Linux内核同步机制之Per-CPU变量_linux 内核 percpu 原因

本文转自 http://www.wowotech.net/kernel_synchronization/per-cpu.html。蜗窝出品，必属精品。

一、源由：为何引入 Per-CPU 变量？

1、lock bus 带来的性能问题

        在 ARM 平台上，ARMv6 之前，SWP 和 SWPB 指令被用来支持对 shared memory 的访问：

SWP <Rt>, <Rt2>, [<Rn>]

Rn 中保存了 SWP 指令要操作的内存地址，通过该指令可以将 Rn 指定的内存数据加载到 Rt 寄存器，同时将 Rt2 寄存器中的数值保存到 Rn 指定的内存中去。

        我们在原子操作那篇文档中描述的 read-modify-write 的问题，本质上是一个保持对内存 read 和 write 访问的原子性的问题。也就是说对内存的读和写的访问不能被打断。对该问题的解决可以通过硬件、软件或者软硬件结合的方法来进行。早期的 ARM CPU 给出的方案就是依赖硬件：SWP 这个汇编指令执行了一次读内存操作、一次写内存操作。但是从程序员的角度看，SWP 这条指令就是原子的，读写之间不会被任何的异步事件打断。具体底层的硬件是如何做的呢？这时候，硬件会提供一个 lock signal，在进行 memory 操作的时候设定 lock 信号，告诉总线这是一个不可被中断的内存访问，直到完成了 SWP 需要进行的两次内存访问之后再 clear lock 信号。（对于 SWP 指令，笔者还是想不通原子自加一操作是如何完成的，即 Rt2 寄存器的值依赖 Rt 寄存器中的值。希望知晓的读者能留言释疑，感激不尽。）

        lock memory bus 对多核系统的性能造成严重的影响（系统中其他的 processor 对那条被 lock 的 memory bus 的访问就被 hold 住了），如何解决这个问题？最好的锁机制就是不使用锁，因此解决这个问题可以使用釜底抽薪的方法，那就是不在系统中的多个 processor 之间共享数据，给每一个 CPU 分配一个不就 OK 了吗？

        当然，随着技术的发展，在 ARMv6 之后的 ARM CPU 已经不推荐使用 SWP 这样的指令，而是提供了 LDREX 和 STREX 这样的指令。这种方法是使用软硬件结合的方法来解决原子操作问题，看起来代码比较复杂，但是系统的性能可以得到提升（LDREX 和 STREX 相较 SWP，优势体现在 SMP 架构上）。其实，从硬件角度看，LDREX 和 STREX 这样的指令也是采用了 lock-free 的做法。OK，由于不再 lock bus（指的 ARMv6 后的 LDREX 和 STREX 这样的指令），看起来 Per-CPU 变量存在的基础被打破了。不过考虑 cache 的操作，实际上它还是有意义的。

2、cache 的影响

        在 The Memory Hierarchy 文档中，我们已经了解了关于 memory 一些基础的知识，一些基础的内容，这里就不再重复了。我们假设一个多核系统中的 cache 如下：

每个 CPU 都有自己的 L1 cache（包括 data cache 和 instruction cache），所有的 CPU 共用一个 L2 cache。L1、L2 以及 main memory 的访问速度之间的差异都是非常大，最高的性能的情况下当然是 L1 cache hit，这样就不需要访问下一阶 memory 来加载 cache line。

