arm汇编指令WFI和WFE

1. 前言

很早以前就知道有WFI和WFE这两个指令存在，但一直似懂非懂。最近准备研究CPU idle framework，由于WFI是让CPU进入idle状态的一种方法，就下决心把它们弄清楚。

WFI(Wait for interrupt)和WFE(Wait for event)是两个让ARM核进入low-power standby模式的指令，由ARM architecture定义，由ARM core实现。听着挺简单，但怎么会有两个指令？它们的区别是什么？使用场景是什么？深究起来，还挺有意思，例如：能想象WFE和spinlock的关系吗？

2. WFI和WFE

1）共同点

WFI和WFE的功能非常类似，以ARMv8-A为例（参考DDI0487A_d_armv8_arm.pdf的描述），主要是“将ARMv8-A PE(Processing Element, 处理单元)设置为low-power standby state”。

需要说明的是，ARM architecture并没有规定“low-power standby state”的具体形式，因而可以由ARM core自行发挥，根据ARM的建议，一般可以实现为standby（关闭clock、保持供电）、dormant、shutdown等等。但有个原则，不能造成内存一致性的问题。以 Cortex-A57 ARM core为例，它把WFI和WFE实现为“put the core in a low-power state by disabling the clocks in the core while keeping the core powered up”，即我们通常所说的standby模式，保持供电，关闭clock。

2）不同点

那它们的区别体现在哪呢？主要体现进入和退出的方式上。

对WFI来说，执行WFI指令后，ARM core会立即进入low-power standby state，直到有WFI Wakeup events发生。

而WFE则稍微不同，执行WFE指令后，根据Event Register（一个单bit的寄存器，每个PE一个）的状态，有两种情况：如果Event Register为1，该指令会把它清零，然后执行完成（不会standby）；如果Event Register为0，和WFI类似，进入low-power standby state，直到有WFE Wakeup events发生。

WFI wakeup event和WFE wakeup event可以分别让Core从WFI和WFE状态唤醒，这两类Event大部分相同，如任何的IRQ中断、FIQ中断等等，一些细微的差别，可以参考“DDI0487A_d_armv8_arm.pdf“的描述。而最大的不同是，WFE可以被任何PE上执行的SEV指令唤醒。

所谓的SEV指令，就是一个用来改变Event Register的指令，有两个：SEV会修改所有PE上的寄存器；SEVL，只修改本PE的寄存器值。下面让我们看看WFE这种特殊设计的使用场景。

3. 使用场景

1）WFI

WFI一般用于cpuidle。

2）WFE

WFE的一个典型使用场景，是用在spinlock中（可参考arch_spin_lock，对arm64来说，位于arm64/include/asm/spinlock.h中）。spinlock的功能，是在不同CPU core之间，保护共享资源。使用WFE的流程是：

a）资源空闲

b）Core1访问资源，acquire lock，获得资源

c）Core2访问资源，此时资源不空闲，执行WFE指令，让core进入low-power state

d）Core1释放资源，release lock，释放资源，同时执行SEV指令，唤醒Core2

e）Core2获得资源

以往的spinlock，在获得不到资源时，让Core进入busy loop，而通过插入WFE指令，可以节省功耗，也算是因祸（损失了性能）得福（降低了功耗）吧。

arm汇编指令WFI和WFE相关推荐

arm 待机指令 WFI和WFE
百度百科上对于待机的解释: 待机是将当前处于运行状态的数据保存在内存中,机器只对内存供电,而硬盘.屏幕和CPU等部件则停止供电.由于数据存储在速度快的内存中,因此进入等待状态和唤醒的速度比较快. 对于 ...
arm汇编指令详细整理及实例详解
目录一.简介二.ARM 汇编指令说明 2.1 32位数据操作指令 2.2 32位存储器数据传送指令 2.3 32位转移指令 2.4 其它32位指令三.实例讲解 3.1 MRS 3.2 MSR 3 ...
ARM汇编指令调试方法
学习ARM汇编时,少不了对ARM汇编指令的调试.作为支持多语言的调试器,gdb自然是较好的选择.调试器工作时,一般通过修改代码段的内容构造trap软中断指令,实现程序的暂停和程序执行状态的监控.为了在 ...
ida pro 反汇编 Android so 库后修改 arm 汇编指令的方法总结
1 前言最近博主在学习Android逆向的时候,参照吾爱破解论坛的<教我兄弟学Android逆向系列课程>学习的时候,学到第8章<教我兄弟学Android逆向08 IDA爆破签名验 ...
1.15.ARM汇编指令3之逻辑指令
ARM汇编指令之逻辑指令:and & orr & eor & bic * and 逻辑与操作指令,将operand2的值与寄存器Rn的值按位逻辑与操作,结果保存到Rd中. 指令 ...
arm汇编指令——分析问题的利器
文章目录 arm汇编指令为什么重要 1. 主导问题 2. arm汇编指令分类介绍通用寄存器状态寄存器数据转移指令寻址格式运算指令比较指令跳转指令 3. 反汇编接口 4. 反汇编分析举例 ...
ARM汇编指令学习---基于启动文件startup.S分析
本文主要是基于启动文件startup.s对ARM汇编指令进行学习分析. 以 . 开头一般是伪汇编/操作指令,形如: .section伪操作来定义一个段,形如: .section .testsectio ...
ARM 汇编指令 MOV32用法
前言移植基于ARM平台的RTOS时,需要掌握一些基本的汇编指令,只有熟悉了这些ARM 的汇编指令,才能真正的掌握RTOS的移植方法 MOV32 指令,字面意思是 MOVE 一个 32位值的意思,具 ...
嵌入式工程师到底要不要学习ARM汇编指令？arm学习文章汇总
嵌入式工程师到底要不要学习ARM汇编指令? 网上搜索这个问题,答案很多,大部分的建议是不要学汇编,只要学C语言. 而一口君作为一个十几年经验的驱动工程师,个人认为,汇编语言还是需要掌握的,想要搞精.搞 ...

arm汇编指令WFI和WFE

arm汇编指令WFI和WFE相关推荐

最新文章

热门文章