Vietnamese (machine translation)

• English

Lưu ý

Mục đích của file này là để độc giả tiếng Việt có thể đọc và hiểu tài liệu nhân kernel dễ dàng hơn, không phải để tạo ra một nhánh tài liệu riêng. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc cập nhật nào cho file này, vui lòng thử cập nhật file tiếng Anh gốc trước. Nếu bạn thấy có sự khác biệt giữa bản dịch và bản gốc, hoặc có vấn đề về bản dịch, vui lòng gửi góp ý hoặc patch cho người dịch của file này, hoặc nhờ người bảo trì và người review tài liệu tiếng Việt giúp đỡ.

Bản gốc:

CPU Idle Time Management

Người dịch:

Google Translate (machine translation)

Phiên bản gốc:

8541d8f725c6

Cảnh báo

Tài liệu này được dịch tự động bằng máy và chưa được review bởi người dịch. Nội dung có thể không chính xác hoặc khó hiểu ở một số chỗ. Khi có sự khác biệt với bản gốc, bản gốc luôn là chuẩn. Bản dịch chất lượng cao (được review) được đặt trong thư mục vi_VN/.

CPU Quản lý thời gian nhàn rỗi

Bản quyền:

ZZ0000ZZ 2019 Tập đoàn Intel

Tác giả:

Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>

Hệ thống con quản lý thời gian nhàn rỗi CPU

Mỗi khi một trong các CPU logic trong hệ thống (các thực thể xuất hiện tìm nạp và thực hiện các hướng dẫn: luồng phần cứng, nếu có hoặc bộ xử lý cores) không hoạt động sau một sự kiện gián đoạn hoặc sự kiện đánh thức tương đương, điều đó có nghĩa là không có nhiệm vụ nào để chạy trên đó ngoại trừ nhiệm vụ “nhàn rỗi” đặc biệt được liên kết với nó, có cơ hội tiết kiệm năng lượng cho bộ xử lý mà nó thuộc về. Điều đó có thể được thực hiện bằng cách làm cho CPU logic nhàn rỗi ngừng tìm nạp hướng dẫn từ bộ nhớ và đặt một số đơn vị chức năng của bộ xử lý bị phụ thuộc vào nó, rơi vào trạng thái không hoạt động và sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Tuy nhiên, có thể có nhiều trạng thái rỗi khác nhau có thể được sử dụng trong một về nguyên tắc, vì vậy có thể cần phải tìm ra một tình huống phù hợp nhất (từ phối cảnh hạt nhân) và yêu cầu bộ xử lý sử dụng (hoặc “nhập”) thông tin đó trạng thái nhàn rỗi cụ thể. Đó chính là vai trò của việc quản lý thời gian nhàn rỗi của CPU hệ thống con trong kernel, được gọi là ZZ0000ZZ.

Thiết kế của ZZ0000ZZ là mô-đun và dựa trên việc tránh trùng lặp mã nguyên tắc, do đó mã chung về nguyên tắc không cần phụ thuộc vào phần cứng hoặc chi tiết thiết kế nền tảng trong đó tách biệt với mã tương tác với phần cứng. Nó thường được chia thành ba loại chức năng đơn vị: ZZ0001ZZ chịu trách nhiệm chọn trạng thái nhàn rỗi để yêu cầu bộ xử lý để tham gia, ZZ0002ZZ chuyển các quyết định của thống đốc tới phần cứng và ZZ0003ZZ cung cấp một khuôn khổ chung cho chúng.

CPU Bộ điều chỉnh thời gian nhàn rỗi

Bộ điều chỉnh thời gian nhàn rỗi CPU (ZZ0000ZZ) là một gói mã chính sách được gọi khi một trong những CPU logic trong hệ thống không hoạt động. Vai trò của nó là chọn trạng thái không hoạt động để yêu cầu bộ xử lý nhập vào nhằm tiết kiệm năng lượng.

