linux cpu hotplug

背景

  • Read the fucking source code!  –By 鲁迅

  • A picture is worth a thousand words. –By 高尔基

说明:

  1. Kernel版本:4.14

  2. ARM64处理器

  3. 使用工具:Source Insight 3.5, Visio

1. 介绍

Linux CPU热插拔,支持在系统启动后,关闭任意一个secondary cpu(在ARM架构中,CPU0为boot cpu,不能被关闭),并在需要时重新打开它。

CPU-hotplug的一个用处是,支持SMP的SuspendResume,这个也是我看CPU-hotplug的原因。

代码路径:include/linux/cpuhotplug.hkernel/cpu.ckernel/smpboot.carch/arm64/kernel/smp.c

2. 数据结构

关键的数据结构有三种,如下图所示:

linux cpu hotplug

  • struct cpuhp_cpu_state:用来存储hotplug的状态;

  • enum cpuhp_state:枚举各种状态,这个会对应到全局数组中的某一项,而该项中会定义回调函数。当然,也可以通过函数接口来设置回调函数。

  • struct cpuhp_step:Hotplug state machine step,主要定义了函数指针,当跳转到某一个状态时会回调。

3. 流程

Linux内核会创建虚拟总线cpu_subsys,每个CPU注册的时候,都会挂载在该总线上,CPU的online和offline的操作,最终会回调到该总线上的函数。通过echo 0 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/onlineecho 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/online来控制CPU的热插拔。

看图吧。

3.1 cpu_up

linux cpu hotplug

  • Kernel会为每个CPU都创建一个hotplug线程,执行teardown/startup回调函数;

  • cpu_up的时候依赖底层的__cpu_up函数的实现;

3.2 cpu_down

  • cpu_down的实际操作还是很复杂的,这种图只画了一部分,涉及到该CPU上的线程park,以及中断migrate,clockevents清除,以及通知上层等,不再深入研究了;

  • cpu_down的时候依赖底层的__cpu_die__cpu_disable函数的实现;

CPU的Hogplug框架,针对是各类CPU,是一个通用的处理模式,涉及的面很宽,后续如果要用到的时候再继续研究。

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