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标题: ARM多核引导过程（4） [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2014-12-22 16:26 标题: ARM多核引导过程（4）

h、用函数setup_per_cpu_areas()设置多处理器环境，这个函数确定单个CPU所需要的内存大小，并分配和初始化4个核分别所需要的内存，这样一来，每一个CPU有了自己的区域放置数据；(init/main.c) i、用函数smp_prepare_boot_cpu()来允许正在引导的处理器（CPU0）访问自己的初始化过的数据；(arch/arm/kernel/smp.c)； j、用函数sched_init() (kernel/sched.c)设置Linux调度器； 1）为每一个cpu相应的数据初始化一个运行队列； 2）用函数init_idle(current, smp_processor_id())为cpu0 fork一个idle线程； k、用函数build_all_zonelists() (mm/page_alloc.c)初始化内存区域：包括DMA, normal, high三个区； l、用函数 parse_early_param() (init/main.c) 和函数 parse_args() (kernel/params.c)解析传递过来的命令行参数列表； m、初始化中断表、GIC、异常处理向量表（用函数init_IRQ() (arch/arm/kernel/irq.c) 和函数 trap_init() (arch/arm/kernel/traps.c)），并为每一个中断分配CPU亲和力值； n、用函数softirq_init() (kernel/softirq.c)引导CPU（这里是CPU0）能接受由tasklet传来的通知； o、初始化并运行系统timer，用函数time_init() (arch/arm/kernel/time.c)； p、使能CPU0的本地中断，用函数local_irq_enable() (include/linux/irqflags.h)； q、初始化显示终端，用函数console_init() (drivers/char/tty_io.c)； r、找出所有内存区域的free的内存页总数，用函数mem_init() (arch/arm/mm/init.c)； s、初始化内存分配器，用函数kmem_cache_init() (mm/slab.c)； t、确定CPU的时钟的速度，相当于BogoMips的值，用函数calibrate_delay() (init/calibrate.c)； u、初始化内核内部组件，如page tables, SLAB caches, VFS, buffers, signals queues, 线程和进程最大值等； v、初始化proc/文件系统，用函数proc_root_init() (fs/proc/root.c)； w、调用函数 rest_init()建立进程1；第二步、函数rest_init(): (init/main.c) a、建立 “init process”，这个进程又叫进程1，所用函数kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND)； b、建立内核守护进程，又叫进程2，所用函数是：pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES) (kernel/kthread.c) ，它是所有内核线程的父亲； c、释放内核锁kernel lock，它是在start_kernel() 里锁上的。所用函数unlock_kernel()(include/linux/smp-lock.h)； d、执行schedule()，开始运行调度器；(文件kernel/sched.c)； e、运行cpu0上的的idle线程，所用函数cpu_idle()，这个线程使CPU0成为调度器，当没有其它未执行的进程运行在CPU0上时候，它将返回。CPU的idle线程负责节省电力，并保持低耗电状态；(arch/arm/kernel/process.c) 第三步、函数kernel_init(): (init/main.c) <进程1> A、通过调用函数smp_prepare_cpus（）开始准备SMP环境(arch/arm/mach-realview/platsmp.c)； 1、使能CPU0上的本地timer,所用函数local_timer_setup(cpu) (arch/arm/mach-realview/localtimer.c)； 2、移动CPU0相应的数据信息到它自己的存储区，所用函数smp_store_cpu_info(cpu) (arch/arm/kernel/smp.c) ； 3、初始化当前使用的CPU情况，描述了CPU的设置，所用函数cpu_set(i，cpu_present_map)。