ARM架构中HLT和WFI指令有什么区别？

Question

我希望了解各种C状态，大部分CPU处于C1状态时进入HLT模式，在深度C状态（如c4）时会进入WFI模式。

- Saurabh Sengar

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“C”状态通常由ARM核外的某些东西处理。例如，Exynos ARM电源控制提供了一个示例。许多外设、时钟和电压都被排序以在不同的睡眠状态下最小化功耗。WFI用于CORE在所有睡眠状态下始终处于停止状态（等待中断）。其他SOC外设（将导致唤醒中断）是每种模式的不同的离线配置，超出了ARM核的范围。 - artless noise

Answer 1

HLT用于JTAG，WFI和WFE通常用于常规裸机和用户程序

在ARMv8中，HLT是与调试相关的指令，即GDB用于实现硬件断点/监视点或JTAG使用的指令。

与其他指令一样，它在ARM参考手册中有文档：https://static.docs.arm.com/ddi0487/db/DDI0487D_b_armv8_arm.pdf

我不确定这个具体的指令是做什么的，但手册将其描述为C6.2.84“HLT”：

HLT停机指令。 HLT指令可以生成停机指令调试事件，导致进入调试状态。

第H2章“调试状态”描述了调试状态的含义：

在外部调试中，调试事件允许外部调试器停止PE。 PE然后进入调试状态。

而在更上面，我们看到“外部调试”意味着类似JTAG的调试方法。

因此，除非您正在实现此类调试相关功能，否则不要触摸HLT。

以下是最简单的裸机示例：

• WFI用于在循环中等待中断，可能比原始for循环更节能：https://github.com/cirosantilli/linux-kernel-module-cheat/blob/d6d7f15c912ed6371c8cf15a93f43488d6fc5efb/baremetal/arch/aarch64/timer.c#L116
• WFE用于等待来自另一个核的SEV指令：What does multicore assembly language look like?

相关：arm sleep mode entry and exit differences WFE, WFI

- Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 2

这个问题没有意义。你混淆了来自 ARM 和 x86 系统的术语。 HLT 指令存在于 x86 上；它在 ARM 上不存在。 WFI 是最接近的等效指令，并且同样只存在于 ARM 上。这两个指令在各自的体系结构上执行类似的任务。

C-states 再次是 x86 特定的术语。 ARM CPU 通常具有类似的睡眠状态，但它们通常由单个硬件制造商定义，而不是由 ARM 自身定义。

- user149341

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c states 是一个通用术语，在 ARM 中也使用，请参考 arch/arm/mach-msm/cpuidle.c 文件，并搜索 cstates 或 C-states。 你关于 HLT 指令的说法是正确的，但我仍然没有弄清楚两者之间的区别，因为在 x86 中，HLT 发生在 C1 状态，而在 ARM 中，WFI 发生在更深的状态，我想知道在这两个指令中等待时 CPU 的状态。我认为等待 HLT 必须比 WFI 更耗电，因为它发生在初始 C 状态。 - Saurabh Sengar

吹毛求疵：C状态是由ACPI定义的-更多的是桌面/服务器事物，因此绝大多数ACPI实现都是基于x86的，并且x86使用ACPI术语定义其电源管理功能。您通常不会在移动设备中看到ACPI，但它对于ARMv8服务器肯定正在发生。 - Notlikethat

ARMv8有一个HLT指令：https://developer.arm.com/documentation/100076/0100/a32-t32-instruction-set-reference/a32-and-t32-instructions/hlt - Błażej Michalik