SOC的多核启动流程和概念详解
思考：
1、 soc一上电，只有一个核启动，还是所有核都启动？
2、如果soc一上电，如果只有一个核启动，那么从核启动的时候，从核的入口是哪里？
3、啥是cold boot？啥时warm boot? 在哪些场景下会使用warm boot?
4、啥是cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot？
说明：
1、本文以为armv8-aarch64、armv9为例、tf-a代码为例，不讨论其它硬件架构和固件软件中的设计。
2、重点讲述cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot之间的流程和概念。
1、基础概念
请先自行理解以下4个概念：
cold boot
warm boot
primary boot
secondary boot
另外还两种配置：
你的reset地址是可编程的，则会配置 programmable_reset_address=1，与之对立的则是你的reset地址是不可编程的。
你在soc启动的时候，首先只启动一个core，则会配置 cold_boot_single_cpu=1，与之对立的则是你的soc启动的时候，所有core都上电了。
2、启动流程
我们就假定 reset地址是可编程的、soc启动的时候只启动一个core，来讲解我们的boot流程：
(1)、soc一上电，soc给arm core的signal configuration会改变rvbarel3，这里一般就是就是bootrom的首地址。即cpu一上电，primary core的pc指向的就是rvbarel3的地址，机器就开始启动了。
(2)、当需要secondary core启动的时候，例如会走psci协议，【主核】进入atf会将bl31warmentrypoint（或平台自定义的地址）写入到soc寄存器，改变reset地址(改变rvbarel3的值)，然后此时soc的pmic给secondary core上电，此时secondary core也就发生了cold reset，pc从rvbarel3(bl31warmentrypoint或平台自定义函数)处开始执行.
总结(针对本文示例情况：reset地址是可编程的、cold boot的时候只启动一个cpu)：
开机一上电只有primary core再跑，从rvbar_el3处开始跑，属于cold boot
从核启动时，会修改reset的值，影响到rvbar_el3的值，然后给从核上电，此时属于secondary boot，仍然是cold boot.
一般会将bl31warmentrypoint设置为reset地址，即secondary core的启动地址;
这个示例中没有用到warm boot
3、atf(tf-a)代码的剖析
以bl1代码为例分析，该代码适配支持cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot等诸多场景。
如果reset是可编程的， programmable_reset_address=1， 则 _warm_boot_mailbox=0，则下面这段代码不会被编译，无论cold boot还是warm boot都不会走 _warm_boot_mailbox。
如果reset是不可编程的， programmable_reset_address=0， 则 _warm_boot_mailbox=1，则下面这段代码会被编译，但cold boot走 do_cold_boot流程，warm boot需要走 br x0流程
.if \_warm_boot_mailbox
/* -------------------------------------------------------------
* this code will be executed for both warm and cold resets.
* now is the time to distinguish between the two.
* query the platform entrypoint address and if it is not zero
* then it means it is a warm boot so jump to this address.
* -------------------------------------------------------------
*/
bl plat_get_my_entrypoint
cbz x0, do_cold_boot
br x0
do_cold_boot:
.endif /* _warm_boot_mailbox */
如果soc启动的时候只启动一个core， cold_boot_single_cpu=1， _secondary_cold_boot=0，则下面代码不被编译， 则无论主核还是从核都不需要走 _secondary_cold_boot流程
如果soc启动的时候启动多个core， cold_boot_single_cpu=0， _secondary_cold_boot=1， 则下面代码会被编译，则主核走 do_primary_cold_boot流程， 从核需要走 plat_secondary_cold_boot_setup流程
.if \_secondary_cold_boot
/* -------------------------------------------------------------
* check if this is a primary or secondary cpu cold boot.
* the primary cpu will set up the platform while the
* secondaries are placed in a platform-specific state until the
* primary cpu performs the necessary actions to bring them out
* of that state and allows entry into the os.