        我们首先看在多个 CPU 之间共享内存的情况。这种情况下，任何一个 CPU 如果修改了共享内存就会导致所有其他 CPU 的 L1 cache 上对应的 cache line 变成 invalid（硬件完成）。虽然对性能造成影响，但是系统必须这么做，因为需要维持 cache 的同步。将一个共享 memory 变成 Per-CPU memory 本质上是一个耗费更多 memory 来解决 performance 的方法。当一个在多个 CPU 之间共享的变量变成每个 CPU 都有属于自己的一个私有的变量的时候，我们就不必考虑来自多个 CPU 上的并发，仅仅考虑本 CPU 上的并发就 OK 了（Per-CPU 变量解决的是多个 CPU 上的并发，本 CPU 上的并发需要其它的同步机制来解决）。当然，还有一点要注意，那就是在访问 Per-CPU 变量的时候，不能调度（Per-CPU 变量和禁止抢占加在一起才能完全避免多个 CPU 上的并发），当然更准确的说法是该 task 不能调度到其他 CPU 上去。目前的内核的做法是在访问 Per-CPU 变量的时候 disable preemptive，虽然没有能够完全避免使用锁的机制（disable preemptive也是一种锁的机制），但毫无疑问，这是一种代价比较小的锁。

二、接口

1、静态声明和定义 Per-CPU 变量的 API 如下表所示：

        看到这样“丰富多彩”的 Per-CPU 变量的 API，你是不是已经醉了。这些定义使用在不同的场合，主要的 factor 包括：

       －该变量在 section 中的位置

       －该变量的对齐方式

       －该变量对 SMP 和 UP 的处理不同

       －访问 Per-CPU 的形态

        例如：如果你准备定义的 Per-CPU 变量是要求按照 page 对齐的，那么在定义该 Per-CPU 变量的时候需要使用 DECLARE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED。如果只要求在 SMP 的情况下对齐到 cache line，那么使用DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED 来定义该 Per-CPU 变量。

2、访问静态声明和定义 Per-CPU 变量的 API

        静态定义的 Per-CPU 变量不能像普通变量那样进行访问，需要使用特定的接口函数，具体如下：

get_cpu_var(var)
 
put_cpu_var(var)

上面这两个接口函数已经内嵌了锁的机制（preempt disable），用户可以直接调用该接口进行本 CPU 上该变量副本的访问。如果用户确认当前的执行环境已经是 preempt disable（例如持有 spinlock），那么可以使用 lock-free 版本的 Per-CPU 变量的API：__get_cpu_var。

3、动态分配 Per-CPU 变量的 API 如下表所示：

4、访问动态分配 Per-CPU 变量的 API 如下表所示：

三、实现

1、静态 Per-CPU 变量定义

        我们以 DEFINE_PER_CPU 的实现为例子，描述 Linux kernel 中如何实现静态 Per-CPU 变量定义。具体代码如下：

#define DEFINE_PER_CPU(type, name)           \
    DEFINE_PER_CPU_SECTION(type, name, "")

type 就是变量的类型，name 是 Per-CPU 变量符号。DEFINE_PER_CPU_SECTION 宏可以把一个 Per-CPU 变量放到指定的 section 中，具体代码如下：

#define DEFINE_PER_CPU_SECTION(type, name, sec)         \
    __PCPU_ATTRS(sec) PER_CPU_DEF_ATTRIBUTES            \------安排section
    __typeof__(type) name--------------------------------------定义变量

在这里具体 arch specific 的 percpu 代码中（arch/arm/include/asm/percpu.h）可以定义 PER_CPU_DEF_ATTRIBUTES，以便控制该 Per-CPU 变量的属性。当然，如果 arch specific 的 percpu 代码不定义，那么在 general arch-independent 的代码中（include/asm-generic/percpu.h）会定义为空。这里可以顺便提一下 Per-CPU 变量的软件层次：

（1）arch-independent interface（架构无关层）。在include/linux/percpu.h文件中，定义了内核其他模块要使用 percpu 机制使用的接口 API 以及相关数据结构的定义。内核其他模块需要使用 Per-CPU 变量接口的时候需要 include 该头文件。

（2）arch-general interface（架构通用层）。在 include/asm-generic/percpu.h 文件中。如果所有的 arch 相关的定义都是一样的，那么就把它抽取出来，放到 asm-generic 目录下。毫无疑问，这个文件定义的接口和数据结构是硬件相关的，只不过软件抽象各个 arch-specific 的内容，形成一个 arch general layer。一般来说，我们不需要直接 include 该头文件，include/linux/percpu.h 会 include 该头文件。

