工作中遇到的多核 ARM CPU 越來越多，總結分享一些多核啟動的知識，希望能幫助更多小伙伴。

在 ARM64 架構下如果想要啟動多核，有 spin-table 和 psci 兩種方式，下面針對這兩種啟動流程進行分析。

代碼版本

• boot-wrapper-aarch64 version ： 28932c41e14d730b8b9a7310071384178611fb32

• linux v5.14

多核 CPU 的啟動方式

嵌入式系統(tǒng)的啟動的基本流程是先運行 ?，然后由 ?引導啟動 kernel，這里無論啟動的是 rt-thread 或者是 linux 原理都是一樣的。bootloaderbootloader

上電后所有的 ?都會從 ?里面開始執(zhí)行代碼，為了防止并發(fā)造成的一些問題，需要將除了 ?以外的 ?攔截下來，這樣才能保證啟動的順序是可控的。CPUbootromprimary cpucpu

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spin-table 啟動方法

在啟動的過程中， 中有一道柵欄，它攔住了除了 ?外的其他 。 直接往下運行，進行設備初始化以及運行 。其他 ?則在柵欄外進入睡眠狀態(tài)。bootloadercpu0cpucpu0Kernelcpu0

cpu0 在初始化 ?的時候，會在 ?里面填入一個地址并喚醒其他 。這時睡眠的 ?接受到信號，醒來的時候會先檢查 ?這個地址里面的數(shù)據(jù)是不是有效。如果該地址是有效的（非 0 ），意味著自己需要真正開始啟動了，接下來他會跳轉到。smpcpu-release-addrcpucpucpu-release-addr

下面我們看看 ?里面的實現(xiàn)，在 ?中有如下描述：arm64arch/arm64/boot/dts/xxx.dts

在 ?中處理了向其他 cpu 發(fā)送信號的方法：arch/arm64/kernel/smp_spin_table.c

1、先是獲取 release_addr 的虛擬地址

2、向該地址寫入從 cpu 的入口地址

3、通過 sev（） 指令喚醒其他 cpu

Bootloader 部分以 ?中的代碼做示例，非主 CPU 會輪詢檢查 mbox（其地址等同cpu-release-addr）中的值，當其值為 0 的時候繼續(xù)睡眠，否則就跳轉到內核執(zhí)行，代碼如下所示：boot-wrapper-aarch64

PSCI 啟動方法

另外一種 enable-method 就是 PSCI，依舊先從 kernel 開始分析。先看 ?文件，里面 ?節(jié)點選擇了PSCI 的方法：arch/arm64/boot/dts/mediatek/mt8173.dtsicpu

并且有一個 PSCI 的節(jié)點：

在 PSCI 中的節(jié)點詳細說明請參考文檔：kernel/Documentation/devicetree/bindings/arm/psci.txt。在此僅說一下方法 字段。該字段有兩個可選值：smc 和 hvc。表示調用 PSCI 功能使用什么指令。smc、hvc、svc 這些指令都是由低運行級別向更高級別請求服務的指令。

和系統(tǒng)調用一樣。調用了該指令，cpu 會進入異常切入更高的權限。異常處理程序根據(jù)下面?zhèn)魃蟻淼膮?shù)決定給予什么服務，smc 陷入 EL3，hvc 陷入 EL2，svc 陷入EL1。在 ARMv8 里面，EL3 總是是安全 狀態(tài)，EL2 是虛擬機管態(tài)，EL1 是普通的系統(tǒng)態(tài)。

接下來可以看看 ?里面的代碼，psci_ops.cpu_on 最終調用 smc call：arch/arm64/kernel/psci.c

Bootloader 以 ?作分析，看 psci.c 里的 psci_call 實現(xiàn)函數(shù)，通過 fid 與 PSCI_CPU_OFF 和 PSCI_CPU_ON 相比，找出需要執(zhí)行的動作：boot-wrapper-aarch64

當然 ?里也需要同樣的定義：

總結

目前比較主流的多核啟動方式是 PSCI，一般正式的產(chǎn)品都有 ATF，通過 PSCI 可以實現(xiàn) CPU 的開啟關閉以及掛起等操作。在實際的移植工作過程中，如果有帶有 ATF 的 bootloader 那多核移植就相對容易很多，如果沒有的話，也可以采用 spin_table 的方式來啟動多核。