Bộ điều chỉnh ZZ0000ZZ là chung và mỗi bộ điều chỉnh có thể được sử dụng trên mọi phần cứng nền tảng mà nhân Linux có thể chạy trên đó. Vì lý do này, cấu trúc dữ liệu được vận hành bởi chúng không thể phụ thuộc vào bất kỳ kiến trúc hoặc nền tảng phần cứng nào chi tiết thiết kế là tốt.

Bản thân bộ điều chỉnh được đại diện bởi một đối tượng struct cpuidle_governor chứa bốn con trỏ gọi lại, ZZ0000ZZ, ZZ0001ZZ, ZZ0002ZZ, ZZ0003ZZ, trường ZZ0004ZZ được mô tả bên dưới và tên (chuỗi) được sử dụng để xác định nó.

Để thống đốc có mặt ở tất cả, đối tượng đó cần phải được đăng ký với lõi ZZ0002ZZ bằng cách gọi ZZ0000ZZ bằng một con trỏ tới nó được chuyển làm đối số. Nếu thành công, điều đó khiến lõi thêm thống đốc vào danh sách toàn cầu của các thống đốc có sẵn và, nếu đó là chỉ một trong danh sách (nghĩa là danh sách trống trước đó) hoặc giá trị của nó Trường ZZ0001ZZ lớn hơn giá trị của trường đó đối với Thống đốc hiện đang được sử dụng, hoặc tên của Thống đốc mới đã được chuyển cho kernel làm giá trị của tham số dòng lệnh ZZ0003ZZ, cái mới bộ điều tốc sẽ được sử dụng kể từ thời điểm đó (chỉ có thể có một ZZ0004ZZ thống đốc được sử dụng tại một thời điểm). Ngoài ra, không gian người dùng có thể chọn ZZ0005ZZ thống đốc để sử dụng trong thời gian chạy thông qua ZZ0006ZZ.

Sau khi đã đăng ký, bộ điều chỉnh ZZ0000ZZ không thể hủy đăng ký, vì vậy nó không phải là thực tế để đưa chúng vào các mô-đun hạt nhân có thể tải được.

Giao diện giữa bộ điều chỉnh ZZ0000ZZ và lõi bao gồm bốn gọi lại:

ZZ0000ZZ

int (*enable) (struct cpuidle_driver *drv, struct cpuidle_device *dev);

Vai trò của lệnh gọi lại này là chuẩn bị cho bộ điều chỉnh xử lý

(logic) CPU được biểu thị bằng đối tượng struct cpuidle_device nhọn bằng đối số ZZ0000ZZ. Đối tượng struct cpuidle_driver nhọn tới đối số ZZ0001ZZ đại diện cho trình điều khiển ZZ0002ZZ sẽ được sử dụng với CPU đó (trong số những thứ khác, nó phải chứa danh sách Các đối tượng struct cpuidle_state đại diện cho trạng thái nhàn rỗi mà bộ xử lý đang giữ CPU đã cho có thể được yêu cầu nhập).

Nó có thể thất bại, trong trường hợp đó dự kiến sẽ trả về lỗi âm

mã và điều đó làm cho kernel chạy cấu trúc cụ thể mã mặc định cho các CPU nhàn rỗi trên CPU được đề cập thay vì ZZ0000ZZ cho đến khi lệnh gọi lại bộ điều chỉnh ZZ0001ZZ được gọi cho CPU đó một lần nữa.

ZZ0000ZZ

khoảng trống (*disable) (struct cpuidle_driver *drv, struct cpuidle_device *dev);

Được kêu gọi yêu cầu thống đốc ngừng xử lý CPU (hợp lý) được đại diện

bởi đối tượng struct cpuidle_device được trỏ bởi ZZ0000ZZ lý lẽ.

Dự kiến ​​sẽ đảo ngược mọi thay đổi được thực hiện bởi ZZ0000ZZ

gọi lại khi nó được gọi lần cuối cho CPU mục tiêu, giải phóng tất cả bộ nhớ được phân bổ bởi cuộc gọi lại đó, v.v.

