zhifei · 2019年12月14日

基于Armv8服务器的ACPI

ACPI已经可以被Armv8通用服务器使用和支持,并且ACPI遵循Arm所制定的两个服务器标准:

  • SBSA - Server Base System Architecture
  • SBBR - Server Base Boot Requirements

Armv8 Linux内核代码实现了基于ACPI v5.1及其后续版本的一个简化硬件模型。关于ACPI的具体规范和相关文档,可以参考:

如果一个给定的Armv8系统没有遵循SBSA和SBBR的要求,或者不能用ACPI规范的要求来进行描述,则 ACPI 可能不适用于该系统。

SBSA和SBBR设定了关于如何建造符合工业界标准的Armv8服务器的要求,并且也可支持多个操作系统类型。

那么为什么需要在Arm生态上支持ACPI呢?
毕竟在Linux内核里,已经存在有多种技术可以描述不可枚举的硬件设备。归结起来,主要有如下几个要点:

  • ACPI的字节码(AML)支持平台进行硬件行为编码,而设备树(Device Tree,DT)不能显式支持此特性。对于硬件设备商,支持硬件行为编码是一个使能操作系统支持新硬件设备的关键属性。
  • ACPI的操作系统电源管理模块定义了一个功耗管理模型。该模型在限制了硬件平台针对特定模型能做什么的同时,仍然提供了硬件设计上的灵活性。
  • 在企业级服务器环境下,ACPI已经建立了一套目前已经在生产环境中所使用的绑定规则(比如Reliability, Availability, Serviceability, RAS),而DT则没有。DT在某种方面确实也能定义类似的规则,但是坚持使用这种修改后的DT将意味着Arm和x86在固件和内核方面完全走了分裂的代码路径。
  • 选择单个接口来描述硬件平台和操作系统之间的抽象层非常重要。如果要支持多个操作系统,硬件设备商可以不必同时支持DT和ACPI。而且,一个统一的接口,而不是每个操作系统都具有一个分裂的碎片化的接口,将提供更好的互操作性。
  • 新的ACPI管理流程目前运行良好,Linux已经和硬件设备商、其他操作系统供应商处在同一个讨论桌前。目前,ACPI不再意味着只是Windows操作系统专有,Linux也不再是在ACPI领域从属于微软。现在通过UEFI论坛来进行ACPI管理。这种管理方式的变化,已经显著开放了ACPI规范的开发流程,当前相当大的 ACPI改动都正在被Linux所驱动。

使用ACPI的关键是支持模型。对于通用服务器,硬件行为的责任不能仅仅只是归属于内核的领地,而必须被区分为硬件平台和内核两部分,从而可以支持长时间的有序变化。过去操作系统需要理解硬件的所有细节,ACPI则解放了操作系统。操作系统不必为了每个硬件设备每次单独进行移植。这将允许硬件设备商不再依赖其无法控制的操作系统发布周期,同时也能承担设备功耗管理的责任。

因为硬件和操作系统供应商已经形成了ACPI这种可以支持通用计算生态系统的机制,从而其变得重要。ACPI基础技术设施已经就位,绑定规则也已就位,管理流程也已就位。反观DT, DT确实做到了Linux需要它与所有垂直整合硬件设备的事情,但是却没有能支持服务器供应商所需的良好流程。Linux也许可以通过DT实现该目标,但是这样做真的只是在重复发明轮子。ACPI已经满足了硬件设备商所需,微软也不会在DT方面进行合作。如果使用DT, 硬件设备商也不得不继续提供两套不同的固件接口,一套针对Linux,一套针对Windows。

ACPI和DT的关系

  • 在Armv8内核中,驱动程序和内核子系统对于ACPI的支持永远不能和DT的支持在编译时互斥。
  • 在启动阶段,内核将只能使用一种硬件描述方法。该方法依赖于bootloader所传递的参数。
  • 无论是DT或者ACPI被使用,内核必须要一直能基于任一机制正常启动。
推荐阅读
关注数
9
文章数
8
目录
极术微信服务号
关注极术微信号
实时接收点赞提醒和评论通知
安谋科技学堂公众号
关注安谋科技学堂
实时获取安谋科技及 Arm 教学资源
安谋科技招聘公众号
关注安谋科技招聘
实时获取安谋科技中国职位信息