是否可以使用 INIT-SIPI-SIPI 序列唤醒所有内核都处于实模式的英特尔内核？

Question

是否可以使用 INIT-SIPI-SIPI 序列唤醒所有内核都处于实模式的英特尔内核？

vit*_*lho 7 x86 assembly multicore dos fasm

我正在使用 DOS 启动并启动我的应用程序test.exe。该程序以实模式启动 BSP（引导处理器）并访问 APIC 表FEE0:0000以启用偏移量处的 SVI（伪向量中断）0x0F0并INIT-SIPI-SIPI使用ICR_low（偏移量 0x300）和ICR_high（偏移量 0x310）发送序列。BSP 进入循环jmp $以停止执行并让 AP（应用处理器）在地址处执行代码0000:8000并打印一个字符。

似乎消息没有发送到 AP，因为我没有看到它们中的任何一个在显示器上打印任何内容。

我在实模式下使用 FreeDos。编译我使用FASM（平面汇编程序）

我使用了OsDev手册，其中包含我用来测试的代码（经过一些修改）尽可能简单，看看我是否可以让它工作。我还参考了英特尔程序员手册和其他规范以及 Code Project 中的教程。

我只是想唤醒 AP 并执行一些简单的代码。我发现的所有示例都进入了虚幻模式、保护模式、长模式或专注于多核处理。我写这段代码只是为了理解它是如何工作的。

我的代码是：

    format MZ  

    USE16 

    start:
    mov ax, cs
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax
    xor sp, sp
    cld
    ;Clear screen                
       mov ax, 03h
       int 10h
    ;Move payload to the desired address
       mov si, payload
       mov cx, payload_end-payload + 1
       mov bx,es
       mov ax,7c0h
       mov es,ax
       mov di,400h                 ;07c0:400 = 8000h
       rep movsb
       mov es,bx
    ;Enable APIC table
       call enable_lapic
    ; Wakeup the other APs
      ;INIT
       call lapic_send_init
       mov cx, WAIT_10_ms
       call us_wait
      ;SIPI
       call lapic_send_sipi
       mov cx, WAIT_200_us
       call us_wait
      ;SIPI
       call lapic_send_sipi

      ;Jump to the payload
      ;Para teste de acordar nucleos
      jmp 0000h:8000h ;voltar esse depois


    ;Payload é o código que será movido para o endereço físico 0x08000
    payload:
      mov ax, cs
      mov ds, ax
      xor sp, sp
      cld
    ;Only print letter 'A' directly to video memory
      mov cx,0b800h
      mov es,cx
      mov di,00h
      mov al,41h
      stosb
      cli    
      hlt    
    payload_end:

    enable_lapic:
      mov ecx, IA32_APIC_BASE_MSR
      rdmsr
      or ah, 08h ;Enable global APIC flag
      wrmsr
      and ah, 0f0h ; Mask to obtain APIC_Base address
      mov DWORD [APIC_BASE], eax ;Save it
      shr eax,16
      mov bx,fs
      mov fs,ax
      mov ecx, DWORD [fs:APIC_REG_SIV] ;Load value from SIV (FEE0:00F0) to ecx
      or ch, 01h    ;bit8: APIC SOFTWARE enable/disable
      mov DWORD [fs:APIC_REG_SIV], ecx ;Save it
      mov fs,bx
      ret

    IA32_APIC_BASE_MSR = 1bh
    APIC_REG_SIV       = 0f0h
    APIC_REG_ICR_LOW   = 300h
    APIC_REG_ICR_HIGH  = 310h
    APIC_REG_ID        = 20h

    APIC_BASE         dd 00h

    ;CX = Wait (in ms) Max 65536 us (=0 on input)
    us_wait:
      mov dx, 80h               ;POST Diagnose port, 1us per IO
      xor si, si
      rep outsb
      ret
      WAIT_10_ms     = 10000
      WAIT_200_us    = 200

    lapic_send_init:
      mov eax, DWORD [APIC_BASE]
      xor ebx, ebx
      shr eax,16
      mov cx,fs
      mov fs,ax
      mov DWORD [fs:APIC_REG_ICR_HIGH], ebx
      mov ebx, 0c4500h
      mov DWORD [fs:APIC_REG_ICR_LOW], ebx  ;Writing the low DWORD sent the IPI
      mov fs,cx
      ret

    lapic_send_sipi:
      mov eax, DWORD [APIC_BASE]
      xor ebx, ebx
      shr eax,16
      mov cx,fs
      mov fs,ax
      mov DWORD [fs:APIC_REG_ICR_HIGH], ebx
      mov ebx, 0c4608h
      mov DWORD [fs:APIC_REG_ICR_LOW], ebx  ;Writing the low DWORD sent the IPI
      mov fs,cx
      ret

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我希望 BSP 进入无限循环，AP 在 0000:8000 执行代码并在视频内存中打印“A”。