ZZ0000ZZ

int (*select) (struct cpuidle_driver *drv, struct cpuidle_device *dev,

bool *stop_tick);

Được gọi để chọn trạng thái rảnh cho bộ xử lý đang giữ (logic)

CPU được đại diện bởi đối tượng struct cpuidle_device được trỏ tới bởi Đối số ZZ0000ZZ.

Danh sách các trạng thái rảnh rỗi cần xem xét được biểu thị bằng

Mảng ZZ0000ZZ của các đối tượng struct cpuidle_state được giữ bởi đối tượng struct cpuidle_driver được trỏ đến bởi đối số ZZ0001ZZ (mà đại diện cho trình điều khiển ZZ0002ZZ sẽ được sử dụng cùng với CPU). các giá trị được trả về bởi lệnh gọi lại này được hiểu là một chỉ mục trong đó mảng (trừ khi đó là mã lỗi âm).

Đối số ZZ0000ZZ được sử dụng để cho biết có nên dừng hay không

đánh dấu bộ lập lịch trước khi yêu cầu bộ xử lý nhập dữ liệu đã chọn trạng thái nhàn rỗi. Khi biến ZZ0001ZZ được nó trỏ đến (được đặt tới ZZ0002ZZ trước khi gọi lại lệnh gọi lại này) được xóa thành ZZ0003ZZ, bộ xử lý sẽ được yêu cầu chuyển sang trạng thái không hoạt động đã chọn mà không dừng đánh dấu bộ lập lịch trên CPU đã cho (nếu đánh dấu đã được đã dừng trên CPU đó rồi, tuy nhiên, nó sẽ không được khởi động lại trước đó yêu cầu bộ xử lý chuyển sang trạng thái không hoạt động).

Lệnh gọi lại này là bắt buộc (tức là con trỏ gọi lại ZZ0000ZZ

trong struct cpuidle_governor không được là ZZ0001ZZ để đăng ký của thống đốc để thành công).

ZZ0000ZZ

khoảng trống (*reflect) (struct cpuidle_device *dev, chỉ mục int);

Được kêu gọi để cho phép thống đốc đánh giá tính chính xác của trạng thái nhàn rỗi

lựa chọn được thực hiện bởi lệnh gọi lại ZZ0000ZZ (khi nó được gọi lần cuối time) và có thể sử dụng kết quả đó để cải thiện độ chính xác của lựa chọn trạng thái nhàn rỗi trong tương lai.

Ngoài ra, bộ điều tốc ZZ0002ZZ được yêu cầu quản lý năng lượng hạn chế về chất lượng dịch vụ (PM QoS) đối với độ trễ đánh thức bộ xử lý thành tài khoản khi chọn trạng thái nhàn rỗi. Để có được hiệu quả hiện tại Giới hạn độ trễ đánh thức PM QoS cho CPU nhất định, bộ điều chỉnh ZZ0003ZZ là dự kiến sẽ chuyển số CPU cho ZZ0000ZZ. Sau đó, ZZ0004ZZ của thống đốc gọi lại không được trả về chỉ mục của trạng thái indle có Giá trị ZZ0001ZZ lớn hơn số được trả về chức năng.

Trình điều khiển quản lý thời gian nhàn rỗi CPU

Trình điều khiển quản lý thời gian nhàn rỗi CPU (ZZ0000ZZ) cung cấp giao diện giữa các bộ phận khác của ZZ0001ZZ và phần cứng.

Trước hết, trình điều khiển ZZ0001ZZ phải điền vào mảng ZZ0000ZZ của các đối tượng struct cpuidle_state có trong đối tượng struct cpuidle_driver đại diện cho nó. Trong tương lai mảng này sẽ đại diện cho danh sách có sẵn trạng thái nhàn rỗi rằng phần cứng bộ xử lý có thể được yêu cầu nhập vào được chia sẻ bởi tất cả các CPU logic được xử lý bởi trình điều khiển nhất định.

