Plan de fin de prise en charge des anciens processeurs ARM dans le noyau Linux

Arnd Bergmann, responsable des paquets du noyau chez SUSE, a publié sur la liste de diffusion des développeurs du noyau Linux un plan visant à éliminer le code de support pour les anciens CPU ARM et les ABI, jeux d'instructions et fonctionnalités associées dans le noyau et les outils de construction basés sur GCC. Le plan est pour l'instant en phase RFC, c'est-à-dire ouvert à la discussion au sein de la communauté. En cas d'approbation du plan, la suppression des anciens processeurs ARM est prévue pour le noyau Linux 6.12, dont la sortie est attendue en décembre. Les premiers candidats à la suppression sont ARMv4 (sans retirer ARMv4T), iWMMXt, BE32 et OABI.

La fin du support des anciens CPU ARM dans le noyau coïncide avec la fin de leur prise en charge dans GCC — certains des CPU proposés pour la suppression ne sont déjà plus pris en charge dans les versions récentes de GCC, tandis que d'autres sont prévus pour être supprimés dans de futures versions, ce qui simplifiera la modernisation et l'implémentation de nouvelles fonctionnalités dans le compilateur. La suppression du support de l'architecture dans GCC nécessitera également la suppression de son support dans le noyau en cas d'augmentation de la version minimale de GCC prise en charge par le noyau (actuellement, pour construire le noyau, il faut au moins la version GCC 5.1).

Architectures, puces et extensions qui sont proposées pour suppression du noyau :

• ARMv3 — le support a déjà été arrêté dans GCC 9.
• ARMv4 — utilisé pour des processeurs StrongARM et FA526 encore en usage, les plus récents de ces puces ayant été lancées il y a environ 20 ans. Le support d'ARMv4 a été arrêté dans Debian 5.0. Il est proposé d'abord de mettre fin au support d'ARMv4 dans GCC, et dans quelques années aussi dans le noyau.
• ARMv4T — 6 familles de SoC avec des cœurs ARM720T, ARM920T et ARM922T sont plus courantes que les SoC basés sur ARMv4. Le support d'ARMv4T a été arrêté dans Debian 9.0. Dans le noyau, la prise en charge d'ARMv4T est prévue d'être arrêtée, pas avant que le support d'ARMv5 ne soit également arrêté.
• ARMv5 — utilisé sur environ 1/3 de toutes les plateformes prises en charge dans le noyau, mais la plupart de ces plateformes sont proches de la fin de leur cycle de vie. Debian continue de supporter ARMv5, mais en raison de l'absence de FPU et d'opérations atomiques, maintenir le support devient de plus en plus difficile et, probablement dans un avenir proche, le port Debian pour ARMv5 sera déplacé vers la catégorie non officielle.
• Les premières générations ARMv6 — utilisées dans des SoC comme ARM1136r0p (NXP i.MX31) et OMAP24xx (Nokia N8xx), mais leur prise en charge nécessite des hacks pour fonctionner dans des noyaux SMP.
• ARMv6K — utilisé dans ARM1176 (Raspberry Pi 1, AST2500) et ARM1136r1. Il n'y a pas d'obstacles dans le noyau à l'arrêt du support, mais des difficultés surviennent dans les distributions en raison d'une inadéquation avec le jeu d'instructions typique armv7-a+vfpv3-d16.
• ARMv7-M — utilisé dans des microcontrôleurs basés sur Cortex-M3/M4/M7, qui restent les derniers supports dans le noyau sans unité de gestion de mémoire (MMU). Le travail sur les cœurs pour des systèmes sans MMU a été arrêté en 2017, après un basculement vers le développement d'RTOS comme Zephyr pour ces puces. La suppression du support ARMv7-M est prévue pour 2027, dix ans après l'arrêt du développement, bien que le support dans GCC continue.
• iWMMXt — le support de la CPU ARMv7 PJ4 (MMP2, Berlin) a déjà été arrêté dans le noyau, après quoi il n'est plus resté de systèmes en usage utilisant ce jeu d'instructions. Le support de iWMMXt a déjà été arrêté dans Clang et il est proposé de le retirer de GCC.
• BE32 (big endian ARMv5) — utilisé uniquement dans un SoC Intel IXP4xx. Dans les anciennes versions de Debian, seul le mode little-endian était supporté, mais des problèmes non résolus demeurent dans les pilotes. Il est proposé de supprimer le support de BE32 de GCC et du noyau, car personne n'a tenté de résoudre les problèmes dans les pilotes depuis plusieurs années.
• BE8 (big-endian ARMv7) — de nombreux pilotes présentent des problèmes, les tests d’exploitation ont été arrêtés et il n'y a pas d'informations sur les appareils encore en usage. Le mode BE8 pourrait être intéressant pour tester des composants en espace utilisateur sur des systèmes big-endian, donc le support de BE8 est prévu pour être conservé dans le noyau et GCC pendant au moins quelques années avant de commencer à poser des problèmes.

