指针返回Linux kernel 中的per_cpu宏

时间:2022-05-16 08:54:09

时间紧张,先记一笔,后续优化与完善。

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    per_cpu宏在linux kernel中很常见,此处结合代码简析一下per_cpu宏实现的功能,基于linux2.6.36kernel版本:

    

    在开启CONFIG_SMP情况下per_cpu宏的实现如下,其功能是根据cpu的值计算其内部数据偏移(per_cpu_offset(cpu)),返回var指针增加该偏移后的地址:

#define per_cpu(var, cpu) \
	(*SHIFT_PERCPU_PTR(&(var), per_cpu_offset(cpu)))

    其中,SHIFT_PERCPU_PTR

    宏的定义如下,首先验证

    __p

    是不是为一个

    percpu

    变量指针,然后使

    __p

    的值加

    __offset

    。分析如下:

/* Weird cast keeps both GCC and sparse happy. */
#define SHIFT_PERCPU_PTR(__p, __offset)	({				\
	__verify_pcpu_ptr((__p));					\        //1
	RELOC_HIDE((typeof(*(__p)) __kernel __force *)(__p), (__offset)); \      //2
})

    //1验证指针的宏:

/*
 * Macro which verifies @ptr is a percpu pointer without evaluating
 * @ptr.  This is to be used in percpu accessors to verify that the
 * input parameter is a percpu pointer.
 */
#define __verify_pcpu_ptr(ptr)	do {					\
	const void __percpu *__vpp_verify = (typeof(ptr))NULL;		\
	(void)__vpp_verify;						\
} while (0)

    //2使指针增量的宏:

    每日一道理
坚持的昨天叫立足,坚持的今天叫进取,坚持的明天叫成功。
/*
 * This macro obfuscates arithmetic on a variable address so that gcc
 * shouldn't recognize the original var, and make assumptions about it.
 *
 * This is needed because the C standard makes it undefined to do
 * pointer arithmetic on "objects" outside their boundaries and the
 * gcc optimizers assume this is the case. In particular they
 * assume such arithmetic does not wrap.
 *
 * A miscompilation has been observed because of this on PPC.
 * To work around it we hide the relationship of the pointer and the object
 * using this macro.
 *
 * Versions of the ppc64 compiler before 4.1 had a bug where use of
 * RELOC_HIDE could trash r30. The bug can be worked around by changing
 * the inline assembly constraint from =g to =r, in this particular
 * case either is valid.
 */
#define RELOC_HIDE(ptr, off)					\
  ({ unsigned long __ptr;					\
__asm__ ("" : "=r"(__ptr) : "0"(ptr));		\
//__ptr存放在寄存器中,ptr存放在__ptr地点寄存器中,即实现ptr到__ptr的赋值,最后将__ptr的值返回
(typeof(ptr)) (__ptr + (off)); })						
//全部实现将ptr的值加上off,返回给ptr

    

    关于per_cpu_offset的宏定义如下,per_cpu_offset(x)的值实际上是trap_block数组以x作为数组下标的数组项中结构体trap_per_cpu__per_cpu_base的值:

/*
 * per_cpu_offset() is the offset that has to be added to a
 * percpu variable to get to the instance for a certain processor.
 *
 * Most arches use the __per_cpu_offset array for those offsets but
 * some arches have their own ways of determining the offset (x86_64, s390).
 */
#define per_cpu_offset(x) (__per_cpu_offset(x))

#define __per_cpu_offset(__cpu) \
	(trap_block[(__cpu)].__per_cpu_base)

struct trap_per_cpu trap_block[NR_CPUS];

    

    

    Reference

    

[1]http://www.ibiblio.org/gferg/ldp/GCC-Inline-Assembly-HOWTO.html#s6

    

[2]http://www.yubo.org/xen/code.php?file=linux-2.6.18-xen.hg/include/linux/compiler-gcc.h&begin=20&end=23&lang=CPP&num=1&version=3.4&title=RELOC_HIDE()

    

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录: IT业众生相
第一级:神人,天资过人而又是技术*者同时还拥有过人的商业头脑,高瞻远瞩,技术过人,大器也。如丁磊,求伯君。
第二级:高人,有天赋,技术过人但没有过人的商业头脑,通常此类人不是顶尖黑客就是技术总监之流。
第三级:牛人,技术精湛,熟悉行业知识,敢于创新,有自己的公司和软件产品。
第四级:工头,技术精湛,有领导团队的能力,此类人大公司项目经理居多。
第五级:技术工人,技术精湛,熟悉行业知识但领导能力欠加,此类人大多为系分人员或资深程序员,基本上桀骜不逊,自视清高,不愿于一般技术人员为伍,在论坛上基本以高手面目出现。
第六级:熟练工人,技术有广度无深度,喜欢钻研但浅尝辄止。此类人大多为老程序员,其中一部分喜欢利用工具去查找网上有漏洞的服务器,干点坏事以获取成绩感。如果心情好,在论坛上他们会回答菜鸟的大部分问题。此级别为软件业苦力的重要组成部分。
第七级:工人,某些技术较熟练但缺乏深度和广度,此类人大多为程序员级别,经常在论坛上提问偶尔也回答菜鸟的问题。为软件产业苦力的主要组成部分。
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第十级:驴或傻X,会写SELECT语句就说自己精通ORALCE,连寄存器有几种都不知道就说自己懂汇编,建议全部送到日本当IT产业工人,挣了日本人的钱还严重打击日本的软件业!

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