ARM多核處理器啟動過程分析【轉】


 

 

 

說明:

該流程圖按照代碼執行時間順序划分為4部分:

1.     Bootloader在圖片上半部,最先啟動;

2.     Kernel在圖片下半部,由bootloader引導啟動;

3.CPU0執行流程在圖片左半部,bootloader代碼會進行判斷,先行啟動CPU0;

4.  Secondary CPUs在圖片右半部,由CPU喚醒

 

具體啟動流程如下:

1.     在bootloader啟動時,會判斷執行代碼的是否為CPU0,如果不是,則執行wfe等待CPU0發出sev指令喚醒。如果是CPU0,則繼續進行初始化工作。

 

         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中寫定,是0x8000fff8,該地址處初始狀態內容為全0。上面代碼判斷,若mbox地址處內容為0,則死循環;如果不為0則直接跳轉到該地址所包含內容處執行。

 

2.     在dts中,對cpu-release-addr進行賦值,將其地址設為0x8000fff8。即只要往該地址寫入相應的值,例如地址A,並且發送sev指令,就能將次級CPU喚醒,並跳轉到A地址處執行。

cpu-release-addr = <0x0 0x8000fff8>; 

 

3. 內核中smp_prepare_cpus 函數對0x8000fff8地址處內容進行了賦值,其值為函數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

 

以上代碼執行完后發送sev指令,喚醒其他次級CPU執行secondary_holding_pen函數:

/*

 * Send an event to wake up the secondaries.

 */

sev();

 

4. secondary cpu 執行secondary_holding_pen()函數時都會去判斷當前CPU的ID,並與secondary_holding_pen_release變量做比對,如果相等,則執行進一步初始化,否則執行WFE等待;

secondary_holding_pen_release變量的修改過程由CPU0調用smp_init()函數進行。該函數首先為相應CPU綁定一個idle線程,然后修改secondary_holding_pen_release的值(其值即CPU0欲喚醒的CPU的ID),最后發送sev指令,喚醒相應CPU執行idle線程。

 

secondary_holding_pen()函數代碼如下:

         /*

          * 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]

         cmp x4,x0

         b.eq secondary_startup

         wfe

         b       pen

ENDPROC(secondary_holding_pen)

 

 

附錄:

內核中啟動secondary cpus函數調用過程大致如下:

start_kernel èrest_initèkernel_inièkernel_init_freeable èsmp_init()  kernel/smp.c line 649, 由CPU0激活剩余的處理器

cpu_upè_cpu_up()è__cpu_up ()èboot_secondary ()èwrite_pen_release該函數中有一句:secondary_holding_pen_release = val; 然后發送sev指令,激活剩余處理器。


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