通用系统互连子系统¶

简介¶

此框架旨在提供一个标准的内核接口来控制 SoC 上互连的设置。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。可以动态控制它以节省功耗或提供最大性能。

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收到的请求在数据路径上设置这些参数。互连总线的示例是芯片组中各个组件或功能块之间的互连。SoC 上可能存在多个互连，它们可以是多层的。

下面是真实世界 SoC 互连总线拓扑的简化图。

+----------------+    +----------------+
| HW Accelerator |--->|      M NoC     |<---------------+
+----------------+    +----------------+                |
                        |      |                    +------------+
 +-----+  +-------------+      V       +------+     |            |
 | DDR |  |                +--------+  | PCIe |     |            |
 +-----+  |                | Slaves |  +------+     |            |
   ^ ^    |                +--------+     |         |   C NoC    |
   | |    V                               V         |            |
+------------------+   +------------------------+   |            |   +-----+
|                  |-->|                        |-->|            |-->| CPU |
|                  |-->|                        |<--|            |   +-----+
|     Mem NoC      |   |         S NoC          |   +------------+
|                  |<--|                        |---------+    |
|                  |<--|                        |<------+ |    |   +--------+
+------------------+   +------------------------+       | |    +-->| Slaves |
  ^  ^    ^    ^          ^                             | |        +--------+
  |  |    |    |          |                             | V
+------+  |  +-----+   +-----+  +---------+   +----------------+   +--------+
| CPUs |  |  | GPU |   | DSP |  | Masters |-->|       P NoC    |-->| Slaves |
+------+  |  +-----+   +-----+  +---------+   +----------------+   +--------+
          |
      +-------+
      | Modem |
      +-------+

术语¶

互连提供程序是互连硬件的软件定义。上图中互连提供程序为 M NoC、S NoC、C NoC、P NoC 和 Mem NoC。

互连节点是互连硬件端口的软件定义。每个互连提供程序由多个互连节点组成，这些节点连接到其他 SoC 组件，包括其他互连提供程序。图中 CPU 连接到内存的点称为互连节点，属于 Mem NoC 互连提供程序。

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。

互连路径是两个端点之间的所有内容，包括为从源节点到达目标节点而必须遍历的所有节点。它可能包括跨多个互连提供程序的多个主从对。

互连消费者是利用提供程序公开的数据路径的实体。消费者向提供程序发送请求，要求各种吞吐量、延迟和优先级。通常，消费者是设备驱动程序，它们根据自身需要发送请求。消费者的一个示例是支持各种格式和图像大小的视频解码器。

互连提供程序¶

互连提供程序是实现初始化和配置互连总线硬件的方法的实体。互连提供程序驱动程序应向互连提供程序核心注册。

struct icc_node_data¶: icc 节点数据

定义:

struct icc_node_data {
    struct icc_node *node;
    u32 tag;
};

成员

节点: icc 节点
标签: 标签

struct icc_onecell_data¶: 单单元互连提供程序的驱动程序数据

定义:

struct icc_onecell_data {
    unsigned int num_nodes;
    struct icc_node *nodes[] ;
};

成员

num_nodes: 此设备中的节点数
节点: 指向此设备中节点的指针数组

struct icc_provider¶: 可能提供多个互连控制的互连提供程序（控制器）实体

定义:

struct icc_provider {
    struct list_head        provider_list;
    struct list_head        nodes;
    int (*set)(struct icc_node *src, struct icc_node *dst);
    int (*aggregate)(struct icc_node *node, u32 tag, u32 avg_bw, u32 peak_bw, u32 *agg_avg, u32 *agg_peak);
    void (*pre_aggregate)(struct icc_node *node);
    int (*get_bw)(struct icc_node *node, u32 *avg, u32 *peak);
    struct icc_node* (*xlate)(const struct of_phandle_args *spec, void *data);
    struct icc_node_data* (*xlate_extended)(const struct of_phandle_args *spec, void *data);
    struct device           *dev;
    int users;
    bool inter_set;
    void *data;
};

