ARM多核处理器启动过程分析

2016-07-25 来源：eefocus

说明：

该流程图按照代码执行时间顺序划分为4部分：

1. Bootloader在图片上半部，最先启动；

2. Kernel在图片下半部，由bootloader引导启动；

3．CPU0执行流程在图片左半部，bootloader代码会进行判断，先行启动CPU0；

4. Secondary CPUs在图片右半部，由CPU唤醒

具体启动流程如下：

1. 在bootloader启动时，会判断执行代码的是否为CPU0，如果不是，则执行wfe等待CPU0发出sev指令唤醒。如果是CPU0，则继续进行初始化工作。

mrs x4,mpidr_el1

tst x4,#15 //testwether the current cpu is CPU0, ie. mpidr_el1=15

b.eq 2f

* Secondary CPUs

1: wfe

ldr x4, mbox

cbz x4, 1b //if x4==0(ie. The value in address of mbox is 0) dead loop,or jump to x4

br x4 // branch to thegiven address

2:…… //UART initialisation (38400 8N1)

以上mbox的地址在Makefile中写定，是0x8000fff8，该地址处初始状态内容为全0。上面代码判断，若mbox地址处内容为0，则死循环；如果不为0则直接跳转到该地址所包含内容处执行。

2. 在dts中，对cpu-release-addr进行赋值，将其地址设为0x8000fff8。即只要往该地址写入相应的值，例如地址A，并且发送sev指令，就能将次级CPU唤醒，并跳转到A地址处执行。

cpu-release-addr = <0x0 0x8000fff8>;

3. 内核中smp_prepare_cpus 函数对0x8000fff8地址处内容进行了赋值，其值为函数secondary_holding_pen 的地址：

release_addr = __va(cpu_release_addr[cpu]);

release_addr[0] = (void*)__pa(secondary_holding_pen);//write function address to mbox

以上代码执行完后发送sev指令，唤醒其他次级CPU执行secondary_holding_pen函数：

* Send an event to wake up the secondaries.

sev();

4. secondary cpu 执行secondary_holding_pen()函数时都会去判断当前CPU的ID，并与secondary_holding_pen_release变量做比对，如果相等，则执行进一步初始化，否则执行WFE等待；

secondary_holding_pen_release变量的修改过程由CPU0调用smp_init()函数进行。该函数首先为相应CPU绑定一个idle线程，然后修改secondary_holding_pen_release的值（其值即CPU0欲唤醒的CPU的ID），最后发送sev指令，唤醒相应CPU执行idle线程。

secondary_holding_pen()函数代码如下：

* This provides a'holding pen' for platforms to hold all secondary

* cores are helduntil we're ready for them to initialise.

ENTRY(secondary_holding_pen)

bl el2_setup // Drop to EL1

mrs x0, mpidr_el1

and x0, x0, #15 // CPU number

adr x1, 1b

ldp x2, x3, [x1]

sub x1, x1, x2

add x3, x3, x1

pen: ldr x4, [x3]