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标题: 发一个多CPU中进程与CPU绑定的例子 [打印本页]
作者: scutan    时间: 2007-07-30 19:39
标题: 发一个多CPU中进程与CPU绑定的例子
现在多CPU的趋势越来越大了. 有时候为了更好地操作机器, 需要将某个进程绑定到具体的CPU上去. 下面给出了一个进程绑定到具体的CPU上去的一个例子.


cpu.c


  2. #include<stdlib.h>
  3. #include<stdio.h>
  4. #include<sys/types.h>
  5. #include<sys/sysinfo.h>
  6. #include<unistd.h>

  8. #define __USE_GNU
  9. #include<sched.h>
  10. #include<ctype.h>
  11. #include<string.h>

  13. int main(int argc, char* argv[])
  14. {
  15.         int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
  16.         int created_thread = 0;
  17.         int myid;
  18.         int i;
  19.         int j = 0;

  21.         cpu_set_t mask;
  22.         cpu_set_t get;

  24.         if (argc != 2)
  25.         {
  26.                 printf("usage : ./cpu num\n");
  27.                 exit(1);
  28.         }

  30.         myid = atoi(argv[1]);

  32.         printf("system has %i processor(s). \n", num);

  34.         CPU_ZERO(&mask);
  35.         CPU_SET(myid, &mask);

  37.         if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)
  38.         {
  39.                 printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
  40.         }
  41.         while (1)
  42.         {

  44.                 CPU_ZERO(&get);
  45.                 if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)
  46.                 {
  47.                         printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");
  48.                 }
  49.                 for (i = 0; i < num; i++)
  50.                 {
  51.                         if (CPU_ISSET(i, &get))
  52.                         {
  53.                                 printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);
  54.                         }
  55.                 }
  56.         }
  57.         return 0;
  58. }
复制代码


下面是在两个终端分别执行了./cpu 0  ./cpu 2 后得到的结果. 效果比较明显.

Cpu0  :  5.3%us,  5.3%sy,  0.0%ni, 87.4%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  2.0%si,  0.0%st
Cpu1  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu2  :  5.0%us, 12.2%sy,  0.0%ni, 82.8%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu3  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu4  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.3%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu5  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu6  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu7  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
作者: wawxdyy    时间: 2007-07-31 10:24
晕啊，刚才运行了一下，差点死了，呵呵，机器太差了，兄弟能具体说上面那个统计表都是什么意思吗，不太懂，另外像#define __USE_GNU这样的宏在哪能找到帮助
作者: scutan    时间: 2007-07-31 10:54
原帖由 wawxdyy 于 2007-7-31 10:24 发表
晕啊，刚才运行了一下，差点死了，呵呵，机器太差了，兄弟能具体说上面那个统计表都是什么意思吗，不太懂，另外像#define __USE_GNU这样的宏在哪能找到帮助



那个是在运行top命令之后再按1就出现了对每个CPU的统计.
us 用户空间占用CPU百分比
sy 内核空间占用CPU百分比
ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
id 空闲CPU百分比
wa 等待输入输出的CPU时间百分比
后面两个我也不是太清楚,麻烦清楚的朋友说一下.

使用#define __USE_GNU是为了使用CPU_SET()等宏. 具体在/usr/include/sched.h中有如下的定义.
因为我开始编写的时候没有加这个宏, 出现了错误, 后来查看了这个定义才知道要使用这个东西.

  2. #ifdef __USE_GNU
  3. /* Access macros for `cpu_set'.  */
  4. #define CPU_SETSIZE __CPU_SETSIZE
  5. #define CPU_SET(cpu, cpusetp)   __CPU_SET (cpu, cpusetp)
  6. #define CPU_CLR(cpu, cpusetp)   __CPU_CLR (cpu, cpusetp)
  7. #define CPU_ISSET(cpu, cpusetp) __CPU_ISSET (cpu, cpusetp)
  8. #define CPU_ZERO(cpusetp)       __CPU_ZERO (cpusetp)


  11. /* Set the CPU affinity for a task */
  12. extern int sched_setaffinity (__pid_t __pid, size_t __cpusetsize,
  13.                               __const cpu_set_t *__cpuset) __THROW;

  15. /* Get the CPU affinity for a task */
  16. extern int sched_getaffinity (__pid_t __pid, size_t __cpusetsize,
  17.                               cpu_set_t *__cpuset) __THROW;
  18. #endif

复制代码
作者: MMMIX    时间: 2007-07-31 11:22
支持共享。

再花些精力解释一下，提供些参考资料，直接就可以加入精华
作者: wawxdyy    时间: 2007-07-31 12:17
原帖由 scutan 于 2007-7-31 10:54 发表



那个是在运行top命令之后再按1就出现了对每个CPU的统计.
us 用户空间占用CPU百分比
sy 内核空间占用CPU百分比
ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
id 空闲CPU百分比
wa 等待输入 ...

谢谢，原来我还以为那个宏是为了优化编译呢
作者: scutan    时间: 2007-07-31 12:57
非常感谢版主的鼓励.
我又加了一点内容,希望能够对大家有用.