（3）arch-specific（特定架构层）。这是和硬件相关的接口，在 arch/arm/include/asm/percpu.h，定义了 ARM 平台中，具体和 percpu 相关的接口代码。

        我们回到正题，看看 __PCPU_ATTRS 的定义：

#define __PCPU_ATTRS(sec)                                          \
    __percpu __attribute__((section(PER_CPU_BASE_SECTION sec)))    \
    PER_CPU_ATTRIBUTES

PER_CPU_BASE_SECTION 定义了基础的 section name symbol，定义如下：

#ifndef PER_CPU_BASE_SECTION
#ifdef CONFIG_SMP
#define PER_CPU_BASE_SECTION ".data..percpu"
#else
#define PER_CPU_BASE_SECTION ".data"
#endif
#endif

       虽然有各种各样的静态 Per-CPU 变量定义方法，但都是类似的，只不过是放在不同的 section 中，属性不同而已。这里就不看其他的实现了，直接给出 section 的安排：

（1）普通 Per-CPU 变量的 section 安排

（2）first Per-CPU 变量的 section 安排

（3）SMP shared aligned Per-CPU 变量的 section 安排

（4）aligned Per-CPU 变量的 section 安排

（5）page aligned Per-CPU 变量的 section 安排

（6）read mostly Per-CPU 变量的 section 安排

       了解了静态定义 Per-CPU 变量的实现，但是为何要引入这么多的 section 呢？对于 kernel 中的普通变量，经过了编译和链接后，会被放置到 .data 或者 .bss 段，系统在初始化的时候会准备好一切（例如 clear bss）。由于 Per-CPU 变量的特殊性，内核将这些变量放置到了其他的 section，位于 kernel address space 中 __per_cpu_star t和 __per_cpu_end 之间，我们称之 Per-CPU 变量的原始变量（我也想不出什么好词了）。

       只有 Per-CPU 变量的原始变量还是不够的，必须为每一个 CPU 建立一个副本，怎么建？直接静态定义一个 NR_CPUS 的数组？NR_CPUS 定义了系统支持的最大的 processor 的个数，并不是实际中系统 processor 的数目，这样的定义非常浪费内存。此外，静态定义的数据在内存中连续，对于 UMA（Uniform Memory Architechture，统一内存访问架构，了解即可） 系统而言是 OK 的，对于 NUMA（Non Uniform Memory Architechture） 系统，每个 CPU 上的 Per-CPU 变量的副本应该位于它访问最快的那段 memory 上，也就是说 Per-CPU 变量的各个 CPU 副本可能是散布在整个内存地址空间的，而这些空间之间是有空洞的。本质上，副本 Per-CPU 内存的分配归属于内存管理子系统，因此，分配 Per-CPU 变量副本的内存本文不会详述，大致的思路如下：

       内存管理子系统会根据当前的内存配置为每一个 CPU 分配一大块 memory。对于 UMA，这个 memory 也是位于 main memory，对于 NUMA，有可能是分配最靠近该 CPU 的 memory（也就是说该 CPU 访问这段内存最快），但无论如何，这些都是内存管理子系统需要考虑的。无论静态还是动态 Per-CPU 变量的分配，其机制都是一样的，只不过，对于静态 Per-CPU 变量，需要在系统初始化的时候，对应 percpu section，预先动态分配一个同样 size 的 percpu chunk。在 vmlinux.lds.h 文件中，定义了 percpu section 的排列情况：

#define PERCPU_INPUT(cacheline)                        \
    VMLINUX_SYMBOL(__per_cpu_start) = .;               \
    *(.data..percpu..first)                            \
    . = ALIGN(PAGE_SIZE);                              \
    *(.data..percpu..page_aligned)                     \
    . = ALIGN(cacheline);                              \
    *(.data..percpu..readmostly)                       \
    . = ALIGN(cacheline);                              \
    *(.data..percpu)                                   \
    *(.data..percpu..shared_aligned)                   \
    VMLINUX_SYMBOL(__per_cpu_end) = .;

