Linux SMP启动机制：BIOS与AP处理策略与smp_init函数详解

Linux启动过程在SMP（Symmetric Multi-Processing，对称多处理器）系统中有其独特之处。在SMP机器上，有两个关键角色：BSP（Bootstrapping Processor，引导处理器）和AP（Application Processor，应用处理器）。BSP负责早期的启动任务，而AP们则是在系统启动后执行实际应用的处理器。 在启动过程中，由于BIOS（Basic Input/Output System）不支持多线程，为避免AP干扰BSP执行BIOS代码，系统需要采取措施让AP进入中断屏蔽状态。这可以通过两种方式实现：一是利用系统硬件内置的机制，如高级可编程中断控制器（APIC）；二是通过BIOS程序直接控制AP状态，使它们在BIOS初始化期间保持休眠。 BIOS的主要职责之一是初始化APIC和其他多处理器相关组件，并创建系统配置表格，这些信息对于后续的操作系统加载至关重要。BIOS完成后，通常由MBR（Master Boot Record）中的引导程序（如GRUB或LILO）将内核加载到内存中，然后执行head.S文件中的startup_32函数，最终调用start_kernel。 start_kernel函数是Linux内核的起点，它进行一系列初始化后，会调用smp_init()函数来启动其他AP。smp_init()是SMP启动的核心步骤，它负责唤醒并初始化每个AP，将系统切换到多处理器模式。在这个阶段，1号进程（通常是init进程）负责创建后续进程，并调用rest_init()，通过init()函数初始化第一个用户级进程，同时自身进入cpu_idle()状态，成为0号进程。 总结来说，Linux在SMP启动过程中，通过BSP和AP的分工，以及BIOS、APIC和中断系统的协调，确保了多处理器环境的稳定运行，并在启动过程中设置了必要的硬件和系统配置，为后续操作系统的高效执行奠定了基础。理解和掌握这些细节对于深入学习和维护SMP架构的Linux系统至关重要。