* -------------------------------------------------------------
*/
bl plat_is_my_cpu_primary
cbnz w0, do_primary_cold_boot
/* this is a cold boot on a secondary cpu */
bl plat_secondary_cold_boot_setup
/* plat_secondary_cold_boot_setup() is not supposed to return */
bl el3_panic
do_primary_cold_boot:
根据以上的代码规则，这里也画了两张图：(1)、bl2 at el3的场景
(2)、bl2 at s-el1的场景
5、软件如何判断当前是cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot
tf-a中定义了多核的启动框架，如上一节框图所示，在启动的过程中会进行一些判断，是cold reset还是warm reset，是primary boot还是secondary boot？那么代码中是怎么知道这些状态的呢？
5.1 cold reset和warm reset
这种判断方法由平台实现，其实就是读取mailbox的值。在第一个核cold boot时，会写mailbox内存（magic，entrypoint...）在第二个核启动时、或第一个核再次启动时(有可能是resume唤醒时)，会读取mailbox内存，如果读取到了符合期望的magic的值，则走warm流程，否则走cold流程。注意这里所说的warm流程，只是软件上的warm流程，并非说当前是warm reset。
5.2 primary boot和secondary boot
这种判断方法由平台实现，看似也很简单，一般而言就说读取mpidr寄存器进行判断。
(trusted-firmware-a/plat/marvell/armada/a8k/common/aarch64/plat_helpers.s)
func plat_is_my_cpu_primary
mrs x0, mpidr_el1
and x0, x0, #(mpidr_cluster_mask | mpidr_cpu_mask)
cmp x0, #mvebu_primary_cpu
cset w0, eq
ret
endfunc plat_is_my_cpu_primary
6、mailbox的介绍
6.1 mailbox是什么
mailbox就说一块内存，所有的core都能访问这块内存。第一次启动时，core会填充mailbox，将其下次resume时的地址、secondary core的启动地址、warm reset的地址写入到mailbox内存中，这几个地址其实是一个地址。同时也会将这个地址写入到soc pmic寄存器中，影响到rvbar_el3的值。
当soc一上电所有core都启动的这种情况下，主核会继续跑，从核会在soc一上电就进入wfi状态。当从核需要继续启动时，该core从bl1 bl2 bl31正常流程启动时，会在bl1、bl2 at el3、bl31中，强制跳转到mailbox的地址，跳过主核已经初始化的部分；
当soc一上电，只有一个core上电的情况下，主核继续跑，从核未上电。当从核需要启动时，相当于cold reset，从核会直接从rvbar_el3处开始跑，也就是你设置的entrypoint。
6.2 mailbox的作用
mailbox中定义了entrypoint地址，当core从bl1 bl2 bl31正常流程启动时，会在bl1、bl2 at el3、bl31中，强制跳转到mailbox的地址，以跳过已初始化的部分。
6.3 mailbox的示例
其实就是定义了一块内存，主核第一次跑时，会填充该内存。主核第二次跑时或从和跑时，检测该内存已经填充过了，则走warm启动流程，即强制跳转到mailbox中的address地址。
7、具体场景的总结
串口中断中敲击reboot命令、或系统panic时导致的机器重启 ：在一些的soc厂商设计中，应该是code reboot。比如在linux kernel中敲击reboot，到底层还是写的一些寄存器控制pmic(或pmu)，直接给cpu下电了。然后再上电，soc还是会给core发送signal configuration，此时rvbar_el3又会变成asic设置的值.
suspend和resume ：比如我在看atf中的海思平台，在atf的suspend函数，将bl31_warm_entrypoint地址写入到了soc pmic的一个寄存器中(上电时，该寄存器会影响的是rvbaraddr信号)。此时系统深睡的时候，应该是linux kernel调用到atf，将bl31_warm_entrypoint地址写入到了pmu/pmic相关的寄存器中，在下一次reset时，会影响到signal configuration继而改变rvbar_el3的值。然后还会给各个模块下电(给哪些模块下电是soc的设计和逻辑)，最后再给arm core下电， 这就算是深睡了。resume的时候，也是有一些soc的硬件行为，然后再给core上电，那给core上电后，一上电执行的是哪里？pc还是指向rvbar_el3中的地址，当然这是我们suspend的时候更改过的，其实就是bl31_warm_entrypoint
rmr_el3 ：本文中都没有提到rmr_el3。那么rmr_el3是干啥的呢？这是arm的一个feature，怎么用？是你自己的设计，随便你。你写rmr_el3中的bit，就可以触发warm reset. 一般的kernel dump、或者一些工具，就可以主动触发rmrel3，然后去干一些活. 还有在csdn上看到一篇高通soc的启动流程的博客，他们正常的启动流程中，某一个镜像跳转到另外一个镜像时，竟然就是写了一些rmr_el3，触发warm_reset，另外一个镜像的地址恰好就是warm reset的跳转地址。
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1、 soc一上电，只有一个核启动，还是所有核都启动？
2、如果soc一上电，如果只有一个核启动，那么从核启动的时候，从核的入口是哪里？
3、啥是cold boot？啥时warm boot? 在哪些场景下会使用warm boot?
