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Linux内核中cpu_ops的实现因架构而已，对于ARM64架构一般通过执行smc指令进入EL3异常，由ATF执行PSCI功能。然后将结果返回给Linux。

这中间涉及到【Linux kernel的cpu_ops、psci_ops】、【SMC/HVC】、【PSCI】、【ATF的PSCI】相关等等。

1. PSCI规格

目前PSCI最新规格为v1.1，这里以v1.0为参考：《POWER STATE COORDINATION INTERFACE (PSCI) System Software on ARM? Systems》。

 PSCI》

3. Linux PSCI实现

PSCI主要负责CPU低功耗、热插拔功能，对接cpu_ops实现一系列函数。

在dt中配置psci属性，以及在

3.1 psci dts配置

 psci相关配置在dts中定义：

    psci {
        compatible = "arm,psci-0.2";
        method = "smc";
    };

说明使用的驱动是psci v0.2标准的接口。

3.2 psci驱动初始化

对psci初始化在setup_arch()中调用，psci_dt_init()从dt中解析出psci版本以及实现psci调用的方式(smc)。

psci_dt_init();
    else
        psci_acpi_init();
...
}


psci_0_2_init()。
    return init_fn(np);
}

static const struct of_device_id psci_of_match[] __initconst = {
    { .compatible = "arm,psci",    .data = psci_0_1_init},
    { .compatible = "arm,psci-0.2",    .data = psci_0_2_init},
    { .compatible = "arm,psci-1.0",    .data = psci_0_2_init},
    {},
};

 get_set_conduit_method(np);--------------------------------------从dt中解析出psci的method，这里为smc，表示psci功能通过smc(Secure Monitor Call：->EL3调用)实现。其他方式还有svc(Supervisor call：->EL1调用)和hvc(Hypervisor call：->EL2调用)。

    if (err)
        goto out_put_node;
    /*
     * Starting with v0.2, the PSCI specification introduced a call
     * (PSCI_VERSION) that allows probing the firmware version, so
     * that PSCI function IDs and version specific initialization
     * can be carried out according to the specific version reported
     * by firmware
     */
    err = psci_probe();

out_put_node:
    of_node_put(np);
    return err;
}

psci_0_2_set_functions();------------------------------------------------------将linux中使用的psci_ops、arm_pm_off、pm_power_off对齐到具体PSCI的SMC功能id。

    psci_init_migrate();

    if (PSCI_VERSION_MAJOR(ver) >= 1) {--------------------------------------------对于>=v1.0版本psci，特殊处理suspend。
        psci_init_smccc();
        psci_init_cpu_suspend();
        psci_init_system_suspend();
    }

    return 0;
}

3.2.1 PSCI功能实现中转通道：SMC或HVC

kernel实现SMC调用的两种方式：SMC和HVC。get_set_conduit_method()的核心是根据dt中的method字段，选择合适的invoke_psci_fn函数。

enum psci_conduit {
    PSCI_CONDUIT_NONE,
    PSCI_CONDUIT_SMC,
    PSCI_CONDUIT_HVC,
};

 __invoke_psci_fn_hvc;
        break;
    case PSCI_CONDUIT_SMC:
        invoke_psci_fn = __invoke_psci_fn_smc;
        break;
    default:
        WARN(1, "Unexpected PSCI conduit %d\n", conduit);
    }

    psci_ops.conduit = conduit;
}

arm_smccc_hvc(function_id, arg0, arg1, arg2, 0, 0, 0, 0, &res);
    return res.a0;
}

arm_smccc_smc(function_id, arg0, arg1, arg2, 0, 0, 0, 0, &res);
    return res.a0;
}


SMCCC    smc
ENDPROC(__arm_smccc_smc)

/*
 * void arm_smccc_hvc(unsigned long a0, unsigned long a1, unsigned long a2,
 *          unsigned long a3, unsigned long a4, unsigned long a5,
 *          unsigned long a6, unsigned long a7, struct arm_smccc_res *res,
 *          struct arm_smccc_quirk *quirk)
 */
SMCCC    hvc
ENDPROC(__arm_smccc_hvc)

3.2.2 psci_ops函数集

struct psci_operations psci_ops是Linux下对应psci功能函数集，另外psci_function_id[]下标为LInux psci功能id，值为具体psci规格功能id，psci_function_id[]进行两者的转换。

struct psci_operations {
    u32 (*get_version)(void);------------------------------------------获取psci固件版本号。
    int (*cpu_suspend)(u32 state, unsigned long entry_point);----------
    int (*cpu_off)(u32 state);
    int (*cpu_on)(unsigned long cpuid, unsigned long entry_point);
    int (*migrate)(unsigned long cpuid);
    int (*affinity_info)(unsigned long target_affinity,
            unsigned long lowest_affinity_level);
    int (*migrate_info_type)(void);
    enum psci_conduit conduit;
    enum smccc_version smccc_version;
};

struct psci_operations psci_ops = {
    .conduit = PSCI_CONDUIT_NONE,
    .smccc_version = SMCCC_VERSION_1_0,
};

enum psci_function {
    PSCI_FN_CPU_SUSPEND,
    PSCI_FN_CPU_ON,
    PSCI_FN_CPU_OFF,
    PSCI_FN_MIGRATE,
    PSCI_FN_MAX,
};

static u32 psci_function_id[PSCI_FN_MAX];

psci_0_2_setfunction()主要设置了psci_ops函数集，以及arm_pm_restart和pm_power_off。

 psci_get_version;

