Linux CPU affinity
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一.CPU affinity
linuxは、あるプロセスまたはスレッドを特定の1つまたは複数のcpuにバインドして実行します.
二.なぜCPU affinityが必要なのか
Cacheのパフォーマンスが向上し、複数のプロセスが交互にcpu上で実行され、キャッシュが無効になります.
マルチスレッドプログラムはcpuで実行され、各スレッドが順番にcpuリソースを占有し、cacheを共有し、cache性能が低下します.
専有プログラムのリアルタイム性は、専有プロセスを1つのコアに保証し、残りのすべてのプロセスを残りのコアにバインドし、専有プログラムの性能を保証します.
三.Linux cpu affinity呼び出し関数
a.プロセスcpu affinity設定
int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
最初の関数設定プロセス番号pidのcpu親和性
2番目の関数取得プロセス番号pidのcpu親和性
b.スレッドcpu affinity設定
int pthread_setaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, onst cpu_set_t *cpuset);
int pthread_getaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, cpu_set_t *cpuset);
最初の関数は、スレッド番号threadのcpu親和性を設定します.
2番目の関数は、スレッド番号threadのcpu親和性を取得します.
四.例
1.プロセスcpu affinity設定task_affi.c:
2.スレッドcpu affinity設定thread_affi.c:
gccコンパイル:
プログラムを実行するときはtopコマンドを介して、「1」を押して、各cpuの使用状況を表示することができる.
linuxは、あるプロセスまたはスレッドを特定の1つまたは複数のcpuにバインドして実行します.
二.なぜCPU affinityが必要なのか
Cacheのパフォーマンスが向上し、複数のプロセスが交互にcpu上で実行され、キャッシュが無効になります.
マルチスレッドプログラムはcpuで実行され、各スレッドが順番にcpuリソースを占有し、cacheを共有し、cache性能が低下します.
専有プログラムのリアルタイム性は、専有プロセスを1つのコアに保証し、残りのすべてのプロセスを残りのコアにバインドし、専有プログラムの性能を保証します.
三.Linux cpu affinity呼び出し関数
a.プロセスcpu affinity設定
int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize, cpu_set_t *mask);
最初の関数設定プロセス番号pidのcpu親和性
2番目の関数取得プロセス番号pidのcpu親和性
b.スレッドcpu affinity設定
int pthread_setaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, onst cpu_set_t *cpuset);
int pthread_getaffinity_np(pthread_t thread, size_t cpusetsize, cpu_set_t *cpuset);
最初の関数は、スレッド番号threadのcpu親和性を設定します.
2番目の関数は、スレッド番号threadのcpu親和性を取得します.
四.例
1.プロセスcpu affinity設定task_affi.c:
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
/*waste some time but ,ocuppy the cup*/
static waste_time(long n)
{
double res = 0;
long i = 0;
while(i <n * 200000) {
i++;
res += sqrt(i);
}
return res;
}
int main()
{
cpu_set_t cpuset;
int ret, j, num_cpus, core;
pid_t pid;
pid = getpid();
num_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);/*get the cpu nums*/
assert(num_cpus > 0);
printf("cpu num:%d
", num_cpus);
core = 0 % num_cpus;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(core, &cpuset);
ret = sched_setaffinity(pid, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
ret = sched_getaffinity(pid, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
for (j = 0; j < CPU_SETSIZE; j++)
if (CPU_ISSET(j, &cpuset))
printf("after set program bind on CPU %d
", j);
printf ("core %d result: %f
", core, waste_time (5000));
core = 1%num_cpus;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(core, &cpuset);
ret = sched_setaffinity(pid, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
ret = sched_getaffinity(pid, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
for (j = 0; j < CPU_SETSIZE; j++)
if (CPU_ISSET(j, &cpuset))
printf("after set program bind on CPU %d
", j);
printf ("core %d result: %f
", core, waste_time (5000));
return 0;
}
gccコンパイル:gcc task_affi.c -lm
2.スレッドcpu affinity設定thread_affi.c:
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
static int cpu_nums;
static waste_time(long n)
{
double res = 0;
long i = 0;
while(i <n * 200000) {
i++;
res += sqrt(i);
}
return res;
}
void *function1(void *argc)
{
pthread_t thread_id;
int ret, j, core;
cpu_set_t cpuset;
thread_id = pthread_self();
printf("porgran pid:%u, the function1 pthread id is %lu
",getpid(), thread_id);
core = 0 % cpu_nums;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(core, &cpuset);
ret = pthread_setaffinity_np(thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
/* Check the actual affinity mask assigned to the thread */
ret = pthread_getaffinity_np(thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
printf("thread_id:%lu set the cpu:", thread_id);
for (j = 0; j < CPU_SETSIZE; j++)
if (CPU_ISSET(j, &cpuset))
printf(" CPU %d
", j);
printf ("the function1 pthread id is %lu, bind core %d
", thread_id, core );
printf("the function1 result: %f
",waste_time (5000) );
return 0;
}
void *function2(void *argc)
{
pthread_t thread_id;
int ret, j, core;
cpu_set_t cpuset;
thread_id = pthread_self();
printf("porgran pid:%u, the function2 pthread id is %lu
",getpid(), thread_id);
sleep(5);
core = 1 % cpu_nums;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(core, &cpuset);
ret = pthread_setaffinity_np(thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
/* Check the actual affinity mask assigned to the thread */
ret = pthread_getaffinity_np(thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
printf("thread_id:%lu set the cup:
", thread_id);
for (j = 0; j < CPU_SETSIZE; j++)
if (CPU_ISSET(j, &cpuset))
printf(" CPU %d
", j);
printf ("the function2 pthread id is %lu, bind core %d
", thread_id, core);
printf ("the function2 result is: %f
",waste_time (5000) );
return 0;
}
int main()
{
pthread_t thread_id[2];
int ret, j, core;
pthread_t main_thread_id;
cpu_set_t cpuset;
main_thread_id = pthread_self();
cpu_nums = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
assert(cpu_nums > 0);
printf("cpu num:%d
", cpu_nums);
core = 0 % cpu_nums;
printf("porgran pid:%u, mian_thread_id:%lu
", getpid(), main_thread_id);
ret = pthread_create(thread_id, NULL, function1, NULL);
assert(ret == 0);
ret = pthread_create(thread_id + 1, NULL, function2, NULL);
assert(ret == 0);
ret = pthread_join(thread_id[0], NULL);
assert(ret == 0);
ret = pthread_join(thread_id[1], NULL);
assert(ret == 0);
core = 2 % cpu_nums;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(core, &cpuset);
ret = pthread_setaffinity_np(main_thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
/* Check the actual affinity mask assigned to the thread */
ret = pthread_getaffinity_np(main_thread_id, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
assert(ret == 0);
printf("mian_thread_id:%lu set the cpu:", main_thread_id);
for (j = 0; j < CPU_SETSIZE; j++)
if (CPU_ISSET(j, &cpuset))
printf(" CPU %d
", j);
printf ("the main function pthread id is %lu, bind core %d result: %f
", main_thread_id, core, waste_time (5000));
return 0;
}
gccコンパイル:
$ gcc thread_affi.c -lpthread -lm
プログラムを実行するときはtopコマンドを介して、「1」を押して、各cpuの使用状況を表示することができる.