Linux內核中percpu指針是如何實現的？

Question

在多處理器上，每個內核都可以有自己的變量。 我認為它們是不同地址的不同變量，盡管它們在同一個進程中並且具有相同的名稱。

但我想知道，內核是如何實現這一點的？ 它是否分配了一塊內存來存放所有的 percpu 指針，並且每次它將指針重定向到某個地址時使用 shift 或其他什么？

Answer 1

普通全局變量不是每個 CPU。 自動變量在棧上，不同的CPU使用不同的棧，所以自然會得到不同的變量。

我猜你指的是 Linux 的每 CPU 可變基礎設施。
大部分魔法都在這里（ asm-generic/percpu.h ）：

extern unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];

#define per_cpu_offset(x) (__per_cpu_offset[x])

/* Separate out the type, so (int[3], foo) works. */
#define DEFINE_PER_CPU(type, name) \
    __attribute__((__section__(".data.percpu"))) __typeof__(type) per_cpu__##name

/* var is in discarded region: offset to particular copy we want */
#define per_cpu(var, cpu) (*RELOC_HIDE(&per_cpu__##var, __per_cpu_offset[cpu]))
#define __get_cpu_var(var) per_cpu(var, smp_processor_id())

宏RELOC_HIDE(ptr, offset)只是將ptr提前給定的偏移量（以字節為單位）（無論指針類型如何）。

它有什么作用？

1. 在定義DEFINE_PER_CPU(int, x) ，會在特殊的.data.percpu部分創建一個整數__per_cpu_x 。
2. 當內核被加載時，這個部分被加載多次——每個 CPU 一次（這部分魔法不在上面的代碼中）。
3. __per_cpu_offset數組填充了副本之間的距離。 假設使用 1000 字節的每個 cpu 數據， __per_cpu_offset[n]將包含1000*n 。
4. 符號per_cpu__x將在加載期間重新定位到 CPU 0 的per_cpu__x 。
5. __get_cpu_var(x)在 CPU 3 上運行時，將轉換為*RELOC_HIDE(&per_cpu__x, __per_cpu_offset[3]) 。 這從 CPU 0 的x ，添加 CPU 0 的數據和 CPU 3 之間的偏移量，並最終取消引用結果指針。