SMP相关内核函数解析

1150阅读　0评论2016-06-01　zhanglin496
分类：LINUX


  1. 一、前言
  2. SMP（Symmetric Multi-Processing），对称多处理结构的简称，是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下，一个服务器系统可以同时运行多个处理器，并共享内存和其他的主机资源。像双至强，也就是我们所说的二路，这是在对称处理器系统中最常见的一种（至强MP可以支持到四路，AMD Opteron可以支持1-8 路）。也有少数是16路的。但是一般来讲，SMP结构的机器可扩展性较差，很难做到100个以上多处理器，常规的一般是8个到16 个，不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见，像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。

  4. 二、smp_processor_id()函数解析
  5. 1.含义
  6. smp_processor_id()其意义在于SMP的情况下，获得当前CPU的ID。如果不是SMP，那么就返回0。在CONFIG_X86_32_SMP的情况下，是一个宏，调用raw_smp_processor_id()宏：

  8. 2.代码
  9. #define smp_processor_id() raw_smp_processor_id()
  10. #define raw_smp_processor_id() (this_cpu_read(cpu_number))
  11. #define this_cpu_read(pcp) __pcpu_size_call_return(this_cpu_read_, (pcp))

  13. //通过以上宏调用，即最后调用__pcpu_size_call_return(this_cpu_read_,cpu_number)
  14. 这里cpu_number来自arch/x86/kernel/setup_percpu.c的24行：
  15. DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number);
  16. EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
  17. 这个东西不像是c语言全局变量，而是通过两个宏来定义的。要读懂这两个宏，必须对每CPU变量这个概念非常了解，如果还不是很清楚的同学请查阅一下博客“每CPU变量”http://blog.csdn.net/yunsongice/archive/2010/05/18/5605239.aspx。

  19. 其中DEFINE_PER_CPU来自文件include/linux/percpu-defs.h：
  20. #define DEFINE_PER_CPU(type, name) /
  21.        DEFINE_PER_CPU_SECTION(type, name, "")

  23. 该宏静态分配一个每CPU数组，数组名为name，结构类型为type。由于我们没有设置CONFIG_DEBUG_FORCE_WEAK_PER_CPU编译选项，所以DEFINE_PER_CPU_SECTION又被定义为：
  24. #define DEFINE_PER_CPU_SECTION(type, name, sec) /
  25.        __PCPU_ATTRS(sec) PER_CPU_DEF_ATTRIBUTES /
  26.        __typeof__(type) name

  28. 其中，__PCPU_ATTRS(sec)在include/linux/percpu-defs.h中定义：
  29. #define __PCPU_ATTRS(sec) /
  30.        __percpu __attribute__((section(PER_CPU_BASE_SECTION sec))) /
  31.        PER_CPU_ATTRIBUTES

  33. __percpu是个编译扩展类型，大家可以去看看include/linux/compile.h这个文件，里面的__percpu是空的。而传进来的sec也是空的，PER_CPU_ATTRIBUTES也是空的，而上面PER_CPU_DEF_ATTRIBUTES还是空代码，可能都是留给将来内核代码扩展之用的吧，所以DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number)展开就是：
  34. __attribute__((section(PER_CPU_BASE_SECTION))) /
  35. __typeof__(int) cpu_number
  36.  
  37. 所以现在只关注PER_CPU_BASE_SECTION，来自include/asm-generic/percpu.h
  38. #ifdef CONFIG_SMP
  39. #define PER_CPU_BASE_SECTION ".data.percpu"
  40. #else
  41. #define PER_CPU_BASE_SECTION ".data"
  42. #endif

  44. gcc支持一种叫做类型识别的技术，通过typeof(x)关键字，获得x的数据类型。而如果是在一个要被一些c文件包含的头文件中获得变量的数据类型，就需要用__typeof__而不是typeof关键字了，比如说我们这里。最后，这里就是声明一个int类型的cpu_number变量，编译的时候把他指向.data.percpu段的开始位置。