对于 build in 内核的那些 Per-CPU 变量，必然位于 __per_cpu_start 和 __per_cpu_end 之间的 percpu section。在系统初始化的时候（setup_per_cpu_areas），分配 percpu memory chunk，并将 percpu section copy 到每一个 chunk 中。

2、访问静态定义的 Per-CPU 变量

       代码如下：

#define get_cpu_var(var) (*({                \
    preempt_disable();                       \
    &__get_cpu_var(var); }))

再看到 get_cpu_var 和 __get_cpu_var 这两个符号，相信广大人民群众已经相当的熟悉，一个持有锁的版本，一个 lock-free 的版本。为防止当前 task 由于抢占而调度到其他的 CPU 上，在访问 percpu memory 的时候都需要使用 preempt_disable 这样的锁的机制。我们来看 __get_cpu_var：

#define __get_cpu_var(var) (*this_cpu_ptr(&(var)))
 
#define this_cpu_ptr(ptr) __this_cpu_ptr(ptr)

对于 ARM 平台，我们没有定义 __this_cpu_ptr，因此采用 asm-general 版本的：

#define __this_cpu_ptr(ptr) SHIFT_PERCPU_PTR(ptr, __my_cpu_offset)

SHIFT_PERCPU_PTR 这个宏定义从字面上就可以看出它是可以从原始的 Per-CPU 变量的地址，通过简单的变换（SHIFT）转成实际的 Per-CPU 变量副本的地址。实际上，percpu 内存管理模块可以保证原始的 Per-CPU 变量的地址和各个 CPU 上的 Per-CPU 变量副本的地址有简单的线性关系（就是一个固定的 offset）。__my_cpu_offset 这个宏定义就是和 offset 相关的，如果 arch specific 没有定义，那么可以采用 asm general 版本的，如下：

#define __my_cpu_offset per_cpu_offset(raw_smp_processor_id())

raw_smp_processor_id 可以获取本 CPU 的 ID，如果没有 arch specific 没有定义 __per_cpu_offset 这个宏，那么 offset 保存在 __per_cpu_offset 的数组中（下面只是数组声明，具体定义在 mm/percpu.c 文件中），如下：

#ifndef __per_cpu_offset
extern unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 
#define per_cpu_offset(x) (__per_cpu_offset[x])
#endif

对于 ARMV6K 和 ARMv7 版本，offset 保存在 TPIDRPRW 寄存器（又是架构相关的东西，尴尬）中，这样是为了提升系统性能。

3、动态分配 Per-CPU 变量

        这部分内容留给内存管理子系统吧。

四、精彩评论

        精选原文下面的部分评论如下，并记录下笔者对各个问题的看法：

bird
2019-08-26 16:02

很多人在考虑同步的事情，可能是因为例子里提到了 lock bus 这些。其实本质上，Per-CPU 是基于空间换时间的方法，让每个 CPU 都有自己的私有数据段（放在 L1 中），并将一些变量私有化到每个 CPU 的私有数据段中。单个 CPU 在访问自己的私有数据段时，不需要考虑其他 CPU 之间的竞争问题，也不存在同步的问题。注意只有在该变量在各个 CPU 上逻辑独立时才可使用。

 

xiaoai
2019-05-27 17:51

Hi linux：
当然，还有一点要注意，那就是在访问 Per-CPU 变量的时候，不能调度，当然更准确的说法是该 task 不能调度到其他 CPU 上去。
我不太理解这里，即使调度到其他 CPU 上面去也没关系啊，反正访问操作的也是其他 CPU 上的值。我理解是处理好本 CPU 上的同步就好了，关闭调度是为了避免该 CPU 上其他可能存在的并发调度。

bird
2019-08-26 15:59

@xiaoai：因为 Per-CPU 的原则是各个 CPU 只访问属于自己的数据，故在实际访问时要关闭抢占。即当 A CPU 在访问自己的私有变量时，该 task 不能被调度到其他 CPU 上去，不然就造成了 B CPU 在访问 A CPU 的私有变量。

