ARM学习（23）AMP和SMP的认识与理解

ZhangYixi • 2023年7月31日 pm8:31 • ARM理解

笔者来聊聊AMP和SMP架构理解（多核下系统）。

1、简介介绍

笔者经常听到ARM架构时，谈到SMP的架构或者AMP的架构，今天特意来了解一下，主要是针对多core处理，对于常见的MCU应用场景，可以比较少，往往是需要较强的性能或者应付复杂的场景，会碰到多核的场景。

SMP：Symmetric multiprocessing，对称多处理器

AMP：ASymmetric multiprocessing，非对称处理器

故名思意，

对称处理器，其结构上是相同的，比如架构的一些特性，核的架构，指令集，以及内存空间等，
非对称处理器，往往每个core都有特殊的地址，比如地址空间不同，又比如core的架构不同，指令集不同，运行的OS也不同，所以，往往都是独立编译，而SMP是统一编译，则一个elf文件，而AMP则是每个core一个elf文件。

2、对称处理器 SMP

主要Core的运行方式特点有如下：

运行的指令集相同，架构相同
运行的OS相同
使用项目的内存空间和地址映射
共享相同的地址空间（物理以及虚拟）
符号表相同

上图绘制了一个SMP的示例图，其每个core的内存空间相同，都可以访问程序中的每个函数，即符号表是共享的，那么OS则也是运行的相同的，指令集是相同的。
内存空间相同，每个core看到的地址和函数都是一样的地址，比如使用指针函数获取地址时，获取同一个函数地址都是相同的，也可以正常执行，如果地址空间不同，则需要注意，不能直接获取地址执行。
再来说说符号表，ARM学习（7） symbol 符号表以及调试，笔者之前介绍过一次，就是所有的符号都可以搜索到，可以正常编译，主要就是（全局变量，函数，链接器生成的一些符号等）
指令集就不做过多介绍,ARM学习（6）指令集学习，这个可能体现的不那么明显，用户往往看不到，看汇编指令或者异常架构时会学习到这个，比如启动，中断向量表等。
栈和core内的cache就不多说了，肯定是各自独立的，当然也有共享的cache，比如L2 L3这种cache

Trace32加载时，选择一个elf文件即可，可以同时看到多个core的寄存器信息(寄存器这些数量等都是相同的)，包括当前Pc的位置等

可以随便切换core，看到其他core在执行函数的位置。

3、非对称处理器 AMP

主要Core的运行方式特点有如下：

运行的指令集或者架构不同
运行的OS不同
拥有不同的内存空间和地址映射
拥有各自的地址空间（物理和虚拟）
符号表信息不同

再来看看AMP的架构，core之间的内存空间独立，架构或者指令集可能不一样，符号表都是属于各自的，通信可以通过共享的内存进行通信，但是通信的地址和外部设备的地址可能不同，也可能相同。

core之间地址独立，意思可能双core的地址空间独立编址，比如有部分空间都是从0地址开始，所以地址即无法访问对方的空间，这也不是完全绝对的，有些地址空间也可以通过总线映射，让对方访问，不过各自的core在自己的视野里看到对方的core的地址会不同。
elf文件各自独立，即需要两次编译两次链接形成各自的可执行文件，所以相关的宏以及符号表都会有所不同，当然运行的OS也会不同，
地址不同，带来的编程方式也不同，各自core视野地址不同，则无法使用地址来进行内存空间访问。

Trace32 需要开启两个窗口分别进行debug，然后分别选择对应core的elf文件。