Fonctionnalités du noyau Linux proposées pour suppression :

• La structure param_struct, utilisée jusqu'aux ATAGS (ARM Tag-Area) — déclarée obsolète dès 2001, mais encore utilisée dans le code pour les plateformes RiscPC et Footbridge.
• Fichiers de paramètres basés sur la structure ATAGS (utilisée pour transmettre des informations de configuration avant Device Tree) — il reste 29 fichiers dans le noyau, liés à 10 plateformes SoC utilisant ATAGS.
• OABI (Ancien ABI, l'ancien ABI pour l'architecture ARM) — presque partout maintenant, l'EABI (ABI embarqué) est utilisé. OABI est à l'origine de nombreuses erreurs, car les développeurs de pilotes ont cessé de prendre en compte certaines de ses particularités. Le support d'OABI lors de la compilation de composants pour l'espace utilisateur a été arrêté dans GCC 4.8, mais pour le noyau, le drapeau « -mabi=apcs-gnu » a été conservé. Il est suggéré de conserver OABI pour l'instant, mais de compliquer son activation par inadvertance.
• Le mode de compatibilité avec OABI (OABI_COMPAT) — permet d'exécuter des fichiers exécutables compilés pour OABI en utilisant un noyau avec EABI. Des problèmes distincts dans les pilotes surviennent en raison d'incompatibilités avec ioctl, mais le coût de maintenance de ce mode est nettement inférieur à celui de la maintenance des noyaux avec OABI. Pour conserver le support de StrongARM, il serait judicieux de maintenir le support d'OABI ou d'OABI_COMPAT.
• NWFPE (No Floating Point Emulator, émulateur pour effectuer des opérations à virgule flottante) — des patchs pour le retirer ont été proposés il y a 11 ans, mais NWFPE est nécessaire pour faire fonctionner certains composants de l'espace utilisateur compilés pour OABI, donc il est recommandé de conserver le support de NWFPE tant que le noyau continue à prendre en charge OABI ou OABI_COMPAT.
• Highmem (utilisé pour gérer la mémoire dans les zones après 1 Go) — la plupart des systèmes ARM peuvent fonctionner sans activer highmem ou peuvent utiliser CONFIG_VMSPLIT_2GB pour accéder aux 2 premiers Go de mémoire physique. Des travaux sont en cours pour organiser l'accès à 4 Go de RAM sur les systèmes avec LPAE (Cortex-A7/A15), après quoi le support de Highmem pourrait être supprimé.
• Sparsemem — est requis pour les systèmes qui nécessitent highmem.

Plateformes proposées pour suppression :

• RiscPC — la plus ancienne des plateformes prises en charge par le noyau. Non prise en charge dans GCC à partir de la branche 9.x en raison de la suppression du support ARMv3. Le mainteneur continue de tester le fonctionnement du noyau sur cette plateforme, mais il n'y a apparemment plus d'utilisateurs réels, donc le support pourrait être arrêté en cas de perte d'intérêt du mainteneur.
• SA1100, Footbridge — plateformes obsolètes, conservées par pure nostalgie. Presque tous les fichiers décrivant les cartes pour ces plateformes ont été supprimés dans le noyau 6.3, seules les prises en charge des appareils ipaq h3600, assabet, netwinder et ebsa285 restent. La question de la suppression dépend des intentions du mainteneur.
• Gemini, Moxart — utilisent un CPU basé sur ARMv4. Les puces ont été lancées il y a plus de 20 ans, mais leur support ne nécessite pas d'efforts supplémentaires en maintenance, il n'est donc pas utile de les supprimer avant la suppression de la plateforme StrongARM.
• Les fichiers de support de la plateforme PXA sont désormais abandonnés et sont obsolètes. Si l'intérêt ne revient pas, ils devraient être supprimés début 2025.
• OMAP1 — d'une part, reste la seule plateforme basée sur ARMv4T/ARMv5 sans support de Device Tree et aucun mouvement n'est observé pour passer à Device Tree, mais d'autre part, la plateforme a encore des utilisateurs.
• Nspire, AT91RM9200, CLPS711X, EP93xx, iMX1 — utilisent un CPU basé sur ARMv4T. Des efforts sont en cours pour migrer la description des plaques vers Device Tree, mais l'intérêt de les maintenir demeure tant que le support ARMv5 est toujours d'actualité.
• OMAP24xx — est la seule plateforme basée sur ARMv6 ayant des utilisateurs actifs. Le maintien de son support dépendra de celui du CPU arm1136r0.
• iMX31 — il n'existe pas d'informations sur des utilisateurs actifs, mais il n'est pas utile de supprimer avant OMAP2.
• S3C64xx (Cragganmore) — est la seule plateforme sans support de Device Tree construite sur ARMv6K. La plateforme continue d'être utilisée pour tester des codecs audio, donc la suppression est reportée jusqu'à ce que les tests soient transférés sur une autre plaque.
• Orion5x, mv78xx0 — la question de leur suppression devrait être examinée au début de l'année prochaine.
• iMX35, WM8750, AST2500, BCM2835 — bénéficient d'un bon soutien et ont des utilisateurs actifs, leur suppression n'est pas prévue pour le moment.
• stm32f4/f7/h7 — des microcontrôleurs sans MMU, le support dans le noyau se poursuit et des utilisateurs actifs sont présents. La question de leur suppression devrait être examinée en 2026.

Source : opennet.ru