Các mục trong mảng ZZ0000ZZ dự kiến sẽ được sắp xếp theo giá trị của trường ZZ0001ZZ trong cấu trúc cpuidle_state trong thứ tự tăng dần (nghĩa là chỉ số 0 phải tương ứng với trạng thái không hoạt động với giá trị tối thiểu của ZZ0002ZZ). [Kể từ khi Giá trị ZZ0003ZZ được kỳ vọng sẽ phản ánh “độ sâu” của trạng thái nhàn rỗi được biểu thị bằng đối tượng struct cpuidle_state đang giữ nó, trạng thái này thứ tự sắp xếp phải giống với thứ tự sắp xếp tăng dần theo thời gian rảnh trạng thái “độ sâu”.]

Ba trường trong struct cpuidle_state được ZZ0000ZZ hiện có sử dụng bộ điều chỉnh cho các tính toán liên quan đến việc lựa chọn trạng thái nhàn rỗi:

ZZ0000ZZ

Thời gian tối thiểu để ở trạng thái nhàn rỗi này bao gồm cả thời gian cần thiết để nhập nó (có thể là đáng kể) để tiết kiệm nhiều năng lượng hơn mức có thể được cứu bằng cách ở trong trạng thái nhàn rỗi nông hơn trong cùng một lượng thời gian thời gian, tính bằng micro giây.

ZZ0000ZZ

Thời gian tối đa để CPU yêu cầu bộ xử lý chuyển sang trạng thái rảnh này trạng thái bắt đầu thực hiện lệnh đầu tiên sau khi thức dậy từ lệnh đó, tính bằng micro giây.

ZZ0000ZZ

Cờ đại diện cho các thuộc tính trạng thái nhàn rỗi. Hiện nay các thống đốc chỉ sử dụng cờ ZZ0001ZZ được đặt nếu đối tượng đã cho không đại diện cho trạng thái nhàn rỗi thực sự mà là giao diện của phần mềm “vòng lặp” có thể được sử dụng để tránh yêu cầu bộ xử lý nhập bất kỳ trạng thái nhàn rỗi nào cả. [Có những cờ khác được ZZ0002ZZ sử dụng cốt lõi trong những tình huống đặc biệt.]

Con trỏ gọi lại ZZ0000ZZ trong cấu trúc cpuidle_state, không được phép là ZZ0001ZZ, trỏ đến thủ tục cần thực thi để yêu cầu bộ xử lý nhập trạng thái nhàn rỗi cụ thể này:

khoảng trống (*enter) (struct cpuidle_device *dev, struct cpuidle_driver *drv,

chỉ số int);

Hai đối số đầu tiên của nó trỏ đến đối tượng struct cpuidle_device đại diện cho CPU logic đang chạy lệnh gọi lại này và Đối tượng struct cpuidle_driver tương ứng đại diện cho chính trình điều khiển, và cái cuối cùng là chỉ mục của mục struct cpuidle_state trong trình điều khiển Mảng ZZ0000ZZ biểu thị trạng thái không hoạt động để yêu cầu bộ xử lý đi vào.

Lệnh gọi lại ZZ0000ZZ tương tự trong struct cpuidle_state được sử dụng chỉ để triển khai tính năng quản lý năng lượng trên toàn hệ thống từ trạng thái tạm dừng đến không hoạt động. Sự khác biệt giữa in và ZZ0001ZZ là nó không được kích hoạt lại ngắt tại bất kỳ thời điểm nào (thậm chí tạm thời) hoặc cố gắng thay đổi trạng thái của thiết bị sự kiện đồng hồ, đôi khi lệnh gọi lại ZZ0002ZZ có thể thực hiện.

Khi mảng ZZ0000ZZ đã được điền, số lượng hợp lệ các mục trong đó phải được lưu trữ trong trường ZZ0001ZZ của đối tượng struct cpuidle_driver đại diện cho trình điều khiển. Hơn nữa, nếu có các mục trong mảng ZZ0002ZZ biểu thị trạng thái nhàn rỗi “được ghép nối” (đó là trạng thái nhàn rỗi chỉ có thể được yêu cầu nếu có nhiều CPU logic liên quan nhàn rỗi), trường ZZ0003ZZ trong struct cpuidle_driver cần là chỉ số của trạng thái rảnh không được “kết hợp” (nghĩa là trạng thái có thể được yêu cầu nếu chỉ có một CPU logic không hoạt động).

