SMP启动分析

文章详细描述了SMP系统启动时的各个阶段,包括ROM阶段的固件准备、OpenSBI底层的boothart选择和设备初始化,以及Linux阶段的启动流程,重点强调了OpenSBI在处理ECALL和设备管理中的关键作用。

SMP启动分析:

主要分为以下几个阶段:

  • ROM阶段
  • OpenSbi底层初始化阶段
  • OpenSbi设备初始化阶段
    • clodboot
    • warmboot
  • Linux阶段
    • colboot->启动Linux->在kernel_init中经过层层调用,发送SBI_EXT_HSM_HART_START这个ecall到opensbi;
    • opensbi处理这个ecall将下发参数保存到hartid对应的scratch区域中,发送核间中断,唤醒hartid对应的hart,然后继续执行warmboot的相关流程代码,,最终执行到kernel中;

当CPU上电后,进入ROM阶段

ROM阶段主要进行固件的搬移和参数的准备:

  • 设置设备树地址,放入a1寄存器:
  • 设置dynamic方式需要的参数,放入a2寄存器存放的地址偏移:
/** Offset of magic member in fw_dynamic_info */
#define FW_DYNAMIC_INFO_MAGIC_OFFSET		(0 * __SIZEOF_POINTER__)
/** Offset of version member in fw_dynamic_info */
#define FW_DYNAMIC_INFO_VERSION_OFFSET		(1 * __SIZEOF_POINTER__)
/** Offset of next_addr member in fw_dynamic_info (version >= 1) */
#define FW_DYNAMIC_INFO_NEXT_ADDR_OFFSET	(2 * __SIZEOF_POINTER__)
/** Offset of next_mode member in fw_dynamic_info  (version >= 1) */
#define FW_DYNAMIC_INFO_NEXT_MODE_OFFSET	(3 * __SIZEOF_POINTER__)
/** Offset of options member in fw_dynamic_info  (version >= 1) */
#define FW_DYNAMIC_INFO_OPTIONS_OFFSET		(4 * __SIZEOF_POINTER__)
/** Offset of boot_hart member in fw_dynamic_info  (version >= 2) */
#define FW_DYNAMIC_INFO_BOOT_HART_OFFSET	(5 * __SIZEOF_POINTER__)

/** Expected value of info magic ('OSBI' ascii string in hex) */
#define FW_DYNAMIC_INFO_MAGIC_VALUE		0x4942534f
  • 主要rom阶段要将分配的Cache1和Cache2给关闭,不然会导致后续阶段执行问题;

OpenSbi底层初始化阶段

经过lottery后将选定一个boot hart,其余的hart将等待其重定位和scratch空间和栈空间初始化工作的完成。

_start:
	/* Find preferred boot HART id */
	MOV_3R	s0, a0, s1, a1, s2, a2
	call	fw_boot_hart
	add	a6, a0, zero
	MOV_3R	a0, s0, a1, s1, a2, s2
	li	a7, -1
	beq	a6, a7, _try_lottery
	/* Jump to relocation wait loop if we are not boot hart */
	bne	a0, a6, _wait_relocate_copy_done

_try_lottery:
	/* Jump to relocation wait loop if we don't get relocation lottery */
	la	a6, _relocate_lottery
	li	a7, 1
	amoadd.w a6, a7, (a6)
	bnez	a6, _wait_relocate_copy_done

	/* Save load address */
	la	t0, _load_start
	la	t1, _start
	REG_S	t1, 0(t0)

boot hart在完成fdt的重定位后将进入c阶段

_fdt_reloc_done:

	/* mark boot hart done */
	li	t0, BOOT_STATUS_BOOT_HART_DONE
	la	t1, _boot_status
	REG_S	t0, 0(t1)
	fence	rw, rw
	j	_start_warm

