Toetatakse vanade ARM protsessorite toetamise lõpetamist Linuxi tuumas

Arnd Bergmann, kes vastutab SUSE'is tuumapakettide eest, avaldas Linuxi tuuma arendajate postitusloendis plaani eemaldada tuumast ja GCC põhinevast koostamise tööriistast kood vanade ARM CPUde ja nende ABI, käskude kogude ja tuuma võimaluste toetamiseks. Plaan on praegu RFC staadiumis, st avatud aruteluks kogukonnaga. Kui plaan heaks kiidetakse, on soovitatav alustada vanade ARM protsessorite eemaldamist Linuxi tuumas versioonis 6.12, mille väljalaskmist oodatakse detsembris. Esimene kandidaat eemaldamiseks on ARMv4 (ilma ARMv4T eemaldamata), iWMMXt, BE32 ja OABI.

Vanade ARM CPUde toetamise lõpetamine tuumas hõlmab ka nende toe lõpetamist GCC-s — osa eemaldamiseks esitatud CPUdest ei ole enam uutes GCC harudes toetatud, ja mõnda plaanitakse eemaldada tulevastes väljaannetes, mis lihtsustab kompilaatori värskendamist ja uute võimaluste rakendamist. Arhitektuuri toe eemaldamine GCC-st nõuab ka selle toe eemaldamist tuumas, kui GCC minimaalne toetatav versioon tõuseb (praegu on tuuma koostamiseks vajalik minimaalne GCC versioon 5.1).

Arhitektuurid, kiibid ja laiendused, mille eemaldamine kärgist on plaanis:

• ARMv3 — tugi on GCC 9-s juba lõpetatud.
• ARMv4 — kasutatakse veel levinud StrongARM ja FA526 protsessorite jaoks, samas kui uusimad neist kiipidest on välja antud umbes 20 aastat tagasi. ARMv4 toetamine lõpetati Debian 5.0-s. Esiteks soovitatakse lõpetada ARMv4 toetus GCC-s ja mõne aasta jooksul ka kärgis.
• ARMv4T — levinud on 6 SoC perekonda ARM720T, ARM920T ja ARM922T tuumadega, mis on rohkem levinud kui ARMv4 põhised SoC-d. ARMv4T toetus lõpetati Debian 9.0-s. Kärgis on plaanis ARMv4T toetus lõpetada mitte varem kui ARMv5 toetamine.
• ARMv5 — kasutatakse umbes 1/3 kõigist toetatud platvormidest kärgis, kuid enamus nendest platvormidest on eluiga lõppemas. Debian jätkab ARMv5 toetamist, kuid FPU ja atomaarsete operatsioonide puudumise tõttu on toetuse säilitamine järjest raskem ja tõenäoliselt läheb Debian ARMv5 port varsti mittesooduslikuks.
• Esimesed ARMv6 põlvkonnad — kasutatakse sellistes SoC-des nagu ARM1136r0p (NXP i.MX31) ja OMAP24xx (Nokia N8xx), kuid nende toetamine nõuab SMP kernide jaoks häkkimist.
• ARMv6K — kasutatakse ARM1176 (Raspberry Pi 1, AST2500) ja ARM1136r1. Tuumas ei ole mingeid takistusi toe lõpetamiseks, kuid jaotustes on raskusi, kuna need ei vasta armv7-a+vfpv3-d16 tüübi kogumile.
• ARMv7-M — kasutatakse Cortex-M3/M4/M7 mikrokontrollerites, mis jäävad viimasteks tuumadeks ilma mälujuhtimisseadmestikuta (MMU), mis on tuumas toetatud. Töö MMU-deta süsteemide tuumade kallal lõpetati 2017. aastal, pärast seda, kui sarnastele kiipidele suunati tähelepanu RTOS-ide, nagu Zephyr, arendusele. ARMv7-M toe eemaldamine on planeeritud 2027. aastaks, kümme aastat pärast arenduse lõpetamist, vaatamata GCC pidevale toele.
• iWMMXt — tuumas on juba lõpetatud ARMv7 PJ4 (MMP2, Berlin) protsessori tugi, pärast mida ei ole enam ühtegi olemasolevat süsteemi, mis kasutaks seda käsu kogumit. iWMMXt toe lõpetamine on juba toimunud Clangis ja GCC-s on see ette nähtud eemaldamiseks.
• BE32 (big endian ARMv5) — kasutatakse vaid ühes SoC Intel IXP4xx. Vanades Debian versioonides toetas ainult little-endian režiimi, kuid draiverites on jätkuvalt lahendamata probleeme. BE32 toe eemaldamine GCC-st ja tuumast on soovitatud, kuna draiverites ei ole keegi aastaid mingeid probleeme proovinud lahendada.
• BE8 (big-endian ARMv7) — paljuski draiveritel esinevad probleemid, seetõttu on testimine peatatud ja ei ole teavet jäänud seadmete kohta. BE8 režiim võib pakkuda huvi kasutaja ruumi komponentide testimiseks big-endian süsteemides, seega plaanitakse toetada BE8 tuumas ja GCC-s vähemalt paar aastat, kuni see hakkab probleeme tekitama.

