SMP是什么？

SMP 英文為Symmetric Multi-Processing ，是對稱多處理結構的簡稱，是指在一個計算機上匯集了一組處理器（多CPU），各CPU之間共享內存子系統以及總線結構，一個服務器系統可以同時運行多個處理器，并共享內存和其他的主機資源。

CMP 英文為Chip multiprocessors，指的是單芯片多處理器，也指多核心。其思想是將大規模并行處理器中的SMP集成到同一芯片內，各個處理器并行執行不同的進程。

（1）CPU數：獨立的中央處理單元，體現在主板上就是有多少個CPU槽位

（2）CPU核心數（CPU cores）：在每一個CPU上，都可能有多核（core），每個核中都有獨立的ALU，FPU，Cache等組件，可以理解為CPU的物理核數。（我們常說4核8線程中的核），指物理上存在的物體。

（3）CPU線程數（processor邏輯核）：一種邏輯上的概念，并非真實存在的物體，只是為了更好地描述CPU的運作能力。簡單地說，就是模擬出的CPU核心數。

不過在這里我們這里指的是多個單核CPU組合到一起，每個核都有自己的一套寄存器。

一個系統存在多個CPU，成本會更高和管理也更困難。多核算是輕量級的SMP，物理上多核CPU還是封裝成一個CPU，但是在CPU內部具有多個CPU的核心部件，可以同時運行多個線程/進程。但是需要CPU核心之間要共享資源，比如緩存。對程序員來說，它們之間的區別很小，大多數情況可以不做區分。我們在嵌入式開發中，大部分都是用的多核CPU。

這里我們就把這個SMP啟動轉換成多核CPU啟動。

2、啟動方式

程序為何可以在多個cpu上并發執行：他們有各自獨立的一套寄存器，如：程序計數器pc，棧指針寄存器sp，通用寄存器等，可以獨自 取指、譯碼、執行，當然內存和外設資源是共享的，多核環境下當訪問臨界區 資源一般 自旋鎖來防止競態發生。

soc啟動的一般會從片內的rom， 也叫bootrom開始執行第一條指令，這個地址是系統默認的啟動地址，會在bootrom中由芯片廠家固化一段啟動代碼來加載啟動bootloader到片內的sram，啟動完成后的bootloader除了做一些硬件初始化之外做的最重要的事情是初始化ddr，因為sram的空間比較小所以需要初始化擁有大內存 ddr，最后會從網絡/usb下載 或從存儲設備分區上加載內核到ddr某個地址，為內核傳遞參數之后，然后bootloader就完成了它的使命，跳轉到內核，就進入了操作系統內核的世界。

bootloader將系統的控制權交給內核之后，他首先會進行處理器架構相關初始化部分，如設置異常向量表，初始化mmu（之后內核就從物理地址空間進入了虛擬地址空間的世界，一切是那么的虛無縹緲，又是那么的恰到好處）等等，然后會清bss段，設置sp之后跳轉到C語言部分進行更加復雜通用的初始化，其中會進行內存方面的初始化，調度器初始化，文件系統等內核基礎組件 初始化工作，隨后會進行關鍵的從處理器的引導過程，然后是各種實質性的設備驅動的初始化，最后 創建系統的第一個用戶進程init后進入用戶空間執行用戶進程宣誓內核初始化完成，可以進程正常的調度執行。

系統初始化階段大多數都是主處理器做初始化工作，所有不用考慮處理器并發情況，一旦從處理器被bingup起來，調度器和各自的運行隊列準備就緒，多個任務就會均衡到各個處理器，開始了并發的世界，一切是那么的神奇。

soc在啟動階段除了一些特殊情況外（如為了加快啟動速度，在bl2階段通過并行加載方式同時加載bl31、bl32和bl33鏡像），一般都沒有并行化需求。因此只需要一個cpu執行啟動流程即可，這個cpu被稱為primary cpu，而其它的cpu則統一被稱為secondary cpu。為了防止secondary cpu在啟動階段的執行，它們在啟動時必須要被設置為一個特定的狀態。（有時候為了增加啟動速度，必須對時間敏感的設備，就可能啟動的時候整個從核并行跑一些任務）

當primary cpu完成操作系統初始化，調度系統開始工作后，就可以通過一定的機制啟動secondary cpu。顯然secondary cpu不再需要執行啟動流程代碼，而只需直接跳轉到內核中執行即可。

主流程啟動初始化一般來說都是主核在干的，當系統完成了初始化后就開始啟動從核。 這就像在啟動的大門，只有主核讓你過了，其他的先在門外等著。當cpu0啟動到kernel后，就會去門口，把它們的門禁卡給它們，卡上就寫的它們的目的地班級是哪里。如果沒有這個門禁卡的cpu，說明地址為0，就繼續在原地等著。

故其啟動的關鍵是如何將內核入口地址告知secondary cpu，以使其能跳轉到正確的執行位置。

aarch64架構實現了兩種不同的啟動方式，spin-table和psci。

其中spin-table方式非常簡單，但其只能被用于secondary cpu啟動，功能比較單一。

隨著aarch64架構電源管理需求的增加（如cpu熱插拔、cpu idle等），arm設計了一套標準的電源管理接口協議psci。該協議可以支持所有cpu相關的電源管理接口，而且由于電源相關操作是系統的關鍵功能，為了防止其被攻擊，該協議將底層相關的實現都放到了secure空間，從而可提高系統的安全性。