其余的hart在等待BOOT_STATUS_BOOT_HART_DONE标志后,将也会进入c阶段

_wait_for_boot_hart:
	li	t0, BOOT_STATUS_BOOT_HART_DONE
	la	t1, _boot_status
	REG_L	t1, 0(t1)
	/* Reduce the bus traffic so that boot hart may proceed faster */
	nop
	nop
	nop
	bne	t0, t1, _wait_for_boot_hart
OpenSBI设备初始化阶段
<think>我们正在处理用户查询:"我想查找读取smp分析数据文件的方法 请问读取smp分析数据文件的方法" 根据引用[1]和引用[4]中的内容,SMP在计算机领域通常指对称多处理(Symmetric Multiprocessing),而引用[2]中提到的SMP是蓝牙安全管理协议(Security Manager Protocol)。用户的问题中提到“smp分析数据文件”,结合引用[1]和[4]的上下文,这里的SMP更可能指的是对称多处理相关的性能分析数据。 然而,引用[1]主要讨论了内存屏障(smp_wmb和smp_rmb)的使用,引用[4]则讨论了SMP调度机制(如进程绑定、NUMA等)。用户的问题是关于“读取smp分析数据文件”,这可能是与多核处理器性能分析相关的数据文件。 在Linux系统中,与SMP性能分析相关的工具和数据文件可能包括: 1. /proc/cpuinfo:查看CPU信息 2. /proc/interrupts:查看中断在各CPU核心的分布 3. /proc/stat:系统统计信息,包括CPU使用情况 4. perf工具:性能分析工具,可以记录并分析多核性能数据 5. ftrace:内核跟踪工具,可以记录内核事件 但是,用户特别提到“读取smp分析数据文件”,这可能是指某种特定的分析工具生成的数据文件。在引用中没有直接提到具体的文件格式,但我们可以根据常见的性能分析工具来推测。 考虑到引用[4]中提到了top/htop、ps、numactl等工具,这些工具通常用于实时监控和查看进程在CPU上的分布,但不会生成持久化的数据文件。而perf工具则可以生成数据文件(通常为perf.data),然后使用perf report等命令进行分析。 因此,我们推测用户可能想要读取由perf工具生成的SMP性能分析数据文件。 步骤: 1. 使用perf record命令记录系统性能,生成perf.data文件。 2. 使用perf report命令读取并分析perf.data文件。 另外,也可能是指其他工具生成的数据文件,如vmstat、mpstat等工具输出的数据,但这些通常是文本格式,可以直接用文本编辑器或命令行工具(如cat, less)读取。 由于用户的问题比较模糊,我们需要进一步澄清。但根据现有信息,我们提供两种可能的情况: 情况一:如果是perf生成的数据文件(perf.data) 读取方法:使用`perf report`命令 情况二:如果是其他工具生成的文本格式的性能数据(如mpstat的输出) 读取方法:使用文本编辑器或命令行工具(cat, less, awk等) 但是,引用中并没有明确说明具体的文件格式,因此我们只能提供一般性的指导。 考虑到引用[1]中提到了内存屏障,用户可能是在进行多线程并发程序的调试,因此使用perf工具的可能性较大。 因此,我们重点介绍perf数据文件的读取方法。 详细步骤: 1. 安装perf工具(如果尚未安装): 在基于Debian的系统上:`sudo apt install linux-tools-common linux-tools-generic` 在基于RHEL的系统上:`sudo yum install perf` 2. 记录性能数据(如果还没有数据文件): 使用命令:`sudo perf record -a -g` (-a表示所有CPU,-g表示记录调用图) 这将生成一个名为perf.data的文件。 3. 读取数据文件: 使用命令:`perf report` 这将启动一个交互式界面,展示性能分析结果。 4. 如果用户已经有一个perf.data文件,只需在文件所在目录运行`perf report`即可。 5. 其他读取方式:也可以将数据导出为文本格式:`perf script > output.txt`,然后用文本编辑器查看。 注意:perf.data文件是二进制格式,不能直接用文本编辑器查看,必须通过perf工具解析。 另外,用户也可能指的是分析SMP调度相关的日志或数据。例如,在调试多核调度问题时,可能会使用trace-cmd(基于ftrace)记录内核事件,生成的数据文件可以用图形化工具(如KernelShark)读取。 如果用户指的是ftrace的数据,那么读取步骤通常是: 1. 挂载debugfs:`mount -t debugfs none /sys/kernel/debug` 2. 使用trace-cmd记录:`trace-cmd record -e sched_switch` (记录进程切换事件) 3. 停止记录(Ctrl+C)后,生成trace.dat文件。 4. 读取:`trace-cmd report` 或使用KernelShark:`kernelshark trace.dat` 由于用户问题中并未明确具体的数据文件类型,我们提供两种可能性。 综上所述,我们建议: 1. 确认文件类型: - 如果文件名为perf.data,使用perf report - 如果文件名为trace.dat,使用trace-cmd report或kernelshark 2. 如果用户还没有数据文件,建议使用perf record或trace-cmd record进行记录。 3. 如果用户需要更详细的分析,可以使用perf的脚本功能或KernelShark的图形界面。 由于引用[3]是关于文件系统(EXT4)的删除原理,与当前问题关联不大。 引用[2]是关于蓝牙SMP协议,与当前问题无关。 因此,我们主要参考引用[1]和引用[4](SMP多核处理相关内容)。 最终回答: 用户想要读取SMP分析数据文件,我们假设该文件是用于分析多核处理器性能的。常见的工具是perf和ftrace(trace-cmd)。我们分别介绍这两种工具生成的数据文件的读取方法。 </think> 基于引用内容,关于读取SMP分析数据文件的方法可分为两类场景,具体操作如下: --- ### **1. 多核性能分析数据(引用[1][4])** 当分析多核处理器(SMP系统)的性能数据(如CPU调度、内存屏障事件)时: ```bash # 查看实时CPU负载分布(按核心) $ top -H # 或使用 htop $ ps -eo pid,psr,comm | grep <进程名> # 查看进程运行的CPU核心[^4] # 读取内核性能数据文件(需root权限) $ cat /proc/interrupts # 查看中断在各核心的分布 $ cat /proc/stat # 查看各核心的全局统计信息 $ perf report -i perf.data # 解析perf工具记录的二进制性能数据 ``` --- ### **2. 蓝牙安全协议数据(引用[2])** 当分析蓝牙SMP(Security Manager Protocol)数据包时: ```bash # 使用蓝牙嗅探工具捕获SMP协议数据 $ sudo btmon # 监控蓝牙HCI流量 $ wireshark # 图形化工具,过滤smp协议包 # 解析捕获的SMP数据文件 $ tshark -r smp_capture.pcap -Y "btatt.opcode == 0x08" # 提取SMP命令包 ``` --- ### **关键注意事项** - **权限要求**:访问系统级数据(如`/proc`、性能日志)需root权限[^4]。 - **工具依赖**:`perf`需安装`linux-tools`包,蓝牙分析需`bluez`和`libpcap`。 - **数据定位**: - 多核性能数据通常位于`/proc`或`/sys/devices/system/cpu` - 蓝牙SMP数据需通过抓包生成`.pcap`文件 > **提示**:若需分析文件系统底层操作(如inode删除日志),可参考`ext4`的调试日志[^3],但需内核配置`CONFIG_EXT4_DEBUG`。 ---
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