11/06/2019 大家好！

现在我有一个可以访问保护模式的代码。因为我很难进入虚幻模式，所以我决定保持保护模式并通过这种方式启用所有内核。

这是一个简单的代码，但 Michael Petch 怎么说，我试图在引导加载程序的情况下做到这一点。

这是代码：

“将二进制格式设置为‘bin’

use16

org 0x7C00

boot:
    mov ax, cs
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax
    xor sp, sp

   ;Clear screen
   ; mov ax, 03h
   ; int 10h

   ;Set VGA text mode 3
    mov ax,0x3
    int 0x10

   ;Move payload to the desired address
    mov si, payload
    mov cx, payload_end-payload + 1
    ;mov si,boot2
    ;mov cx,boot2_end-boot2+1
    mov bx,es
    mov ax,7c0h
    mov es,ax
    mov di,400h                 ;07c0:400 = 8000h
    rep movsb
    mov es,bx

    ;jmp 0000h:8000h

    call enableA20Line

    call enterProtectedMode

use32

    ;Enable the APIC
     call enable_lapic

    ;INIT
     call lapic_send_init
     ;mov cx, WAIT_10_ms
     ;call us_wait
     .Verify1:
        PAUSE
        MOV EBX,[APIC_BASE]
        MOV EAX,[EBX+0x300];
        SHR EAX,12
        TEST EAX,1
        JNZ .Verify1
     MOV EDI,[APIC_BASE]
     ADD EDI,0xB0
     MOV dword [EDI],0

    ;SIPI
     call lapic_send_sipi
     ;mov cx, WAIT_200_us
     ;call us_wait
     .Verify2:
        PAUSE
        MOV EBX,[APIC_BASE]
        MOV EAX,[EBX+0x300];
        SHR EAX,12
        TEST EAX,1
        JNZ .Verify2
     MOV EDI,[APIC_BASE]
     ADD EDI,0xB0
     MOV dword [EDI],0

    ;SIPI
     call lapic_send_sipi
     ;mov cx, WAIT_200_us
     ;call us_wait
     .Verify3:
        PAUSE
        MOV EBX,[APIC_BASE]
        MOV EAX,[EBX+0x300];
        SHR EAX,12
        TEST EAX,1
        JNZ .Verify3
     MOV EDI,[APIC_BASE]
     ADD EDI,0xB0
     MOV dword [EDI],0

    ;mov eax,0x8000
    ;jmp DWORD[eax]
    ;jmp boot2
    ;jmp 0x8000
    ;jmp $
    ;cli
    ;hlt
    mov eax,0x000b8010
    mov dword[eax],0e41h
    cli
    hlt

use16

enableA20Line:
    mov ax,0x2401
    int 0x15 ;enable A20 bit
    ret

enterProtectedMode:
    lgdt[gdt_pointer]
    mov eax,cr0
    or eax,0x1 ;set the protected mode bit on special cpu reg CR0
    mov cr0,eax

    jmp CODE_SEG:exit ;long jump to the code segment
    exit:
    ret

gdt_pointer:
    dw gdt_end - gdt_start
    dd gdt_start
CODE_SEG = gdt_code - gdt_start
DATA_SEG = gdt_data - gdt_start

gdt_start:
    dq 0x0        ;NULL segment
gdt_code:
    dw 0xFFFF
    dw 0x0
    db 0x0
    db 10011010b
    db 11001111b
    db 0x0
gdt_data:
    dw 0xFFFF
    dw 0x0
    db 0x0
    db 10010010b
    db 11001111b
    db 0x0
gdt_end:

;CX = Wait (in ms) Max 65536 us (=0 on input)
 us_wait:
  mov dx, 80h               ;POST Diagnose port, 1us per IO
  xor si, si
  rep outsb
  ret

  WAIT_10_ms     = 10000
  WAIT_200_us    = 200

use32

enable_lapic:
  mov ecx, IA32_APIC_BASE_MSR
  rdmsr
  or ah, 08h        ;bit11: APIC GLOBAL Enable/Disable
  wrmsr

  and ah, 0f0h
  mov DWORD [APIC_BASE], eax

  mov ecx, DWORD [eax+APIC_REG_SIV]
  ;or ch, 01h                                ;bit8: APIC SOFTWARE enable/disable
  or edx,01FFh
  mov DWORD [eax+APIC_REG_SIV], ecx

  mov DWORD[eax+0B0h],00h
  ret

lapic_send_init:
  mov eax, DWORD [APIC_BASE]

  xor ebx, ebx
  mov DWORD [eax+APIC_REG_ICR_HIGH], ebx

  mov ebx, 0c4500h
  mov DWORD [eax+APIC_REG_ICR_LOW], ebx  ;Writing the low DWORD sent the IPI
  ret

lapic_send_sipi:
  mov eax, DWORD [APIC_BASE]

  xor ebx, ebx
  mov DWORD [eax+APIC_REG_ICR_HIGH], ebx

  mov ebx, 0c4608h
  mov DWORD [eax+APIC_REG_ICR_LOW], ebx  ;Writing the low DWORD sent the IPI
  ret

