让系统 idle 时更省电_采用平台相关 idle 函数以降低平均功耗的一个实践

让系统 idle 时更省电_采用平台相关 idle 函数以降低平均功耗的一个实践

作者： 宋立新

Email：zjujoe@yahoo.com

 

从 Linux 内核启动说起。

 

话说某用户按下开机键， bootloader 将内核放入内存，然后跳转到内核首地址。

如果内核为压缩版本 ( zImage) 内核会进行自解压， 然后运行非解压内核(Image)。

 

Image 的代码起点在 (arch/arm/kernel/head.S), 首先会初始化硬件（所做不多，因为很多操作 bootloader 已经完成）， 获取 cpu id, machine id, 设置少量的页表，然后打开 MMU。清空 BSS 后， 会跳转到 C 语言函数 start_kernel

 

 

Start_kernel 调了很多早期初始化函数， 然后会调用 rest_init.

 

Rest_init 函数中， 会创建 init 线程，并调度它， 该线程最终调用用户空间的 init 程序， 进化为一切其他用户程序的祖宗进程。

 

原来的 rest_init 会继续执行，它先通过手工方式，把自己演变成0号进程， 然后调用 cpu_idle 函数， 此函数乃一 while(1){} 循环， 永不退出！

 

这样， 系统启动显示运行0号进程，然后运行 1 号进程， 只有在系统没事可干时， 才会调用 0 号进程， 所以， 0 号进程又叫 idle 进程。

 

那么，idle 进程到底干了些什么呢？

 

简单说， 它就是让 cpu 进入 idle 状态， 直到有事可干， 才调用 schedule 让系统切换出去。

 

Arm 平台下， cpu_idle 会调用 pm_idle 函数指针指向的idle 函数， 缺省的， 它就是：default_idle() 函数， 继而， 该函数会调用 arch_idle, arch_idle 会调用 cpu_do_idle, cpu_do_idle 会被映射到 某 CPU 特有的 idle 函数， 比如: cpu_xsc3_do_idle, 此乃一汇编函数， 其实现与具体 CPU 相关， 比如：

ENTRY(cpu_xsc3_do_idle)

        mov     r0, #1

        mcr     p14, 0, r0, c7, c0, 0           @ go to idle

        mov     pc, lr

这样， Linux 内核尽量的为我们省电, 当然， 它通过函数指针， 留下一个后门，我们可以利用它针对具体的板子做优化。

 

比如， marvell  内核中，就实现了：

 

if(pm_idle != mspm_do_idle) {

       orig_idle = pm_idle;

       pm_idle = mspm_do_idle;

}

 

这样， 在系统 idle 时，就会调用优化过的mspm_do_idle函数， 从而达到省电的目的。

 

mspm_do_idle 会让 CPU 进入 其特有的 d0cs 模式， 该模式通过只使用 32K 低精度时钟而省电。