Linux per

    技术2025-07-21  11

    针对IA64体系结构,在Linux操作系统中,特别是针对SMP或者NUMA架构的多CPU系统的时候,描述每个CPU的私有数据的时候,Linux操作系统提供了per_cpu机制。per_cpu机制就是让每个CPU都有自己的私有数据段,便于保护与访问。

    通过宏DEFINE_PER_CPU,定义这种私有数据,只不过这种私有数据放在特定的数据段中。#define DEFINE_PER_CPU(type, name)     /__attribute__((__section__(“.data.percpu”)))   /PER_CPU_ATTRIBUTES __typeof__(type) per_cpu__##name在GCC中__typeof__相当于typeof(检查数据类型),用__typeof__为了兼容性。

    例如1:在Linux操作系统中,用于描述每个IA64CPU信息的数据结构的定义:DEFINE_PER_CPU(struct cpuinfo_ia64, cpu_info);

    例如2:描述每个CPU的状态的变量的定义:** State for each CPU*/DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state);

    系统如何为每个CPU保留这些私有数据的?在start_kernel函数中调用执行函数setup_per_cpu_areas( ),setup_per_cpu_areas( )定义如下:static void __init setup_per_cpu_areas(void){unsigned long size, i;char *ptr;unsigned long nr_possible_cpus = num_possible_cpus();/* Copy section for each CPU (we discard the original) */size = ALIGN(PERCPU_ENOUGH_ROOM, PAGE_SIZE);ptr = alloc_bootmem_pages(size * nr_possible_cpus);for_each_possible_cpu(i) {   __per_cpu_offset = ptr – __per_cpu_start;   memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end – __per_cpu_start);   ptr += size;         }}setup_per_cpu_areas( )的功能就是将.data.percpu中的数据拷贝到每个CPU的数据段中,每个CPU一份。其中CPU n 对应的专有数据区的首地址为__per_cpu_offset[n]。

    在Linux操作系统中,在系统启动的时候会生成以__per_cpu_start标识开头和__per_cpu_end标识结尾的数据段,在执行完函数setup_per_cpu_areas( )后,将.data.percpu中的数据拷贝到每个CPU数据段后,这个数据段就会释放(free)掉。.data.percpu定义如下(在arch/ia64/kernel/vmlinux.lds.S):{   __per_cpu_start = .;   *(.data.percpu)   *(.data.percpu.shared_aligned)   __per_cpu_end = .;}

    如何存取每个CPU的这些私有数据呢?第一种方法:取制定cpu的制定变量/** A percpu variable may point to a discarded regions. The following are* established ways to produce a usable pointer from the percpu variable* offset.*/#define per_cpu(var, cpu) /(*SHIFT_PERCPU_PTR(&per_cpu_var(var), per_cpu_offset(cpu)))#define SHIFT_PERCPU_PTR(__p, __offset) RELOC_HIDE((__p), (__offset))

     #define RELOC_HIDE(ptr, off)     /   ({ unsigned long __ptr;     /     __asm__ (“” : “=r”(__ptr) : “0″(ptr));   /     (typeof(ptr)) (__ptr + (off)); })第二种方法:取当前CPU的制定变量#define __get_cpu_var(var) /(*SHIFT_PERCPU_PTR(&per_cpu_var(var), my_cpu_offset))第三种方法:读后写的方式读取当前CPU的制定变量#define __raw_get_cpu_var(var) /(*SHIFT_PERCPU_PTR(&per_cpu_var(var), __my_cpu_offset))

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