 IA32_APIC_BASE_MSR = 1bh

 APIC_REG_SIV       = 0f0h

 APIC_REG_ICR_LOW   = 300h
 APIC_REG_ICR_HIGH  = 310h

 APIC_REG_ID        = 20h

 APIC_BASE        dd  00h



boot2:
    mov ax,DATA_SEG
    mov ds,ax
    mov es,ax
    mov fs,ax
    mov gs,ax
    mov ss,ax

    mov esi,hello2
    mov ebx,0b8000h
    .loop:
        lodsb
        or al,al
        jz halt
        or eax,0x0100
        mov word[ebx],ax
        add ebx,2
        jmp .loop
halt:
    cli
    hlt
    hello2: db "Hello world!",0
boot2_end:

use16

payload:
    mov ax,cs
    mov ds,ax
    xor sp,sp

    mov ax,0b800h
    mov es,ax
    mov di,20h
    mov ax,0e45h
    mov [es:di],al

    cli
    hlt
    ;jmp $

payload_end:

times 510 - ($-$$) db 0 ; pad remaining 510 bytes with zeroes
dw 0xaa55 ; magic bootloader magic - marks this 512 byte sector bootable!"

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

现在我正在寻找一个延迟例程来发送 init 和 sipi 消息。我认为这是问题所在，因为这还没有奏效。

BSP 在位置 10 打印字母“A”，任何人都应该在位置 20 打印另一个字母，但只打印“A”。

在我寻找如何让它发挥作用时，有什么想法可以帮助我吗？

提前致谢。

OBS：现在我学会了如何使用“qemu”模拟器，我正在模拟里面的所有内容。

第二次编辑：代码有效。我正在使用只有 1 个内核的 qemu 模拟器。当我使用 2 个或更多内核时，代码有效！！

您需要使用不带引号的“qemu-system-x86_64 -cpu 486 -smp 2 'path'”。

2019 年 6 月 12 日我尝试在真正的计算机上运行它，但它只执行重置循环。有人知道吗？

14/06/2019 你好！我又来了！我处理了有关 DOS 内部线性寻址的这个大问题，并使用以前的 .exe 程序解决了该问题，该程序将 kernel.bin（发送 INIT-SIPI-SIPI 的程序）复制到 0xXXXXXXXX 地址。在 kernel.bin 里面我放了“org 0xXXXXXXXX”，现在我不需要解决我使用的所有指针。现在 INIT-SIPI-SIPI 序列正在工作。

链接：在 DOS EXE 程序中从保护模式切换到实模式

我需要做的另一件事是在退出程序之前退出保护模式。如果我不这样做，DOS 就会崩溃。所以我使用上面的链接来解决线性寻址（通过将大部分代码复制到已知的内存位置）并将控制权返回给 DOS。

这很有趣，因为我将 AP 核心放在一个循环中，在屏幕上打印“来自另一个核心的你好”，然后 BSP 退出程序并返回到 dos。无论您做什么，都无法清除消息。

知道我将编写一个简单的蹦床代码，将内核放在不同的位置并执行 4 个计数器例程。这是唤醒内核并为它们提供一些工作的功能的开始。之后我会以正确的方式实现 MP 和 MDAT 表检测。

谢谢！

Answer 1

Bre*_*dan 4

是否可以使用 INIT-SIPI-SIPI 序列唤醒所有内核处于实模式的英特尔内核？

也许吧）。有2个选择：

a) 如果 CPU 支持 x2APIC，则您可以启用它并使用 MSR 发送 INIT-SIPI-SIPI 序列（无需访问实模式下无法访问的地址处的内存映射寄存器）。

b) 对于 xAPIC；可以更改本地 APIC 使用的地址（通过写入 APIC_BASE MSR），以便可以在实模式下访问它。然而，这需要格外小心，因为本地 APIC 不应放置在已在使用中的任何位置，并且您在实模式下可以访问的所有空间很可能已在使用中。为了解决这个问题，您可能需要“特定于芯片组”的代码来修改访问的路由位置（到 RAM，到 PCI 总线，..），然后使用代码来重新配置 MTRR 以适应。APIC_BASE MSR 也有点“特定于 CPU”（80486 上不存在，其他供应商的 CPU 上可能不存在）。注意：我不认为这个选项合理或实用（特别是对于需要在多台计算机上运行的代码）。

注意：您应该只启动固件认为存在的 CPU（并且不应向有故障和禁用的 CPU 广播 INIT-SIPI-SIPI 序列）；并且您很可能无法在实模式下访问 ACPI 表（需要找出存在哪些 CPU）。出于这个原因（因为在不使用保护模式的情况下启动其他 CPU 是没有意义的）我的答案应该被视为“仅用于学术目的”。

归档时间：	6 年，9 月前
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最近记录：	6 年，7 月前