CPU idle, suspend와 resume context

CPU_ON, WFI, suspend와 태스크 wakeup의 차이

꺼진 CPU를 새로 시작하는 CPU_ON은 다른 CPU가 secondary_entry의 물리 주소를 넘기는 경로입니다. CPU 상태를 잃는 suspend는 해당 CPU가 저장한 상태를 cpu_resume에서 복구하는 경로입니다. 얕은 WFI 복귀와 스케줄러의 태스크 wakeup도 각각 구분해야 합니다. PSCI의 성공 반환과 Linux online 완료는 같은 사건이 아닙니다.

양쪽 코드를 이어서 읽기

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

CPU가 깊이 잠들면 레지스터와 타이머·주소 변환 설정 일부가 사라질 수 있습니다. arm64의 PSCI/저장 경로, x86의 ACPI 및 플랫폼 상태, RISC-V의 SBI와 CSR 저장을 같은 것으로 취급할 수 없습니다. 대표로 RISC-V의 제어 레지스터 저장 함수를 읽습니다.

읽을 범위: v6.18.37 · arch/riscv/kernel/suspend.c · suspend_save_csrs 15–42행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

보존과 재초기화

RAM에 저장할 수 있는 상태와 하드웨어·펌웨어가 다시 만들어야 할 상태를 구분합니다.

SSTC

지원되는 환경에서 S-mode가 타이머 비교 레지스터를 직접 다룰 수 있게 하는 확장입니다.

pending과 enable

인터럽트 발생 중임을 나타내는 pending은 외부 장치·펌웨어가 바꿀 수 있습니다. 커널이 저장한 옛 값으로 임의 복원할 대상과 다릅니다.

처음 읽을 때

CPU가 잠들어도 남아 있는 RAM과 사라질 수 있는 레지스터를 나누어 그려 보십시오.

더 깊이 살펴볼 때

RV32에서 64비트 timer 값을 나누어 다루는 이유와 CSR_IP를 저장하지 않는 근거를 검토하십시오.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. 절전 전 상태 읽기

예외 벡터와 인터럽트 허용 상태를 context에 기록합니다.

CPU에서 RAM으로 향하는 화살표는 저장입니다.

2. 선택 기능 저장

SSTC와 MMU가 있으면 timer 비교값과 SATP를 저장합니다.

조건부 화살표는 기능과 빌드 설정에 따른 차이입니다.

3. 복귀 경로에서 사용

별도 복원 함수가 저장값으로 실행 환경을 재구성합니다.

저장 함수 자체가 CPU를 잠들게 하는 것은 아닙니다.

suspend_save_csrs를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.18.37 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

void suspend_save_csrs(struct suspend_context *context)
{
	if (riscv_has_extension_unlikely(RISCV_ISA_EXT_XLINUXENVCFG))
		context->envcfg = csr_read(CSR_ENVCFG);
	context->tvec = csr_read(CSR_TVEC);
	context->ie = csr_read(CSR_IE);

	/*
	 * No need to save/restore IP CSR (i.e. MIP or SIP) because:
	 *
	 * 1. For no-MMU (M-mode) kernel, the bits in MIP are set by
	 *    external devices (such as interrupt controller, timer, etc).
	 * 2. For MMU (S-mode) kernel, the bits in SIP are set by
	 *    M-mode firmware and external devices (such as interrupt
	 *    controller, etc).
	 */

#ifdef CONFIG_MMU
	if (riscv_has_extension_unlikely(RISCV_ISA_EXT_SSTC)) {
		context->stimecmp = csr_read(CSR_STIMECMP);
#if __riscv_xlen < 64
		context->stimecmph = csr_read(CSR_STIMECMPH);
#endif
	}

	context->satp = csr_read(CSR_SATP);
#endif
}

void suspend_save_csrs(struct suspend_context *context)

	if (riscv_has_extension_unlikely(RISCV_ISA_EXT_XLINUXENVCFG))

		context->envcfg = csr_read(CSR_ENVCFG);

	context->tvec = csr_read(CSR_TVEC);

	context->ie = csr_read(CSR_IE);

#ifdef CONFIG_MMU

	if (riscv_has_extension_unlikely(RISCV_ISA_EXT_SSTC)) {

		context->stimecmp = csr_read(CSR_STIMECMP);

#if __riscv_xlen < 64

		context->stimecmph = csr_read(CSR_STIMECMPH);

#endif

	context->satp = csr_read(CSR_SATP);

#endif

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.18.37 · arch/riscv/kernel/suspend.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고