如何在Linux内核中实现percpu指针？

在多处理器上，每个核心可以有自己的变量。我认为它们在不同的地址中是不同的变量，尽管它们在相同的过程中，并且具有相同的名称

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但我想知道，内核是如何实现这一点的？它是否分配了一块内存来存放所有的percpu指针，并且每次它都使用shift或其他方法将指针重定向到某个地址？

正常的全局变量不是每个CPU的。自动变量在堆栈上，不同的CPU使用不同的堆栈，因此它们自然会得到单独的变量

我猜您指的是Linux的每CPU可变基础架构。
这里有很多神奇之处（

asm generic/percpu.h

）：

宏

RELOC\u HIDE（ptr，offset）

只需按给定的偏移量（以字节为单位）前进

ptr

（不考虑指针类型）

它有什么作用

定义

DEFINE_PER_CPU（int，x）

时，在特殊

.data.perpu

部分中创建一个整数

\u PER_CPU_x

当内核被加载时，这个部分被加载多次——每个CPU加载一次（上面的代码中没有这一部分）

每个cpu偏移量的

\u

数组由拷贝之间的距离填充。假设使用1000字节的每cpu数据，

\u每cpu\u偏移量[n]

将包含

1000*n

加载期间，符号

每\u cpu\uuuuux

将重新定位到cpu 0的

每\u cpu\uuuux

当在cpu 3上运行时，

\uu get\u cpu\u var（x）

将转换为

*RELOC\u HIDE（&per\u cpu\uux，\uu per\u cpu\u offset[3]）

。这从CPU 0的

x

开始，添加CPU 0的数据和CPU 3的数据之间的偏移量，并最终取消对结果指针的引用

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谢谢你的回答，但我还有一些问题，是smp的新手，所以，不要冒犯你的想法。首先，我认为同一个进程应该有相同的堆栈，这里是POSIX中的线程定义“…和自动变量，对同一进程中的所有线程都是可访问的。”。自动变量由线程共享。不同的处理器可能有不同的堆栈段寄存器，但内容应该相同。第二，我们是否可以说，如果需要，我们也可以访问其他cpu的变量，只需回滚percpu获得的偏移量？当两个线程调用函数

foo

，该函数有一个自动变量

x

，有两个堆栈和两个

x

实例。每个线程都有一个不同的地址，如果两个线程都有地址，那么它们都可以访问这两个线程。使用Linux的每cpu变量，

每cpu（var，cpu）

允许您访问任何cpu的变量。data.percpu部分如何确定percpu变量是在堆栈还是堆上声明的？在加载过程中，每个cpu都有自己的GDT表。此gdt表中的每个条目都表示可以从此CPU上的线程访问的内存段。GDT表项0存储每个cpu内存的内存段。为了访问每cpu内存，linux使用gs:{variable offset}访问每cpu变量，如下所示：mov%gs:0x41（%rcx），%dlI一直在研究代码。自从这个答案被写出来后，情况似乎有了一些变化

DEFINE_PER_CPU（int，x）

定义一个名为

x

的符号，而不是

PER_CPU（int，x）

。加载内核时，不是将

x

重新定位到CPU 0的副本上，

\u per\u CPU\u offset[0]

保留链接器分配给

x

的地址与实际存储CPU 0副本的地址之间的差异。另外：x86内核不总是访问每个cpu的偏移量，而是将该偏移量存储为段

fs

的基。然后，在段

fs

中取消对指针的引用将直接指向当前CPU的副本！

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())