成员

provider_list: 已注册互连提供程序的列表
节点: 互连提供程序节点的内部列表
set: 指向设备特定设置操作函数的指针
aggregate: 指向设备特定聚合操作函数的指针
pre_aggregate: 指向在聚合开始之前调用的设备特定函数的指针（可选）
get_bw: 指向设备特定函数以获取当前带宽的指针
xlate: 用于从 phandle 参数映射节点的提供程序特定回调
xlate_extended: 用于从 phandle 参数映射节点数据的供应商特定回调
dev: 此互连提供程序所属的设备
用户: 活动用户数
inter_set: 是否使用 set 配置提供程序间的配对
数据: 指向私有数据的指针

struct icc_node¶: 互连拓扑的一部分的实体

定义:

struct icc_node {
    int id;
    const char              *name;
    struct icc_node         **links;
    size_t num_links;
    struct icc_provider     *provider;
    struct list_head        node_list;
    struct list_head        search_list;
    struct icc_node         *reverse;
    u8 is_traversed:1;
    struct hlist_head       req_list;
    u32 avg_bw;
    u32 peak_bw;
    u32 init_avg;
    u32 init_peak;
    void *data;
};

成员

id: 平台特定的节点 id
name: 在 debugfs 中使用的节点名称
链接: 指向在遍历时可以接下来前往的位置的目标列表
num_links: 与其他互连节点的链接数
提供程序: 指向此节点的互连提供程序
node_list: 父提供程序的“节点”列表中的列表项
search_list: 在遍历节点图时使用的列表
反向: 遍历节点图时指向上一个节点的指针
is_traversed: 在遍历节点图时使用的标志
req_list: 与此节点关联的 QoS 约束请求的列表
avg_bw: 来自所有消费者的平均带宽请求的聚合值
peak_bw: 来自所有消费者的峰值带宽请求的聚合值
init_avg: 在初始化期间从硬件读取的平均带宽值
init_peak: 在初始化期间从硬件读取的峰值带宽值
数据: 指向私有数据的指针

互连消费者¶

互连消费者是使用互连 API 获取端点之间的路径并设置这些互连路径的带宽/延迟/QoS 要求的客户端。这些接口目前没有文档记录。

互连 debugfs 接口¶

与几个其他子系统一样，互连将创建一些文件以用于调试和自省。debugfs 中的文件不被视为 ABI，因此应用程序软件不应依赖于内核版本之间格式细节的更改。

/sys/kernel/debug/interconnect/interconnect_summary:

显示系统中所有互连节点及其聚合带宽请求。在每个节点下缩进显示来自每个设备的带宽请求。

/sys/kernel/debug/interconnect/interconnect_graph:

以 graphviz dot 格式显示互连图。它显示系统中所有互连节点和链接，并将来自同一提供程序的节点分组为子图。该格式是人类可读的，也可以通过点管道生成许多图形格式的图表

$ cat /sys/kernel/debug/interconnect/interconnect_graph | \
        dot -Tsvg > interconnect_graph.svg

test-client 目录提供了向任何任意路径发出 BW 请求的接口。请注意，出于安全原因，此功能默认情况下禁用，没有 Kconfig 来启用它。启用它需要修改 #define INTERCONNECT_ALLOW_WRITE_DEBUGFS 的代码。用法示例

cd /sys/kernel/debug/interconnect/test-client/

# Configure node endpoints for the path from CPU to DDR on
# qcom/sm8550.
echo chm_apps > src_node
echo ebi > dst_node

# Get path between src_node and dst_node. This is only
# necessary after updating the node endpoints.
echo 1 > get

# Set desired BW to 1GBps avg and 2GBps peak.
echo 1000000 > avg_bw
echo 2000000 > peak_bw

# Vote for avg_bw and peak_bw on the latest path from "get".
# Voting for multiple paths is possible by repeating this
# process for different nodes endpoints.
echo 1 > commit

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