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

#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> int main(int argc, char* argv[])
{ int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF); int created_thread = 0; int myid; int i; int j = 0; cpu_set_t mask; cpu_set_t get; if (argc != 2) { printf("usage : ./cpu num\n"); exit(1); } myid = atoi(argv[1]); printf("system has %i processor(s). \n", num); CPU_ZERO(&mask); CPU_SET(myid, &mask); if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1) { printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n"); } while (1) { CPU_ZERO(&get); if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1) { printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n"); } for (i = 0; i < num; i++) { if (CPU_ISSET(i, &get)) { printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i); } } } return 0;
}

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. 下面信息是#top命令后按1打印的

[QUOTE]
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
[/QUOTE]

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

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.

#ifdef __USE_GNU
/* Access macros for `cpu_set'.  */
#define CPU_SETSIZE __CPU_SETSIZE
#define CPU_SET(cpu, cpusetp)   __CPU_SET (cpu, cpusetp)
#define CPU_CLR(cpu, cpusetp)   __CPU_CLR (cpu, cpusetp)
#define CPU_ISSET(cpu, cpusetp) __CPU_ISSET (cpu, cpusetp)
#define CPU_ZERO(cpusetp)       __CPU_ZERO (cpusetp) /* Set the CPU affinity for a task */
extern int sched_setaffinity (__pid_t __pid, size_t __cpusetsize, __const cpu_set_t *__cpuset) __THROW; /* Get the CPU affinity for a task */
extern int sched_getaffinity (__pid_t __pid, size_t __cpusetsize, cpu_set_t *__cpuset) __THROW;
#endif

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
[CODE]

# define __CPU_SETSIZE  1024
# define __NCPUBITS     (8 * sizeof (__cpu_mask)) typedef unsigned long int __cpu_mask; # define __CPUELT(cpu)  ((cpu) / __NCPUBITS)
# define __CPUMASK(cpu) ((__cpu_mask) 1 << ((cpu) % __NCPUBITS)) typedef struct
{ __cpu_mask __bits[__CPU_SETSIZE / __NCPUBITS];
} cpu_set_t; # define __CPU_ZERO(cpusetp) \ do {                                                                        \ unsigned int __i;                                                         \ cpu_set_t *__arr = (cpusetp);                                             \ for (__i = 0; __i < sizeof (cpu_set_t) / sizeof (__cpu_mask); ++__i)      \ __arr->__bits[__i] = 0;                                                 \ } while (0)
# define __CPU_SET(cpu, cpusetp) \ ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] |= __CPUMASK (cpu))
# define __CPU_CLR(cpu, cpusetp) \ ((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] &= ~__CPUMASK (cpu))
# define __CPU_ISSET(cpu, cpusetp) \ (((cpusetp)->__bits[__CPUELT (cpu)] & __CPUMASK (cpu)) != 0)

[/CODE]

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

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