CPU Affinity (CPU亲合力)

CPU亲合力就是指在Linux系统中能够将一个或多个进程绑定到一个或多个处理器上运行.
一个进程的CPU亲合力掩码决定了该进程将在哪个或哪几个CPU上运行.在一个多处理器系统中,设置CPU亲合力的掩码可能会获得更好的性能.
一个CPU的亲合力掩码用一个cpu_set_t结构体来表示一个CPU集合,下面的几个宏分别对这个掩码集进行操作:
CPU_ZERO() 清空一个集合
CPU_SET()与CPU_CLR()分别对将一个给定的CPU号加到一个集合或者从一个集合中去掉.
CPU_ISSET()检查一个CPU号是否在这个集合中.
其实这几个的用法与select()函数那几个调用差不多.
下面两个函数就是最主要的了:
sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask)
该函数设置进程为pid的这个进程,让它运行在mask所设定的CPU上.如果pid的值为0,则表示指定的是当前进程,使当前进程运行在mask所设定的那些CPU上.第二个参数cpusetsize是

mask所指定的数的长度.通常设定为sizeof(cpu_set_t).如果当前pid所指定的CPU此时没有运行在mask所指定的任意一个CPU上,则该指定的进程会从其它CPU上迁移到mask的指定的

一个CPU上运行.
sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int cpusetsize, cpu_set_t *mask)
该函数获得pid所指示的进程的CPU位掩码,并将该掩码返回到mask所指向的结构中.即获得指定pid当前可以运行在哪些CPU上.同样,如果pid的值为0.也表示的是当前进程.

这几个宏与函数的具体用法前面已经有讲解.

关于cpu_set_t的定义

  2. # define __CPU_SETSIZE  1024
  3. # define __NCPUBITS     (8 * sizeof (__cpu_mask))

  5. typedef unsigned long int __cpu_mask;

  7. # define __CPUELT(cpu)  ((cpu) / __NCPUBITS)
  8. # define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 << ((cpu) % __NCPUBITS))

  10. typedef struct
  11. {
  12.   __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
  13. } cpu_set_t;

  15. # define __CPU_ZERO(cpusetp) \
  16.   do {                                                                        \
  17.     unsigned int __i;                                                         \
  18.     cpu_set_t *__arr = (cpusetp);                                             \
  19.     for (__i = 0; __i < sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i)      \
  20.       __arr->__bits[__i] = 0;                                                 \
  21.   } while (0)
  22. # define __CPU_SET(cpu, cpusetp) \
  23.   ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
  24. # define __CPU_CLR(cpu, cpusetp) \
  25.   ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
  26. # define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp) \
  27.   (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] & __CPUMASK (cpu)) != 0)

复制代码


在我的机器上sizeof(cpu_set_t)的大小为128,即一共有1024位.第一位代表一个CPU号.某一位为1则表示某进程可以运行在该位所代表的cpu上.例如
CPU_SET(1, &mask);
则mask所对应的第2位被设置为1.
此时如果printf("%d\n", mask.__bits[0]);就打印出2.表示第2位被置为1了.



具体我是参考man sched_setaffinity文档中的函数的.
然后再参考了一下IBM的 developerWorks上的一个讲解.
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-affinity.html
作者: xiaozhu2007    时间: 2007-10-10 00:48
标题: 编译的时候出现这样的情况是怎么回事？
gcc cpu.c -o cpu
cpu.c.text+0x86): undefined reference to `CPU_ZERO'
cpu.c.text+0x9b): undefined reference to `CPU_SET'
cpu.c.text+0xdc): undefined reference to `CPU_ZERO'
cpu.c.text+0x126): undefined reference to `CPU_ISSET'
collect2: ld returned 1 exit status
作者: scutan    时间: 2007-10-10 12:45
你是不是没有加下面这一行?
#define __USE_GNU
作者: xiaozhu2007    时间: 2007-10-10 22:10
加了。
另外问一下，
#include<sys/types.h>
#include<sys/sysinfo.h>

#include<ctype.h>
#include<string.h>
这几个头文件这里需要引用吗？
一会我在试一试。

先夸一下，牛啊！
这是属于内核编程吗？APUE里好象没有讲这方面的内容。
作者: xiaozhu2007    时间: 2007-10-11 01:13
标题: 粗心！！！
知道是怎么回事了 。
＃define __USE_GNU
不是＃define _USE_GNU

还有：#include<sys/types.h>
#include<sys/sysinfo.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>这4个头文件可以不用，没什么用。
作者: xiaozhu2007    时间: 2007-10-11 01:48
我打开了 两个terminal
分别运行：./cpu    0     
./cpu    2
在另一个terminal上输入top命令后，然后按1，结果始终只有cpu0的信息；两个运行cpu 0和cpu  2的终端始终显示的 是：
this process 3268 is running processor:0
this process 3269 is running processor:0
也就是说当前进程始终都 是在编号为0的cpu上。

我想应该是int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);的缘故，我机器是单cpu，所以num = 1
所以在for(i=0;i<num;i++）循环中，CPU_ISSET始终只能检测到CPU亲和力掩码的第一位(编号为0)，所以只有cpu0的信息。
请问你是怎么运行的才能得到cpun(n>0)的信息呢？（在单cpu的条件下）
作者: scutan    时间: 2007-10-11 09:00
单CPU的情况下也只能有一个CPU运行, 我这个例子主是要针对多CPU的情况下的.
作者: wheel    时间: 2007-10-11 09:14
好文阿。。。加精阿。。。。。。。。
作者: xiaozhu2007    时间: 2007-10-11 13:03
也就是说只有在多CPU的 机器上运行才能出现多CPU的 情况了，呵呵模拟不了阿
作者: xsuny    时间: 2007-12-28 14:13
you can run the program in VMR6.
You can create 2 CPU virsul machine!
作者: lovesaka    时间: 2008-01-09 23:51
不错学习一下.



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