Linux互连子系统

作者阿里云代理 文章分类 分类:linux图文教程 阅读次数 已被围观 712

该框架旨在提供标准内核接口来控制 SoC 上的互连设置。这些设置可以是多个互连设备或功能块之间的吞吐量、延迟和优先级。这可以动态控制以节省功率或提供最大性能

互连总线是具有可配置参数的硬件,可以根据从各种驱动程序接收到的请求在数据路径上设置这些参数。互连总线的一个例子是芯片组中各种组件或功能块之间的互连。一个 SoC 上可以有多个互连,这些互连可以是多层的。

下面是 SoC 互连总线拓扑的简化图。

SoC 互连总线拓扑的简化图

互连子系统的设计

互连子系统用以下几个概念抽象硬件的实现。

Interconnect provider

以软件的方式定义互连硬件模块,比如上图中的 M NoC、S NoC、C NoC、P NoC 和 Mem NoC。

struct icc_provider {         //注册互连供应商名单         struct list_head        provider_list;         //互连供应商节点的内部列表         struct list_head        nodes;         //指向设备特定设置操作函数的指针         int (*set)(struct icc_node *src, struct icc_node *dst);
        //指向设备特定聚合操作函数的指针         int (*aggregate)(struct icc_node *node, u32 tag, u32 avg_bw,
                         u32 peak_bw, u32 *agg_avg, u32 *agg_peak);
        //指向在聚合开始之前调用的特定于设备的函数的指针         void (*pre_aggregate)(struct icc_node *node);
        //指向设备特定函数的指针以获取当前带宽         int (*get_bw)(struct icc_node *node, u32 *avg, u32 *peak);
        //用于从 phandle 参数映射节点的特定于提供程序的回调         struct icc_node* (*xlate)(struct of_phandle_args *specvoid *data);         //用于从 phandle 参数映射节点数据的供应商特定回调         struct icc_node_data* (*xlate_extended)(struct of_phandle_args *specvoid *data);         //此互连提供程序所属的设备         struct device           *dev;         //活跃用户数         int                     users;
        //是否将使用set配置提供商间对         bool                    inter_set;
        //指向私有数据的指针         void                    *data;
}; 
struct icc_onecell_data {         /此设备中的节点数
        unsigned int num_nodes;
        //指向此设备中节点的指针数组         struct icc_node *nodes[]; }; 

Interconnect provider 提供的相关 API 如下所示:

//#include <linux/interconnect-provider.h> int icc_std_aggregate(struct icc_node *node, u32 tag, u32 avg_bw,
                      u32 peak_bw, u32 *agg_avg, u32 *agg_peak); struct icc_node *icc_node_create(int id); void icc_node_destroy(int id); int icc_link_create(struct icc_node *node, const int dst_id); int icc_link_destroy(struct icc_node *src, struct icc_node *dst); void icc_node_add(struct icc_node *node, struct icc_provider *provider); void icc_node_del(struct icc_node *node); int icc_nodes_remove(struct icc_provider *provider); int icc_provider_add(struct icc_provider *provider); int icc_provider_del(struct icc_provider *provider); struct icc_node_data *of_icc_get_from_provider(struct of_phandle_args *spec); void icc_sync_state(struct device *dev); 

Interconnect node

互连节点定义这些互连硬件的端口。比如图中 CPU 连接到内存的点称为互连节点,属于 Mem NoC 模块。

struct icc_node {         //平台特定的节点 ID         int                     id;
        //debugfs 中使用的节点名称         const char              *name;
        //指向我们在遍历时下一步可以去哪里的目标列表         struct icc_node         **links;         //到其他互连节点的链接数         size_t                  num_links;

        //指向此节点的互连供应商         struct icc_provider     *provider;         //父提供者的“节点”列表中的列表条目         struct list_head        node_list;         //遍历节点图时使用的列表         struct list_head        search_list;         //遍历节点图时指向前一个节点的指针         struct icc_node         *reverse;         //遍历节点图时使用的标志         u8                      is_traversed:1;
        //与此节点关联的 QoS 约束请求列表         struct hlist_head       req_list;         //来自所有消费者的平均带宽请求的总和         u32                     avg_bw;
        //来自所有消费者的峰值带宽请求的总和         u32                     peak_bw;
        //在初始化期间从硬件读取的平均带宽值         u32                     init_avg;
        //在初始化期间从硬件读取的峰值带宽值         u32                     init_peak;
        //指向私有数据的指针         void                    *data;
}; 

Interconnect endpoints

互连端点是路径的第一个或最后一个元素。每个端点都是一个节点,但并非每个节点都是一个端点。

Interconnect path

互连路径是两个端点之间的一切,包括从源节点到达目标节点必须遍历的所有节点。

struct icc_path {         const char *name;
        size_t num_nodes;
        struct icc_req reqs[]; }; 

Interconnect consumers

向 provider 发送请求,请求各种吞吐量、延迟和优先级。通常是设备驱动程序,根据他们的需要发送请求。

Interconnect consumers 提供的相关 API 如下所示:

//include/linux/interconnect.h struct icc_path *icc_get(struct device *dev, const int src_id,
                         const int dst_id); struct icc_path *of_icc_get(struct device *dev, const char *name); struct icc_path *devm_of_icc_get(struct device *dev, const char *name); struct icc_path *of_icc_get_by_index(struct device *dev, int idx); void icc_put(struct icc_path *path); int icc_enable(struct icc_path *path); int icc_disable(struct icc_path *path); int icc_set_bw(struct icc_path *path, u32 avg_bw, u32 peak_bw); void icc_set_tag(struct icc_path *path, u32 tag); const char *icc_get_name(struct icc_path *path); 

互连子系统的 debugfs 接口

在用户态可以通过 debugfs 的接口去调试互联子系统的信息。

  • /sys/kernel/debug/interconnect/interconnect_graph

  • /sys/kernel/debug/interconnect/interconnect_summary

结果如下所示:debugfs 的接口

 

互连子系统的软件流程

最后我们用一张图总结下互连子系统的软件架构。

互连子系统的软件架构

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