Ngoài ra, nếu trình điều khiển ZZ0001ZZ đã cho chỉ xử lý một tập hợp con của các CPU logic trong hệ thống, trường ZZ0000ZZ trong Đối tượng struct cpuidle_driver phải trỏ tới tập hợp (mặt nạ) CPU sẽ được được nó xử lý.

Trình điều khiển ZZ0003ZZ chỉ có thể được sử dụng sau khi đã được đăng ký. Nếu có không có mục nhập trạng thái nhàn rỗi “được ghép nối” nào trong mảng ZZ0000ZZ của trình điều khiển, điều đó có thể được thực hiện bằng cách truyền đối tượng struct cpuidle_driver của trình điều khiển tới ZZ0001ZZ. Nếu không thì ZZ0002ZZ nên được sử dụng cho mục đích này.

Tuy nhiên, cũng cần phải đăng ký các đối tượng struct cpuidle_device cho tất cả các CPU logic được xử lý bởi trình điều khiển ZZ0005ZZ nhất định với trợ giúp của ZZ0000ZZ sau khi đã đăng ký driver và ZZ0001ZZ, không giống như ZZ0002ZZ, không làm điều đó một cách tự động. Vì lý do này, các trình điều khiển sử dụng ZZ0003ZZ tự đăng ký cũng phải cẩn thận đăng ký các đối tượng struct cpuidle_device khi cần thiết, vì vậy nói chung là khuyến nghị sử dụng ZZ0004ZZ cho trình điều khiển ZZ0006ZZ đăng ký trong mọi trường hợp.

Việc đăng ký đối tượng struct cpuidle_device gây ra ZZ0000ZZ Giao diện ZZ0001ZZ sẽ được tạo và lệnh gọi lại ZZ0002ZZ của thống đốc tới được gọi cho CPU logic được đại diện bởi nó, vì vậy nó phải diễn ra sau đăng ký trình điều khiển sẽ xử lý CPU được đề cập.

Trình điều khiển ZZ0003ZZ và các đối tượng struct cpuidle_device có thể bị hủy đăng ký khi chúng không còn cần thiết nữa, điều này cho phép một số tài nguyên được liên kết với chúng sẽ được thả ra. Do sự phụ thuộc giữa chúng, tất cả struct cpuidle_device đối tượng đại diện cho CPU được xử lý bởi cái đã cho Trình điều khiển ZZ0004ZZ phải chưa được đăng ký, với sự trợ giúp của ZZ0000ZZ, trước khi gọi ZZ0001ZZ để hủy đăng ký trình điều khiển. Ngoài ra, ZZ0002ZZ có thể được gọi để hủy đăng ký trình điều khiển ZZ0005ZZ cùng với tất cả các đối tượng struct cpuidle_device đại diện cho CPU được xử lý bởi nó.

Trình điều khiển ZZ0005ZZ có thể đáp ứng các thay đổi về cấu hình hệ thống thời gian chạy dẫn đến sửa đổi danh sách trạng thái nhàn rỗi của bộ xử lý có sẵn (có thể xảy ra, ví dụ: khi nguồn điện của hệ thống được chuyển từ AC sang pin hoặc ngược lại). Khi được thông báo về sự thay đổi như vậy, trình điều khiển ZZ0006ZZ dự kiến sẽ gọi ZZ0000ZZ để tạm thời tắt ZZ0007ZZ rồi tắt ZZ0001ZZ tất cả các đối tượng struct cpuidle_device đại diện cho CPU bị ảnh hưởng bởi điều đó thay đổi. Tiếp theo, nó có thể cập nhật mảng ZZ0002ZZ theo cấu hình mới của hệ thống, hãy gọi ZZ0003ZZ để biết tất cả các đối tượng struct cpuidle_device có liên quan và gọi ZZ0004ZZ để cho phép ZZ0008ZZ được sử dụng lại.