# 十、 來源：[JOS學習筆記（十）](http://blog.csdn.net/roger__wong/article/details/9348057) > 神說、進程要有多個、可以分片、切換、互不影響． > 并要支持多任務、多處理器并行．事就這樣成了。 > 于是　神造了多個內核棧，又開辟多個寄存器。 > 就把這些擺列在內存里、內核空間里、 > 管理多核，分別任務．　神看著是好的． > 有晚上、有早晨、是第四日。 博主寫完論文，又寫了個簡單的編譯器，然后回來再拾起來差點爛尾的JOS發現代碼已經完全看不懂了，花了一整天時間復習之前自己寫的博客，才勉強做了實驗四的一點。 本篇博客內容對應課程地址（ http://pdos.csail.mit.edu/6.828/2011/labs/lab4/ ）locking標簽之前的內容，也就是多核CPU的初始化工作。博客分以下2部分來進行闡述，1、多核啟動流程，2、實驗部分 ## 1、多核CPU啟動流程 在內核加載和進行初始化時，即便是有一個多核CPU，也只能使用一個核，為了和JOS實驗中的描述一致，我們這里暫且把多個核（Core）稱之為多個CPU。 內核啟動過程中用于執行代碼的CPU叫做bootstrap processor (BSP)，其它還未被使用的CPU叫做application processors (APs)，所以在內核執行的時候必然會有的一個過程就是使用BSP來激活AP的過程。 對應JOS代碼是init.c中的init主函數，其關鍵片段如下：  lab2的 mem_init，lab3的env_init和trap_init，lab4的mp_init和lapic_init在這之后需要補充一個Big kernel Lock 暫時不用管，然后boot_ap函數啟動所有的CPU，接著有多少個CPU就建立多少個ENV。 在啟動過程中，mp_init和lapic_init是和硬件以及體系架構緊密相關的，通過讀取某個特殊內存地址（當然前提是能讀取的到，所以在mem_init中需要修改進行相應映射），來獲取CPU的信息，根據這些信息初始化CPU結構，大致流程就是這樣，博主因為能力所限，這部分就不進行詳細分析了。 boot_ap是個很有趣的函數。在函數中首先找到一段用于啟動的匯編代碼，該代碼和上一章實驗一樣是嵌入在內核代碼段之上的一部分，其中mpentry_start和mpentry_end是編譯器導出符號，代表這段代碼在內存（虛擬地址）中的起止位置，接著把代碼復制到MPENTRY_PADDR處。隨后調用lapic_startap來命令特定的AP去執行這段代碼。 這段匯編（mpentry.S）中所做的工作和entry.S所做的工作基本相同。需要注意的一點是每個CPU都有自己的寄存器和棧，需要啟動的AP目前還處于實模式，并且內存也沒有開啟分頁，因此所有和符號地址相關的操作都要非常謹慎的轉換為物理地址。 之后控制流跳轉到mp_main，值得注意的是從mpentry.S開始這些代碼都是執行在AP上的，此時BSP正在等待（while循環）AP啟動成功。在mp_main里可以看到AP初始化自己的env,trap等，接著改變自己的cpu數據結構中的cpu狀態標志為啟動成功，然后進入死循環空轉。BSP得到AP啟動成功的信息后接著嘗試啟動下一個AP。 整個啟動流程大概就是如此，下面進入實驗過程。 ## 2、實驗 ### 2.1 第一個任務是因為我們把代碼拷貝到了MPENTRY_PADDR處，所以要在初始化Page的時候把這一頁從Page_Free_List中取出來，以防止該頁被分配出去導致代碼拷貝的失敗進而不能正確啟動AP。  只需要在pmap.c的page_init函數的最后加上以上幾行代碼，首先獲取該地址對應的Page結構，然后從page_free_list中剝離就行。 如果正確的話，此時應該能通過check_page_free_list函數 ### 2.2 第二個實驗要求為每一個核映射其內核棧，也就是對于編號為i的cpu，需要映射KSTACKTOP-i\*(KSTKSIZE+KSTKGAP)-KSTKSIZE 到KSTACKTOP-i\*(KSTKSIZE+KSTKGAP) 這塊虛擬地址空間到符號percpu_kstacks[i]所對應的物理地址處，改變mp_mem_init函數，代碼如下：  值得注意的是，雖然課程中說此時應該可以通過check_kern_pgdir，但實際上是通不過的。原因在于BSP的內核棧被映射了兩次，第一次是在lab3中將內核棧映射到了bootstack，當時只有一個CPU，自然映射的是BSP的堆棧；第二次是在我們剛才寫的代碼里，將BSP（也就是cpunum()==0的CPU）的內核棧映射到了percpu_kstack[0]。詭異的是bootstack地址不等于percpu_kstack地址，而check_kern_pgdir里居然要求兩種映射都存在的情況下才能通過。這顯然是不可能的，感覺是JOS實驗設計中的一個疏忽吧。因此我把檢查bootstack的那段代碼注釋掉了，這樣才得以通過。 ### 2.3 第三個實驗是需要完成trap_init_percpu()函數，給相應的CPU加載正確的TSS段選擇子，代碼如下：  根據函數中的暗示+照葫蘆畫瓢，不難把代碼改成上述的樣子。 至此就完成了LAB4的PART A的一小部分，運行目前的OS可以看到（使用make qemu CPUS=4）可以發現創建了9個env，然后出現了未定義的sys_call，系統panic。