【ARM】SOC的多核启动流程详解
基础概念
• cold boot 冷启动，一上电就开始运行
• warm boot 热启动，只是复位一下
• Primary boot 只给主核跑的那段代码
• Secondary boot 给从核跑的代码
还两种配置：
• 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
reset地址：一上电主核开始启动的位置，reset地址如果变了，从核就从那里开始运行。
CPU启动的第一条指令
启动地址
• aarch64
boot address 是允许设置的，软件可配，根据信号RVBARADDR 具体设计而定
• aarch32
0x00000000(或VBAR) 和 0xffff0000, 二选一，根据VINIT value软件可配
• ARM M系列
boot address 是固定的，比如M4/M0 是0x00000000
在aarch64中，exception vector中是没有Reset的。在Reset时，由RVBARADDR信号决定RVBAR_EL3的值，PC指向的第一条地址从RVBAR_EL3中读出。
在aarch32中，Reset做为exception vector的一部分，芯片复位即PC跳转到向量表的reset offset，那么第一条指令的地址是什么？这就和Exception vectors start相关。而VINITHI信号决定了SCTLR.V的值.
• 对于未实现secure monitore的情况：
SCTLR.V = 0 : Exception vectors start=0x00000000
SCTLR.V = 1 : Exception vectors start=0xffff0000
• 对于实现secure monitor的情况：
对于secure monitor level， Exception vectors start = MVBAR
对于Normal EL1 level：
normal SCTLR.V = 0 : Exception vectors start=normal VBAR
normal SCTLR.V = 1 : Exception vectors start=0xffff0000
对于Secure EL1 level：
secure SCTLR.V = 0 : Exception vectors start=secure VBAR
secure SCTLR.V = 1 : Exception vectors start=0xffff0000
SOC的多核启动流程详解
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RVBAR_EL3，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RVBAR_EL3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bl31_warm_entrypoint（或平台自定义的地址）写入到
SOC寄存器，改变reset地址(改变RVBAR_EL3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RVBAR_EL3(bl31_warm_entrypoint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bl31_warm_entrypoint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
mailbox
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。
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。
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。