一、概述
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.
进程描述结构体相关成员
struct task_struct { ... int nr_cpus_allowed; //此进程运行的处理器数量 cpumask_t cpus_allowed; //允许的处理器掩码 ... };
二、用户空间绑核
1. 方法介绍
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() //将一个给定的CPU号加到集合，CPU号直接是0 1 2 3 这样的数字 CPU_CLR() //对将一个给定的CPU号从集合中去掉 CPU_ISSET() //检查一个CPU号是否在这个集合中.
下面两个函数就是用来设置获取线程CPU亲和力
#define _GNU_SOURCE #include <sched.h> /*设置亲和性*/ int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask); /*获取亲和性*/ int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
具体使用方法见man的描述,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，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所指定的进程此时没有运行在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.
成功返回0，失败返回errno.
2. 例子
创建CPU核数个进程，然后都绑定在CPU2上
#include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/sysinfo.h> #include<unistd.h> #define __USE_GNU #include<sched.h> #include<ctype.h> #include<string.h> #include<pthread.h> #define THREAD_MAX_NUM 100 //1个CPU内的最多进程数 #define AFFNITY_CURRENT_TASK 0 int cpu_num = 0; //cpu中核数 void * threadFun(void *arg) //arg 传递线程标号（自己定义） { int i; cpu_set_t mask; //CPU核的集合 cpu_set_t get; //获取在集合中的CPU int tid = *(int *)arg; printf("this tid is: %d ", tid); //显示是第几个线程 CPU_ZERO(&mask); //置空 CPU_SET(2, &mask); //设置亲和力值，都设置在PU2上。直接设置1 2 3 4 if (sched_setaffinity(AFFNITY_CURRENT_TASK, sizeof(mask), &mask))//设置线程CPU亲和力 { printf("sched_setaffinity eror. "); return; } CPU_ZERO(&get); if (sched_getaffinity(AFFNITY_CURRENT_TASK, sizeof(get), &get))//获取线程CPU亲和力 { printf("sched_getaffinity eror. "); return; } for (i = 0; i < cpu_num; i++) { if (CPU_ISSET(i, &get))//判断线程与哪个CPU有亲和力 { printf("this thread %d is running on processor: %d ", tid, i); } } return NULL; } int main(int argc, char* argv[]) { int i; int tid[THREAD_MAX_NUM]; pthread_t thread[THREAD_MAX_NUM]; cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF); //获取核数 printf("system has %i processor(s). ", cpu_num); for(i = 0; i < cpu_num; i++) { tid[i] = i; //每个线程必须有个tid[i] pthread_create(&thread[i],NULL,threadFun,(void*)&tid[i]); } for(i = 0; i < cpu_num; i++) { pthread_join(thread[i], NULL);//等待所有的线程结束，线程为死循环所以CTRL+C结束 } return 0; }
# gcc cpu_affinity_test.c -lpthread -o affnity_test # ./affnity_test system has 4 processor(s). this tid is: 3 this tid is: 0 this tid is: 1 this tid is: 2 this thread 3 is running on processor: 2 this thread 0 is running on processor: 2 this thread 1 is running on processor: 2 this thread 2 is running on processor: 2
三、内核线程绑核
1. 方法介绍
内核可以使用下面两个函数设置处理器亲和性掩码
/*kernel/kthread.c*/ void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu) //绑定时会将进程状态设置为 TASK_UNINTERRUPTIBLE /*kernel/sched/core.c*/ int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2. 例子
static int rcutorture_booster_init(int cpu) //kernel/rcu/rcutorture.c kthread_bind(boost_tasks[cpu], cpu); wake_up_process(boost_tasks[cpu]); static __init int test_ringbuffer(void) //kernel/trace/ring_buffer.c kthread_bind(rb_threads[cpu], cpu); wake_up_process(rb_threads[cpu]);
四、使用cgroup的cpuset进行绑定
1. 可以绑定一个或一组进程到一个或一组指定的CPU上，使用方法及例子见：https://www.cnblogs.com/hellokitty2/p/14288835.html
五、相关命令
1. # taskset -p <PID> 看PID的CPU亲和性
taskset -p 3 pid //表示将进程pid绑定到第3个核上 //-p Set/get the affinity of given PID instead of a new command //-a Set/get the affinity of all threads of the PID