    psci_function_id[PSCI_FN_CPU_SUSPEND] =
                    PSCI_FN_NATIVE(0_2, CPU_SUSPEND);
    psci_ops.cpu_suspend = psci_cpu_suspend;

    psci_function_id[PSCI_FN_CPU_OFF] = PSCI_0_2_FN_CPU_OFF;
    psci_ops.cpu_off = psci_cpu_off;

    psci_function_id[PSCI_FN_CPU_ON] = PSCI_FN_NATIVE(0_2, CPU_ON);
    psci_ops.cpu_on = psci_cpu_on;

    psci_function_id[PSCI_FN_MIGRATE] = PSCI_FN_NATIVE(0_2, MIGRATE);
    psci_ops.migrate = psci_migrate;

    psci_ops.affinity_info = psci_affinity_info;

    psci_ops.migrate_info_type = psci_migrate_info_type;

    arm_pm_restart = psci_sys_reset;

    pm_power_off = psci_sys_poweroff;
}

对应psci的PSCI_VERSION功能，返回psci固件版本号。

通过PSCI_VERSION_MAJOR()和PSCI_VERSION_MINOR()解析。

CPU_SUSPEND功能，state是将要进入的低功耗状态，entry_point是从低功耗状态返回后执行入口地址。

entry_point必须是物理地址或者虚拟机的IPA。
第三个参数是Powerdown功耗状态才会使用。


CPU_OFF功能，让关闭调用此功能的核。



CPU_ON功能，给一个核上电。

cpuid为需要上电cpu的id；entry_point是CPU上电后运行入口物理地址或IPA，比如这里为secondary_entry()。如果第一次启动，可以传入context_id参数。


MIGRATE功能，将TOS迁移到指定cpuid上执行。

cpuid将要迁移到cpu的id。


AFFINITY_INFO功能，



MIGRATE_INFO_TYPE功能，获取TOS在多核环境下迁移能力。

0 - TOS运行在一个核上，但是可以迁移到任何违背CPU_OFF的核。
1 - TOS仅运行在一个核上，不支持MIGRATE功能。
2 - TOS不存在或者不需要MIGRATE功能。
NOT_SUPPORTED - 不需要MIGRATE。


SYSTEM_RESET功能，执行系统复位功能。



SYSTEM_OFF功能， 关闭系统。无入参和返回值。



MIGRATE_INFO_UP_CPU获取TOS驻存CPU的mpidr值。
    if (cpuid & ~MPIDR_HWID_BITMASK) {
        pr_warn("MIGRATE_INFO_UP_CPU reported invalid physical ID (0x%lx)\n",
            cpuid);
        return;
    }

    cpu = get_logical_index(cpuid);----------------------------------------------将mpidr值转换成cpu逻辑id，并赋值给resident_cpu。
    resident_cpu = cpu >= 0 ? cpu : -1;

    pr_info("Trusted OS resident on physical CPU 0x%lx\n", cpuid);
}


当需要CPU进行hotplug之前，调用cpu_disable来检查CPU是否支持hotplug。如果需要进行hotplug的cpu是resident_cpu，则返回EPERM错误。


psci_tos_resident_on(cpu))
        return -EPERM;

    return 0;
}

const struct cpu_operations cpu_psci_ops = {
    .name        = "psci",
...
#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
    .cpu_disable    = cpu_psci_cpu_disable,
    .cpu_die    = cpu_psci_cpu_die,
    .cpu_kill    = cpu_psci_cpu_kill,
#endif
};


3.4 v1.0及以上suspend处理


psci_suspend_ops);
}

 psci_system_suspend_enter,
};

psci_system_suspend);
}



 对应psci的SYSTEM_SUSPEND功能，实现suspend到ram功能，类似于进入最深度低功耗的CPU_SUSPEND。
成功则没有返回值，失败则返回NOT_SUPPORTED、INVALID_ADDRESS、ALREADY_ON之一。

psci_0_2_set_functions()中指定了psci_ops函数集，基本通过invoke_psci_fn()发送SMC调用由psci固件在EL3执行。



void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
...
    if (acpi_disabled)
        psci_dt_init();
    else
        psci_acpi_init();

    cpu_read_bootcpu_ops();
...
}

cpu_read_ops(0);
}

 cpu_get_ops(enable_method);
    if (!cpu_ops[cpu]) {
        pr_warn("Unsupported enable-method: %s\n", enable_method);
        return -EOPNOTSUPP;
    }

    return 0;
}

 dt_supported_cpu_ops : acpi_supported_cpu_ops;

    while (*ops) {
        if (!strcmp(name, (*ops)->name))-----------------------------------------------在关闭acpi情况下，根据从dt中读取的字符串匹配到cpu_psci_ops函数集。
            return *ops;

        ops++;
    }

    return NULL;
}

cpu_psci_ops,
    NULL,
};

const struct cpu_operations cpu_psci_ops = {
    .name        = "psci",
#ifdef CONFIG_CPU_IDLE
    .cpu_init_idle    = psci_cpu_init_idle,
    .cpu_suspend    = psci_cpu_suspend_enter,
#endif
    .cpu_init    = cpu_psci_cpu_init,
    .cpu_prepare    = cpu_psci_cpu_prepare,
    .cpu_boot    = cpu_psci_cpu_boot,
#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
    .cpu_disable    = cpu_psci_cpu_disable,
    .cpu_die    = cpu_psci_cpu_die,
    .cpu_kill    = cpu_psci_cpu_kill,
#endif
};




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