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Linux CPU core的电源管理(5)_cpu control及cpu hotplug

作者：wowo 发布于：2015-9-19 21:39 分类：电源管理子系统

由“Linux CPU core的电源管理(1)_概述”的描述可知，kernel cpu control位于“.\kernel\cpu.c”中，是一个承上启下的模块，负责屏蔽arch-dependent的实现细节，向上层软件提供控制CPU core的统一API（主要包括cpu_up/cpu_down等接口的实现）。本文将基于这些API，从上到下，分析CPU core从启动到关闭的整个过程（主要是CPU hotplug），进一步理解系统运行过程中CPU core电源管理相关的行为。

注1：其实这一部分已经不属于电源管理的范畴了，而是系统级的软件行为（boot、调度、电源管理等等），之所以放到这里讲述，主要原因是，这些复杂行为的背后，目的只有一个----节电。因此，本文只会focus在CPU core power状态切换的过程上，涉及到得其它知识，如进程调度，只会一笔带过。

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标签: Linux cpu hotplug cpu_up cpu_down smpboot

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Linux CPU core的电源管理(3)_cpu ops

作者：wowo 发布于：2015-7-17 22:15 分类：电源管理子系统

由“ARMv8-a架构简介”中有关的介绍可知，ARMv8（包括ARMv7的一些扩展）引入了Virtualization、Security等概念。在这些概念之下，传统的CPU boot、shutdown、reset、suspend/resume等操作，不再那么简单和单纯。因此，ARM将这些底层操作抽象为一些operations，在以统一的方式向上层软件提供API的同时，可以根据不同的场景，有不同的实现。这就是本文要描述的cpu ops。

注1：由“Linux CPU core的电源管理(1)_概述”的描述可知，cpu ops属于arch-dependent的部分，本文基于ARM64平台。

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标签: Linux SMP cpu operations spin_table psci

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Linux CPU core的电源管理(2)_cpu topology

作者：wowo 发布于：2015-5-30 21:58 分类：电源管理子系统

在“Linux CPU core的电源管理(1)_概述”中，我们多次提到SMP、CPU core等概念，虽然硬着头皮写下去了，但是蜗蜗对这些概念总有些似懂非懂的感觉。它们和CPU的进化过程息息相关，最终会体现在CPU topology（拓扑结构）上。因此本文将以CPU topology为主线，介绍CPU有关（主要以ARM CPU为例）的知识。

另外，CPU topology除了描述CPU的组成之外，其主要功能，是向kernel调度器提供必要的信息，以便让它合理地分配任务，最终达到性能和功耗之间的平衡。这也是我将“cpu topology”归类为“电源管理子系统”的原因。

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标签: SMP cpu topology SMT NUMA

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Linux CPU core的电源管理(1)_概述

作者：wowo 发布于：2015-4-30 21:20 分类：电源管理子系统

在SMP（Symmetric Multi-Processing）流行起来之前的很长一段时间，Linux kernel的电源管理工作主要集中在外部设备上，和CPU core相关的，顶多就是CPU idle。但随着SMP的普及，一个系统中可用的CPU core越来越多，这些core的频率越来越高，处理能力越来越强，功耗也越来越大。因此，CPU core有关的电源管理，在系统设计中就成为必不可少的一环，与此有关的思考包括：

对消费者（一些专业应用除外）而言，这种暴增的处理能力，是一种极大的浪费，他们很少（或者从不）有如此高的性能需求。但商家对此却永远乐此不疲，原因无外乎：

1）硬件成本越来越低。

2）营销的噱头。

3）软件设计者的不思进取（臃肿的Android就是典型的例子），导致软件效率低下，硬件资源浪费严重。以至于优化几行代码的难度，甚至比增加几个cpu核还困难。

在这种背景下，CPU core的电源管理逻辑，就非常直接了：根据系统的负荷，关闭“多余的CPU性能”，在满足用户需求的前提下，尽可能的降低CPU的功耗。但CPU的控制粒度不可能无限小，目前主要从两个角度实现CPU core的电源管理功能：

1）在SMP系统中，动态的关闭或者打开CPU core（本文重点介绍的功能）。

2）CPU运行过程中，动态的调整CPU core的电压和频率（将在其它文章中单独分析）。

本文将以ARM64为例，介绍linux kernel CPU core相关的电源管理设计。

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标签: Linux PM core cpu

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