笔者理解：上面这段评论我个人理解 bird 同学的说法是没有问题的，但总觉得没有透彻解释为什么 xiaoai 同学的说法不对。正如上面我用红色字体标明的那部分文字，xiaoai 同学之所以认为正在访问 Per-CPU 变量的 task（为方便表述，记为A） 被调度到其它 CPU 上也没关系，是因为他认为就算 task A 在其它 CPU 上运行，访问操作的也是其它 CPU 上的 Per-CPU 变量。这是不对的！顺着 xiaoai 同学的思路，我们假设 get_cpu_var 没有禁止抢占，那么代码就会变成：

#define get_cpu_var(var) (*({                \
    &__get_cpu_var(var); }))

假设 task A 最开始欢快地运行在 CPU0 上，那么执行完 get_cpu_var 后 task A 拿到的就是 CPU0 的 Per-CPU 副本。假设此时发生调度，随后 task A 被调度到了 CPU1 上，而 task B 获得 CPU0 的执行权，很不巧，task B 也要访问 CPU0 的 Per-CPU 副本。虽然 task A 被调度到了 CPU1 上，但调度前拿到的却是 CPU0 的 Per-CPU 副本！很显然，task A 和 B 对 CPU0 的 Per-CPU 副本构成了并发访问。如果这种场景允许出现，那 Per-CPU 变量存在的意义是什么？ Per-CPU 变量存在的意义不就是为了避免多核 CPU 之间的并发吗？！

 

speedan
2017-03-08 11:53

linuxer：你好，请教个问题：
关于per-cpu变量的接口，只说get_cpu_var()这类接口会处理抢占的问题，但没说明中断互斥的问题。
比如有个per-cpu变量也会在中断处理程序中用到，那在普通进程上下文中使用这个per-cpu变量时，是不是在调用get_cpu_var()之前也应该先通过spin_lock()或关本地中断的方式来进行互斥，防止和中断处理程序的竞争问题?

speedan
2017-03-08 13:43

@speedan：另外，下边的用法中，get_cpu()和put_cpu()应该是在for循环之类还是之外，望请指点，谢谢！
int i, curcpu;
curcpu = get_cpu(); // 禁止抢占
for_each_possible_cpu(i) {
    sec_info = &per_cpu(my_birthday, i).sec_info; // per_cpu()不会禁止抢占
    sec_info->sec++;
}
put_cpu(); // 重新开启抢占

linuxer
2017-03-08 23:01

@speedan：你这是什么代码？你能不能描述一下临界区中的数据访问情况是怎样的？

speedan
2017-03-09 12:22

@linuxer：不好意思，我之前描述的问题不准确，修改如下：
    我的理解，使用per-cpu变量的前提是每个CPU只能访问此变量对应当前CPU的部分，这样就不存在多个CPU并发访问的问题。
    但对于需要遍历per-cpu变量的场景，意味着在当前CPU需要访问其他所有CPU对应的部分，这样使用per-cpu变量的前提就不再成立，此时似乎陷入了自我矛盾之中，应该怎么处理？
    我看内核的代码在这种情况下好像没有做过多的保护，所以挺奇怪的。