4、啥是cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot？
说明：
1、本文以为armv8-aarch64、armv9为例、tf-a代码为例，不讨论其它硬件架构和固件软件中的设计。
2、重点讲述cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot之间的流程和概念。
1、基础概念
请先自行理解以下4个概念：
cold boot
warm boot
primary boot
secondary boot
另外还两种配置：
你的reset地址是可编程的，则会配置 programmable_reset_address=1，与之对立的则是你的reset地址是不可编程的。
你在soc启动的时候，首先只启动一个core，则会配置 cold_boot_single_cpu=1，与之对立的则是你的soc启动的时候，所有core都上电了。
2、启动流程
我们就假定 reset地址是可编程的、soc启动的时候只启动一个core，来讲解我们的boot流程：
(1)、soc一上电，soc给arm core的signal configuration会改变rvbarel3，这里一般就是就是bootrom的首地址。即cpu一上电，primary core的pc指向的就是rvbarel3的地址，机器就开始启动了。
(2)、当需要secondary core启动的时候，例如会走psci协议，【主核】进入atf会将bl31warmentrypoint（或平台自定义的地址）写入到soc寄存器，改变reset地址(改变rvbarel3的值)，然后此时soc的pmic给secondary core上电，此时secondary core也就发生了cold reset，pc从rvbarel3(bl31warmentrypoint或平台自定义函数)处开始执行.
总结(针对本文示例情况：reset地址是可编程的、cold boot的时候只启动一个cpu)：
开机一上电只有primary core再跑，从rvbar_el3处开始跑，属于cold boot
从核启动时，会修改reset的值，影响到rvbar_el3的值，然后给从核上电，此时属于secondary boot，仍然是cold boot.
一般会将bl31warmentrypoint设置为reset地址，即secondary core的启动地址;
这个示例中没有用到warm boot
3、atf(tf-a)代码的剖析
以bl1代码为例分析，该代码适配支持cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot等诸多场景。
如果reset是可编程的， programmable_reset_address=1， 则 _warm_boot_mailbox=0，则下面这段代码不会被编译，无论cold boot还是warm boot都不会走 _warm_boot_mailbox。
如果reset是不可编程的， programmable_reset_address=0， 则 _warm_boot_mailbox=1，则下面这段代码会被编译，但cold boot走 do_cold_boot流程，warm boot需要走 br x0流程
.if \_warm_boot_mailbox
/* -------------------------------------------------------------
* this code will be executed for both warm and cold resets.
* now is the time to distinguish between the two.
* query the platform entrypoint address and if it is not zero
* then it means it is a warm boot so jump to this address.
* -------------------------------------------------------------
*/
bl plat_get_my_entrypoint
cbz x0, do_cold_boot
br x0
do_cold_boot:
.endif /* _warm_boot_mailbox */
如果soc启动的时候只启动一个core， cold_boot_single_cpu=1， _secondary_cold_boot=0，则下面代码不被编译， 则无论主核还是从核都不需要走 _secondary_cold_boot流程
如果soc启动的时候启动多个core， cold_boot_single_cpu=0， _secondary_cold_boot=1， 则下面代码会被编译，则主核走 do_primary_cold_boot流程， 从核需要走 plat_secondary_cold_boot_setup流程
.if \_secondary_cold_boot
/* -------------------------------------------------------------
* check if this is a primary or secondary cpu cold boot.
* the primary cpu will set up the platform while the
* secondaries are placed in a platform-specific state until the
* primary cpu performs the necessary actions to bring them out
* of that state and allows entry into the os.
