ARM64的多核启动流程分析

1cpu@0 {
2    device_type = "cpu";
3    compatible = "arm,armv8";
4    reg = <0x0 0x0="">;
5    enable-method = "spin-table"; /* 选择使用 spin-table 方式启动  */
6    cpu-release-addr = <0x0 0x8000fff8="">;
7};

 1static int smp_spin_table_cpu_prepare(unsigned int cpu)
 2{
 3    __le64 __iomem *release_addr;
 4    phys_addr_t pa_holding_pen = __pa_symbol(function_nocfi(secondary_holding_pen));
 5
 6    if (!cpu_release_addr[cpu])
 7        return -ENODEV;
 8
 9    /*
10     * The cpu-release-addr may or may not be inside the linear mapping.
11     * As ioremap_cache will either give us a new mapping or reuse the
12     * existing linear mapping, we can use it to cover both cases. In
13     * either case the memory will be MT_NORMAL.
14     */
15    release_addr = ioremap_cache(cpu_release_addr[cpu],
16                     sizeof(*release_addr));
17    if (!release_addr)
18        return -ENOMEM;
19
20    /*
21     * We write the release address as LE regardless of the native
22     * endianness of the kernel. Therefore, any boot-loaders that
23     * read this address need to convert this address to the
24     * boot-loader's endianness before jumping. This is mandated by
25     * the boot protocol.
26     */
27    writeq_relaxed(pa_holding_pen, release_addr);
28    dcache_clean_inval_poc((__force unsigned long)release_addr,
29                (__force unsigned long)release_addr +
30                    sizeof(*release_addr));
31
32    /*
33     * Send an event to wake up the secondary CPU.
34     */
35    sev();
36
37    iounmap(release_addr);
38
39    return 0;
40}

 1/**
 2 * Wait for an address to appear in mbox, and jump to it.
 3 *
 4 * @mbox: location to watch
 5 * @invalid: value of an invalid address, 0 or -1 depending on the boot method
 6 * @is_entry: when true, pass boot parameters to the kernel, instead of 0
 7 */
 8void __noreturn spin(unsigned long *mbox, unsigned long invalid, int is_entry)
 9{
10    unsigned long addr = invalid;
11
12    while (addr == invalid) {
13        wfe();
14        addr = *mbox;
15    }
16
17    if (is_entry)
18#ifdef KERNEL_32
19        jump_kernel(addr, 0, ~0, (unsigned long)&dtb, 0);
20#else
21        jump_kernel(addr, (unsigned long)&dtb, 0, 0, 0);
22#endif
23
24    jump_kernel(addr, 0, 0, 0, 0);
25
26    unreachable();
27}
28
29/**
30 * Primary CPU finishes platform initialisation and jumps to the kernel.
31 * Secondaries are parked, waiting for their mbox to contain a valid address.
32 *
33 * @cpu: logical CPU number
34 * @mbox: location to watch
35 * @invalid: value of an invalid address, 0 or -1 depending on the boot method
36 */
37void __noreturn first_spin(unsigned int cpu, unsigned long *mbox,
38               unsigned long invalid)
39{
40    if (cpu == 0) {
41        init_platform();
42
43        *mbox = (unsigned long)&entrypoint;
44        sevl();
45        spin(mbox, invalid, 1);
46    } else {
47        *mbox = invalid;
48        spin(mbox, invalid, 0);
49    }
50
51    unreachable();
52}

1cpu0: cpu@0 {
2    compatible = "arm,cortex-a53";
3    device_type = "cpu";
4    enable-method = "psci";    /* 启动方式选择 PSCI */
5    operating-points-v2 = <&cpu_opp_table>;
6    reg = <0x0>;
7    cpu-idle-states = <&CPU_SLEEP_0>;
8};

1psci {
2    compatible = "arm,psci-1.0", "arm,psci-0.2", "arm,psci";
3    method = "smc";
4    cpu_suspend   = <0x84000001>;
5    cpu_off          = <0x84000002>;
6    cpu_on          = <0x84000003>;
7};

 1static int cpu_psci_cpu_boot(unsigned int cpu)
 2{
 3    phys_addr_t pa_secondary_entry = __pa_symbol(function_nocfi(secondary_entry));
 4    int err = psci_ops.cpu_on(cpu_logical_map(cpu), pa_secondary_entry);
 5    if (err)
 6        pr_err("failed to boot CPU%d (%d)\n", cpu, err);
 7
 8    return err;
 9}
10
11static unsigned long __invoke_psci_fn_smc(unsigned long function_id,
12            unsigned long arg0, unsigned long arg1,
13            unsigned long arg2)
14{
15    struct arm_smccc_res res;
16
17    arm_smccc_smc(function_id, arg0, arg1, arg2, 0, 0, 0, 0, &res);
18    return res.a0;
19}

 1long psci_call(unsigned long fid, unsigned long arg1, unsigned long arg2)
 2{
 3    switch (fid) {
 4    case PSCI_CPU_OFF:
 5        return psci_cpu_off();
 6
 7    case PSCI_CPU_ON_64:
 8        return psci_cpu_on(arg1, arg2);
 9
10    default:
11        return PSCI_RET_NOT_SUPPORTED;
12    }
13}

1#define PSCI_CPU_OFF        0x84000002
2#define PSCI_CPU_ON_32      0x84000003
3#define PSCI_CPU_ON_64      0xc4000003

 1static int psci_cpu_on(unsigned long target_mpidr, unsigned long address)
 2{
 3    int ret;
 4    unsigned int cpu = find_logical_id(target_mpidr);
 5    unsigned int this_cpu = this_cpu_logical_id();
 6
 7    if (cpu == MPIDR_INVALID)
 8        return PSCI_RET_INVALID_PARAMETERS;
 9
10    bakery_lock(branch_table_lock, this_cpu);
11    ret = psci_store_address(cpu, address);   /* 写入启动地址  */
12    bakery_unlock(branch_table_lock, this_cpu);
13
14    return ret;
15}