这将告诉内核,有4个cpu； 4、初始化Snoop控制器，所用函数scu_enable() (arch/arm/mach-realview/platsmp.c)； 5、调用函数poke_milo()，它关心正在启动的次要处理器；(arch/arm/mach-realview/platsmp.c) a、在函数poke_milo()中，它通过清除SYS_FLAGSCLR寄存器的低2位，来触发其它CPU执行realview_secondary_startup例程，并把 realview_secondary_startup例程的起始地址写入SYS_FLAGSSET (arch/arm/mach-realview/headsmp.S)； b、在realview_secondary例程中，次要CPUs都等待一个同步信号，这个信号将从运行在CPU0上的内核发出，意思是他们都已经准备好被初始化，当所有的处理器都已经ready，他们将被初始化，所用函数secondary_startup（）(arch/arm/mach-realview/headsmp.S) ； c、secondary_startup例程，使次要CPUs做了和CPU0类似的初始化过程；(arch/arm/mach-realview/headsmp.S) 1）切换到超级模式，屏蔽所有中断； 2）找处理器类型，用函数__lookup_processor_type（），这个函数返回一个指针，指向proc_info_list列表，（ARM11多核架构定义在文件 arch/arm/mm/proc-v6.S中）； 3）每一个CPU都使用__cpu_up（）函数提供的页表，__cpu_up下面有讲； 4）跳到__v6_setup例程，（arch/arm/mm/proc-v6.S）初始化对应于每一个CPU的TLB, cache 和MMU； 5）用__enable_mmu 例程使能MMU，它设置一些配置位，然后调用__turn_mmu_on (arch/arm/kernel/head.S)； 6）在__turn_mmu_on函数中，会设置一些控制寄存器，然后跳到__secondary_data，这里会执行__secondary_switched例程(arch/arm/kernel/head.S)； 7）__secondary_switched例程，会跳到secondary_start_kernel例程（ arch/arm/kernel/smp.c），这个例程设置一些栈指针到线程结构里，线程结构是通过运行在CPU0上的cpu_up函数分配的； 8）secondary_start_kernel (arch/arm/kernel/smp.c) 是次要处理器的官方起始点，它被看作是一个运行在对应的CPU上的内核线程，在这个线程里，下面的步骤是进一步的初始化动作：一、用函数cpu_init()初始化CPU，它复制cache信息, 初始化SMP特定的信息, 并建立每个cpu栈(arch/arm/kernel/setup.c)；二、用函数platform_secondary_init(cpu)，来和CPU0上的引导线程同步，使能一些对应CPU上的分发中断控制器接口，如timer、irq； (arch/arm/mach-realview/platsmp.c) 三、用函数local_irq_enable() 和 local_fiq_enable() (include/linux/irqflags.h)使能本地中断；四、建立对应CPU上的本地timer，所用函数：local_timer_setup(cpu) (arch/arm/mach-realview/localtimer.c)；五、确定CPU 时钟的 BogoMips，所用函数： calibrate_delay() (init/calibrate.c)；六、移动对应CPU的数据到它自己的存储区，所用函数smp_store_cpu_info(cpu) (arch/arm/kernel/smp.c)；七、在二级CPU上执行idle线程，也可以叫0号线程，所用函数cpu_idle()。这个函数当没有其他等待进程运行在CPUx上时候，返回。 (arch/arm/kernel/process.c) B、调用函数smp_init() (init/main.c) <在CPU0上> 1、引导每一个离线CPU（CPU1,CPU2 and CPU3），所用函数cpu_up(cpu): (arch/arm/kernel/smp.c)； a、用函数fork_idle(cpu)手动建立新的idle线程，并指派它到相应的CPU的数据结构； b、分配并初始化内存页表，并允许二级CPU安全地使能MMU，所用函数pgd_alloc()； c、通知二级CPU到哪里去找它的栈、和页表； d、引导二级CPU，所用函数boot_secondary(cpu,idle): (arch/arm/mach-realview/platsmp.c)； 1）用锁机制spin_lock(&boot_lock)同步CPU0和二级CPU上的引导进程； 2）通知二级处理器,它可以开始引导内核它自己的部分； 3）用函数smp_cross_call(mask_cpu)发一个软件中断，唤醒二级核起来 (include/asm-arm/mach-realview/smp.h)； 4）等待二级处理器完成各自的引导和校准，所用函数secondary_start_kernel（），这个函数前面已经讲过了； e、在每一个CPU上重复这个过程； 2、在终端上显示内核信息：“SMP: Total of 4 processors activated (334.02 BogoMIPS)“，所用函数smp_cpus_done(max_cpus) (arch/arm/kernel/smp.c)；

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