RISC-V 开发板关机流程浅析

HiFive Unmatched 是一款基于 RISC-V 处理器的 PC 形态开发板，此开发板开创了 RISC-V Linux 开发的新时代。它拥有一个名为 SiFive FU740 SoC 的 SiFive 处理器，一个 5 核处理器，由四个 SiFive U74 核和一个 SiFive S7 核构成，具有足够的性能来支撑图形桌面的运行。

2021 年 12 月 29 日，在优麒麟社区和海河实验室研发团队的共同努力下，发布了优麒麟社区首个支持 RISC-V 架构的 20.04 Pro 版本操作系统，此版本系统针对 HiFive Unmatched 进行了深度适配，其中系统无法关机的问题，在研发团队的努力下取得了突破，实现了通过系统关机断电的功能。

1、Hifive Unmatched 开发板硬件支持

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PMIC 是 power management IC 的缩写，中文是电源管理集成电路，主要特点是高集成度，将传统的多路输出电源封装在一颗芯片内，使得多电源应用场景效率更高，体积更小。此开发板使用 DA9063 芯片作为其 PMIC ，实现电源管理模块。

Hifive Unmatched 开发板硬件关机共支持两种方式，一种是由 CPU 相关功能引脚直接外接开/关机按键，通过按键使对应引脚产生高低电平变化实现关机，用户可以通过按键操作直接关机。另一种是通过开发板硬件电源管理模块(即上述 DA9063 )外接开/关机按键实现开/关机功能。

2、优麒麟系统关机流程软件实现

在 Linux Kernel 中，主流的 shutdown 和 restart 都是通过“reboot”系统调用（具体可参考 kernel/sys.c ）来实现的，关机也是一种特殊的 restart 过程，所以，内核根据不同的表现方式，将 reboot 分为如下的几种方式：

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本篇文章主要讲解关机流程，即其中的 POWER_OFF ，执行该动作后，系统会停止操作系统，并去除所有供电。在优麒麟中可以通过 poweroff 命令，发起如下流程：

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用户空间程序通过 reboot 系统调用，进入内核空间。具体实现是在内核目录的 kernel/reboot.c 中的下图函数中：

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其中针对 cmd 有多个 case，poweroff 等关机命令实际调用的是：

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内核空间提供了 kernel_restart 处理函数，响应用户空间的 reboot 请求。其处理流程主要包括：

●  向关心 reboot 过程的进程发送 Notify 事件；

●  调用 drivers 核心模块提供的接口，关闭所有的外部设备；

●  调用 drivers syscore 模块提供的接口，关闭 system core；

●  调用 Architecture 相关的处理函数，进行后续的处理；

●  紧接着执行了 machine_power_off 函数。

我们在 machine_power_off 函数中可以看到，如果 pm_power_off 这个函数指针不为空，那么系统就会通过调用这个函数进行关机。

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实际上 pm_power_off 函数指向了 gpio-poweroff.c 中的 gpio_poweroff_do_poweroff 函数，在此函数中去实际操作 GPIO 。

整个关机流程会依次进行如下调用：

-->kernel_power_off()-->kernel_shutdown_prepare-->migrate_to_reboot_cpu-->syscore_shutdown-->machine_power_off  // 该函数根据具体平台而定，riscv 平台在 arch/riscv/kernel/reset.c 文件中

Hifive Unmatched 开发板中的 SiFive FU740 芯片将 GPIO2 口用作关机使用，我们只需要给 GPIO2 发送低电平脉冲即可实现关机，具体流程如下：

首先要更改内核源码中对应开发板的设备树文件，在内核源码中的 /arch/riscv/boot/dts/sifive/hifive-unmatched-a00.dts 文件，向其中增加关机设备节点：

gpio-poweroff {    compatible = "gpio-poweroff";    gpios = ;}

其次，需要在内核中相应的驱动代码中将设备树节点与驱动匹配。

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将设备节点与驱动相匹配后，当用户发起关机请求，经过上述关机流程，最后控制硬件完成关机断电的操作。

以上即为 Hifive Unmatched 开发板的整体关机流程，感兴趣的小伙伴，赶紧到优麒麟官网下载体验吧。