivers模块，提供统一的driver注册和管理接口；
- 向下层的governors模块，提供统一的governor注册和管理接口。
governor层
前面讲过，很多CPU提供了多种idle级别，这些idle级别的主要区别是“idle时的功耗”和“退出时延迟”。cpuidle driver（机制）负责定义这些idle状态（每一个状态的功耗和延迟分别是多少），并实现进入和退出相关的操作。最终，cpuidle driver会把这些信息告诉governor，由governor根据具体的应用场景，决定要选用哪种idle状态（策略）。
kernel中，cpuidle governor都位于governors/目录下。
driver层
负责idle机制的实现，即：如何进入idle状态，什么条件下会退出，等等。
不同的architecture、不同的CPU core，会有不同的cpuidle driver，平台驱动的开发者，可以在cpuidle core提供的框架之下，开发自己的cpuidle driver。代码主要包括：cpuidle-xxx.c。
cpuid参考
-
概述
http://www.wowotech.net/pm_subsystem/cpuidle_overview.html -
core层
http://www.wowotech.net/pm_subsystem/cpuidle_core.html -
governor层
http://www.wowotech.net/pm_subsystem/cpuidle_menu_governor.html -
driver层
http://www.wowotech.net/pm_subsystem/cpuidle_arm64.html
cpuidle宏配置
cpuidle的宏配置比较简单，框架层和sysfs都默认编译了，只需要配置对应的驱动宏。
cpuidle调测命令
#ls /sys/devices/system/cpu/cpuidle/cpuX/cpuidle/stateY
name，名称；
desc，较为详细的描述；
disable，cpuidle使能状态的读取和设置；
latency，退出该state所需的时间，单位为us；
power，该state下的功耗，单位为mW；
time，停留在改状态的总时间，单位为us
usage，进入该状态的次数。
# 进出次数
cat /sys/devices/system/cpu/cpu<x>/cpuidle/state<y>/usage
# 总时间
cat /sys/devices/system/cpu/cpu<x>/cpuidle/state<y>/time
标签：core,driver,governor,idle,cpuidle,概述,CPU 来源： https://www.cnblogs.com/lvzh/p/16427907.html
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。