// 下边的代码是我设想的一个遍历的例子
int i, curcpu, sum;
static DEFINE_PER_CPU(int, arr) = {0};
for_each_possible_cpu(i) { // 遍历per-cpu变量时怎么处理多CPU并发访问的问题？
    sum += per_cpu(arr, i);
    per_cpu(arr, i)++;
}

linuxer
2017-03-09 17:43

@speedan：其实这个问题仍然是一个基本的临界区保护的问题，per cpu变量并不会让临界区的保护更复杂，只不过是把数据访问分散到各个cpu上而已。

我们来举一个实际的例子好了：有一个per cpu变量A，该变量表示某个事件的count，该变量不会在中断上下文中访问，只会在进程上下文访问。访问的场景有两个：
1、各个cpu上的写进程会对A累加操作，记录各个cpu上事件发生的次数
2、读进程遍历全部cpu，对各个cpu上的A累加，得到一个global count值

在这样的数据访问情况下，读进程需要锁保护吗？如果没有锁保护，那么有可能写进程会插入，但是这又有什么关系？累加后的那个global count值有那么高的精度要求吗？
因此，结论是： 遍历per-cpu变量时需不需要保护，用什么锁机制保护是和per cpu变量的临界区数据访问情况相关的，不同的情况需要不同的分析。

speedan
2017-03-09 22:46

@linuxer：你说的这种原子变量的情况我也设想过，只要精度不要求，确实没关系。

我只是看到内核中也有把per cpu变量用到了结构体中，这样就有可能出现结构体部分被修改的情况。
不过如你所说，对于这种情况，如果意识到会出现竞争问题就不应该使用per cpu变量了吧……

linuxer
2017-03-08 22:46

@speedan：per-cpu变量只是能够保护来自不同cpu的并发访问，并不能保护同一个cpu上，进程上下文和中断上下文中的并发，这时候，往往需要其他的同步原语。

speedan
2017-03-09 12:25

@linuxer：你说得对，我理解得不够本质，赞！！！

这段对话的重点总结如下：

1、如果中断处理程序中也访问到 Per-CPU 变量会是什么情况？根据中断发生在本 CPU 还是其它 CPU 上两种情况。

2、对于遍历每个 CPU 的 Per-CPU 变量的场景，需要锁保护吗？如果需要保证没有误差有什么办法吗？

 

lamaboy
2016-08-20 11:44

你好，我看了Per-CPU变量，还是没有理出Per-CPU变量的使用场景，请指教下了   谢谢了

linuxer
2016-08-22 18:56

@lamaboy：千言万语汇成一句话：性能，per-cpu变量就是为了更好的性能而已。或者更通俗的讲：就是用空间换时间的一种优化而已。

Per-CPU 变量的使用场景，非常好的问题！比如，对于不涉及中断的并发场景，原子变量能改成 Per-CPU 变量吗？

 

puppypyb
2015-04-29 10:07

Quote："当然，还有一点要注意，那就是在访问Per-CPU变量的时候，不能调度，当然更准确的说法是该task不能调度到其他CPU上去。目前的内核的做法是在访问Per-CPU变量的时候disable preemptive"

    谈一点感想，有不对的地方请指出：
    引入per-cpu变量的原因就是文中所说的，每个cpu都在自己的变量副本上工作，这样每次读写就可以避免锁开销，上下文切换和cache等一系列问题。假设当前task运行在其中一个core cpu0上且获得了var在该cpu上的本地副本，然后该task在操作该副本的过程中因被抢占而转移到另外一个core cpu1上运行，那么接下来cpu1将会继续操作该变量副本（属于cpu0），违反了“每个cpu都工作在自己副本上”这样一个前提，该机制就乱套了。

    上面是我所认为的disable preemptive的初衷，就是在操作per-cpu副本的过程中防止task调度到其他cpu上去。但同样的get_cpu_var(var)的时候也disable了本CPU的调度。我想了下，在这样的场景下disable本cpu的调度好像没有必要，我理解为disable preemptive的副作用。

scnutiger
2016-03-23 19:34

@puppypyb：我看到一个代码似乎per-CPU在访问的时候没有禁止抢占。
内核里面对vfsmount这个结构体做计数器增加的时候
struct vfsmount *mntget(struct vfsmount *mnt)
直接就对per-cpu的mnt_count值做this_cpu_add(mnt->mnt_pcp->mnt_count, n);操作了
最后统计vfsmount结构体的count值的时候
在读写锁的保护下，把per-cpu的count值都加到一起了，也没有后面comment里面的阈值的感觉
for_each_possible_cpu(cpu) {
        count += per_cpu_ptr(mnt->mnt_pcp, cpu)->mnt_count;
}