* -------------------------------------------------------------
*/
bl plat_is_my_cpu_primary
cbnz w0, do_primary_cold_boot
/* this is a cold boot on a secondary cpu */
bl plat_secondary_cold_boot_setup
/* plat_secondary_cold_boot_setup() is not supposed to return */
bl el3_panic
do_primary_cold_boot:
根据以上的代码规则，这里也画了两张图：(1)、bl2 at el3的场景
(2)、bl2 at s-el1的场景
5、软件如何判断当前是cold reset/warm reset/primary boot/senondary boot
tf-a中定义了多核的启动框架，如上一节框图所示，在启动的过程中会进行一些判断，是cold reset还是warm reset，是primary boot还是secondary boot？那么代码中是怎么知道这些状态的呢？
5.1 cold reset和warm reset
这种判断方法由平台实现，其实就是读取mailbox的值。在第一个核cold boot时，会写mailbox内存（magic，entrypoint...）在第二个核启动时、或第一个核再次启动时(有可能是resume唤醒时)，会读取mailbox内存，如果读取到了符合期望的magic的值，则走warm流程，否则走cold流程。注意这里所说的warm流程，只是软件上的warm流程，并非说当前是warm reset。
5.2 primary boot和secondary boot
这种判断方法由平台实现，看似也很简单，一般而言就说读取mpidr寄存器进行判断。
(trusted-firmware-a/plat/marvell/armada/a8k/common/aarch64/plat_helpers.s)
func plat_is_my_cpu_primary
mrs x0, mpidr_el1
and x0, x0, #(mpidr_cluster_mask | mpidr_cpu_mask)
cmp x0, #mvebu_primary_cpu
cset w0, eq
ret
endfunc plat_is_my_cpu_primary
6、mailbox的介绍
6.1 mailbox是什么
mailbox就说一块内存，所有的core都能访问这块内存。第一次启动时，core会填充mailbox，将其下次resume时的地址、secondary core的启动地址、warm reset的地址写入到mailbox内存中，这几个地址其实是一个地址。同时也会将这个地址写入到soc pmic寄存器中，影响到rvbar_el3的值。
当soc一上电所有core都启动的这种情况下，主核会继续跑，从核会在soc一上电就进入wfi状态。当从核需要继续启动时，该core从bl1 bl2 bl31正常流程启动时，会在bl1、bl2 at el3、bl31中，强制跳转到mailbox的地址，跳过主核已经初始化的部分；
当soc一上电，只有一个core上电的情况下，主核继续跑，从核未上电。当从核需要启动时，相当于cold reset，从核会直接从rvbar_el3处开始跑，也就是你设置的entrypoint。
6.2 mailbox的作用
mailbox中定义了entrypoint地址，当core从bl1 bl2 bl31正常流程启动时，会在bl1、bl2 at el3、bl31中，强制跳转到mailbox的地址，以跳过已初始化的部分。
6.3 mailbox的示例
其实就是定义了一块内存，主核第一次跑时，会填充该内存。主核第二次跑时或从和跑时，检测该内存已经填充过了，则走warm启动流程，即强制跳转到mailbox中的address地址。
7、具体场景的总结
串口中断中敲击reboot命令、或系统panic时导致的机器重启 ：在一些的soc厂商设计中，应该是code reboot。比如在linux kernel中敲击reboot，到底层还是写的一些寄存器控制pmic(或pmu)，直接给cpu下电了。然后再上电，soc还是会给core发送signal configuration，此时rvbar_el3又会变成asic设置的值.
suspend和resume ：比如我在看atf中的海思平台，在atf的suspend函数，将bl31_warm_entrypoint地址写入到了soc pmic的一个寄存器中(上电时，该寄存器会影响的是rvbaraddr信号)。此时系统深睡的时候，应该是linux kernel调用到atf，将bl31_warm_entrypoint地址写入到了pmu/pmic相关的寄存器中，在下一次reset时，会影响到signal configuration继而改变rvbar_el3的值。然后还会给各个模块下电(给哪些模块下电是soc的设计和逻辑)，最后再给arm core下电， 这就算是深睡了。resume的时候，也是有一些soc的硬件行为，然后再给core上电，那给core上电后，一上电执行的是哪里？pc还是指向rvbar_el3中的地址，当然这是我们suspend的时候更改过的，其实就是bl31_warm_entrypoint
rmr_el3 ：本文中都没有提到rmr_el3。那么rmr_el3是干啥的呢？这是arm的一个feature，怎么用？是你自己的设计，随便你。你写rmr_el3中的bit，就可以触发warm reset. 一般的kernel dump、或者一些工具，就可以主动触发rmrel3，然后去干一些活. 还有在csdn上看到一篇高通soc的启动流程的博客，他们正常的启动流程中，某一个镜像跳转到另外一个镜像时，竟然就是写了一些rmr_el3，触发warm_reset，另外一个镜像的地址恰好就是warm reset的跳转地址。
帮助监测森林火灾无线传感器网络设计
技术分析：开关电源用新型零功耗AC/DC转换器
示波器的探头模型及负载效应
中国乘用车企业将迎来第一轮新能源积分交易
CPU导热硅胶片需要具备以下几个特性
SOC的多核启动流程和概念详解
PCB组装厂精成科将与日本ELNA公司合作
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单片机采用高电平和低电平的复位说明
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