Linuxi tuuma eemaldamiseks ettepanekud:

• param_struct struktuur, mida kasutatakse enne ATAGS (ARM Tag-Area) — kuulutati vananenuks juba 2001. aastal, kuid kasutatakse endiselt RiscPC ja Footbridge platvormide koodis.
• ATAGS struktuuri põhjal olevate failide parameter (kasutati konfiguratsiooniteabe edastamiseks Device Tree'ni) — tuumas on 29 faili, mis on seotud 10 SoC platvormiga, mis kasutavad ATAGS.
• OABI (vanha ABI, ARM-arkkitehtuurille) — käytetään lähes kaikkialla nykyään EABI:tä (Embedded ABI). OABI aiheuttaa monia virheitä, koska laiteohjainten kehittäjät ovat lopettaneet huomioimasta siihen liittyviä piirteitä. OABI:n tuki käyttäjätilan komponenttien rakentamisessa päättyi GCC 4.8:ssä, mutta ytimen osalta on jätetty lippu "-mabi=apcs-gnu". Suositellaan, että OABI jätetään toistaiseksi käyttöön, mutta sen lisäämistä pitäisi vaikeuttaa vahingossa.
• OABI-yhteensopivuustila (OABI_COMPAT) — mahdollistaa OABI:lle rakennetut suoritettavat tiedostot EABI-ytimessä. Ohjaimissa syntyy erillisiä ongelmia yhteensopimattomuuden vuoksi ioctl:n kanssa, mutta tämän tilan ylläpidon vaivannäkö on selvästi pienempi kuin OABI-ytimien ylläpidossa. StrongARM-tuen säilyttämiseksi on järkevää säilyttää tuki OABI:lle tai OABI_COMPAT:lle.
• NWFPE (No Floating Point Emulator, liukulukuemulaattori) — poistamiseen tarkoitetut patchit ehdotettiin jo 11 vuotta sitten, mutta NWFPE:tä tarvitaan joidenkin OABI:lle rakennetun käyttäjätilan komponenttien toimintaan, joten NWFPE:n tuki suositellaan säilytettäväksi niin kauan kuin OABI:n tai OABI_COMPAT:n tuki ytimessä on olemassa.
• Highmem (kasutatakse mälu haldamiseks alates 1 GB) — enamik ARM-süsteeme suudab töötada ilma highmem'i lubamiseta või saab kasutada CONFIG_VMSPLIT_2GB, et pääseda juurde esimesele 2GB füüsilisest mälust. Täiendavad tööd tehakse 4 GB RAM-i ligipääsu korraldamiseks LPAE (Cortex-A7 / A15) süsteemides, pärast mida võib highmem'i tugi eemaldada.
• Sparsemem — vajalik süsteemidele, kus on vajalik highmem.

Eemaldamiseks soovitatud platvormid:

• RiscPC — kõige vanem toetatud platvorm. Ei toetata GCC-s alates 9.x harudest, kuna ARMv3 toe eemaldamine. Jätkab säilitaja tuuma töö testimist sellel platvormil, kuid näib, et reaalseid kasutajaid pole, seega võib tugi lõpetada, kui säilitaja huvi kaob.
• SA1100, Footbridge — vananenud platvormid, mis jäävad alles pigem nostalgiast. Peaaegu kõik nende platvormide kirjeldusfailid on 6.3 tuumas eemaldatud, jääb vaid toetus seadmetele ipaq h3600, assabet, netwinder ja ebsa285. Eemaldamise küsimus sõltub säilitaja kavatsustest.
• Gemini, Moxart — kasutavad ARMv4 põhist CPU-d. Need kiibid on toodetud enam kui 20 aastat tagasi, kuid nende tugi ei vaja täiendavaid hooldustoiminguid, seega pole mõtet neid enne StrongARM platvormi kustutamist eemaldada.
• PXA platvormi toetavad failid on praegu mahajäetud ja on kasutusest väljas, kui huvi nende vastu tagasi ei tule, plaanitakse need 2025. aasta alguses eemaldada.
• OMAP1 — jääb ARMv4T/ARMv5 põhise platvormina, millel puudub Device Tree toetus, ja pole märgata mingeid liikumisi Device Tree kasutusele võtmise suunas, kuid samas on platvormil endiselt kasutajaid.
• Nspire, AT91RM9200, CLPS711X, EP93xx, iMX1 — kasutavad ARMv4T põhist CPU-d. Platvormide kirjelduste üleviimist Device Tree-le tehakse tööd, kuid nende toetamine on mõttekas ainult seni, kuni ARMv5 tuge hoitakse.
• OMAP24xx — ainus ARMv6 põhine platvorm, millel on aktiivseid kasutajaid. Toe säilitamine sõltub arm1136r0 CPU toe jätkumisest.
• iMX31 — puuduvad andmed aktiivsete kasutajate kohta, kuid pole mõtet enne OMAP2 eemaldamist neid varem kustutada.
• S3C64xx (Cragganmore) — ainus platvorm, mis ei toeta Device Tree, ja on ehitatud ARMv6K baasil. Platvormi kasutatakse endiselt helikoodikite testimiseks, seetõttu on eemaldamine edasi lükatud, kuni testimine viiakse teisele plaadile.
• Orion5x, mv78xx0 — eemaldamise küsimust plaanitakse arutada järgmisel aastal.
• iMX35, WM8750, AST2500, BCM2835 — on hästi toetatud ja neil on aktiivsed kasutajad, seetõttu ei ole nende eemaldamine praegu plaanis.
• stm32f4/f7/h7 — mikroprotsessorid ilma MMU-ta, nende toetamine tuumas jätkub ja aktiivseid kasutajaid on palju. Eemaldamise küsimust plaanitakse arutada 2026. aastal.

Allikas: opennet.ru