郭健
2016-03-24 10:10

@scnutiger：this_cpu_add在4.1.10内核中的实现如下：
#define this_cpu_add(pcp, val)        __pcpu_size_call(this_cpu_add_, pcp, val)

如果你愿意一层层的看下去，会发现其实this_cpu_add也会内嵌禁止抢占的代码的。

郭健
2016-03-24 10:05

@puppypyb：你说的很对，只不过最后一段话我不是非常理解。我是这么看的，用户在使用percpu变量的时候调用场景是这样的：
－－－－－－－－－－－－－－－－
get_cpu_var

访问per-cpu变量

put_cpu_var
－－－－－－－－－－－－－－－－
用户并不需要显式的调用禁止抢占，per-cpu API已经封装好了，当然，一个好的模块实现必然是这样的。

笔者理解：puppypyb 同学在质疑 get_cpu_var(var) 的时候也 disable 了本 CPU 的调度 的必要性，确实，单就 get 来说，没有必要，但就像最后郭大侠所指出的场景一样，get 后一般都会进行访问，一个好的模块实现必然是如此体贴。

 

xiaoxiao
2015-04-22 09:37

Hi
我一直不明白per-CPU的意义。它是为了解决CPU之间同步问题引入的，但到底是怎么解决的呢？
每个CPU都有自己的副本，也没有讲副本和原始变量之间的同步。如果不需要同步，那每个CPU的副本不相当于四个变量了？如果需要同步，那不跟设计per-cpu之前一样的问题？

是否是这样：
每个CPU都可以对自己的副本进行操作，比如+1，-3之类的操作，但是不会实时同步到原始变量中，但是有个阈值，比如30，当你修改超过30后，则必须同步修改到原始变量中。但是这样的话，原始变量中的值是个近似值，不是准确值。（什么情况下可以使用计数器的近似值而不需要准确值呢？）

linxuer
2015-04-22 12:46

@xiaoxiao：毫无疑问per-CPU变量之间不需要同步，否则per cpu不就没有意义了吗？每个CPU上的执行的代码就是访问属于本cpu的那个变量。原始变量仅仅是作为一个initial data区域，当per cpu变量的副本分配之后，将原始变量的initial data copy到各自per cpu的变量副本中。

xiaoxiao
2015-04-22 17:44

@linuxer：Hi linuxer
多谢回复。确实per-cpu之间是不需要同步的，但是原始变量和副本之间还是有同步的需要的（有spinlock）。刚找到在professional linux kernel architecture书中关于per-cpu的说明还算详细（5.2.9章节），但是还是不甚明了。副本中确实存的是修改，不是修改后的值。在需要近似值的地方，直接取原始变量percpu_counter_read()就可以了，但是需要准确值的话，需要调用percpu_counter_sum()来获取。只是什么情况下会只需要近似值就OK了？
真觉得这些设计真的是巧妙啊～

jinxin
2015-12-23 10:32

@xiaoxiao：你说的近似值是个什么概念噢

重点总结如下：

1、Per-CPU 变量和原始变量之间需要同步吗？为什么？

2、percpu_counter_sum() 能获取到准确值吗？对于 Per-CPU 变量，有近似值和准确值一说吗？

 

linuxer
2014-10-16 15:49

SHIFT_PERCPU_PTR宏定义的含义很简单，不过具体实现还是有些模糊之处，__verify_pcpu_ptr和RELOC_HIDE有谁知道其工作原理吗？

难怪正文中没有对SHIFT_PERCPU_PTR宏进一步分析[笑哭]