  46. #define __pcpu_size_call_return(stem, variable) \
  47. ({     
  48.     //声明变量int pscr_ret__                                                                                \
  49.     typeof(variable) pscr_ret__;
  50.     //验证cpu_number是否为一个percpu变量 \
  51.     __verify_pcpu_ptr(&(variable));
  52.     
  53.     //根据cpu_number的size，调用相应的函数，即调用this_cpu_read_4 \
  54.     switch(sizeof(variable)) { \
  55.     case 1: pscr_ret__ = stem##1(variable);break; \
  56.     case 2: pscr_ret__ = stem##2(variable);break; \
  57.     case 4: pscr_ret__ = stem##4(variable);break; \
  58.     case 8: pscr_ret__ = stem##8(variable);break; \
  59.     default: \
  60.         __bad_size_call_parameter();break;             \
  61.     } \
  62.     pscr_ret__; \
  63. })

  65. //用来验证指针是per-cpu类型
  66. #define __verify_pcpu_ptr(ptr) do { \
  67.     const void __percpu *__vpp_verify = (typeof((ptr) + 0))NULL; \
  68.     (void)__vpp_verify; \
  69. }

  71. #define this_cpu_read_1(pcp) percpu_from_op("mov", (pcp), "m"(pcp))
  72. #define this_cpu_read_2(pcp) percpu_from_op("mov", (pcp), "m"(pcp))
  73. #define this_cpu_read_4(pcp) percpu_from_op("mov", (pcp), "m"(pcp))

  75. //调用percpu_from_op("mov", cpu_number, "m" (cpu_number))
  76. #define percpu_from_op(op, var, constraint) \
  77. ({ \
  78.     typeof(var) pfo_ret__; \
  79.     switch (sizeof(var)) { \
  80.     case 1: \
  81.         asm(op "b "__percpu_arg(1)",%0" \
  82.         : "=q" (pfo_ret__) \
  83.         : constraint); \
  84.         break; \
  85.     case 2: \
  86.         asm(op "w "__percpu_arg(1)",%0" \
  87.         : "=r" (pfo_ret__) \
  88.         : constraint); \
  89.         break; \
  90.     case 4: \
  91.         asm(op "l "__percpu_arg(1)",%0" \
  92.         : "=r" (pfo_ret__) \
  93.         : constraint); \
  94.         break; \
  95.     case 8: \
  96.         asm(op "q "__percpu_arg(1)",%0" \
  97.         : "=r" (pfo_ret__) \
  98.         : constraint); \
  99.         break; \
  100.     default: __bad_percpu_size(); \
  101.     } \
  102.     pfo_ret__; \
  103. })

  105. #define __percpu_arg(x) __percpu_prefix "%P" #x
  106. #define __percpu_prefix "%%"__stringify(__percpu_seg)":"
  107. #define __percpu_seg fs

  109. 所以__percpu_arg(x)翻译过来就是："%%"__stringify(fs)":%P" #x

  111. #define __stringify_1(x...) #x
  112. #define __stringify(x...) __stringify_1(x)

  114. 所以__percpu_arg(1)最终翻译过来就是：
  115. "%%" "fs:%P" "1"

  117. 因此上边的汇编代码翻译过来就是：
  118. asm("movl %%fs:%P1, %0" /
  119.      : "=q" (pfo_ret__) /
  120.      : "m" (var));

  122. 其中pfo_ret__是输出部%0，q，表示寄存器eax、ebx、ecx或edx中的一个，并且变量pfo_ret__存放在这个寄存器中。var就是刚才我们建立的那个临时的汇编变量cpu_number，作为输入部%1。

  124. 还记得“加载全局/中断描述符表”中把__KERNEL_PERCPU段选择子赋给了fs了吗，每个 cpu 的 fs 的内容都不同，fs:cpu_number就获得了当前存放在__KERNEL_PERCPU段中cpu_number偏移的内存中，最后把结果返回给pfo_ret__。所以这个宏最后的结果就是pfo_ret__的值，其返回的是CPU的编号.

  126. 参考：
  127. http://blog.csdn.net/yunsongice/article/details/6130032
  128. http://bbs.chinaunix.net/thread-3767460-1-1.html


  131. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  132. 三、for_each_online_cpu()内核函数解析
  133. 1.含义
  134. for_each_online_cpu来枚举系统中所有core的id值，也就是常说的cpuid。

  136. 2.代码
  137. #define for_each_online_cpu(cpu) for_each_cpu((cpu), cpu_online_mask)
  138. #define for_each_cpu(cpu, mask) \
  139.     for ((cpu) = -1;(cpu) = cpumask_next((cpu), (mask)),(cpu) < nr_cpu_ids;)

  141. 从以上代码可以看出依此根据掩码cpu_online_mask和系统core个数nr_cpu_ids来循环取出真正在工作的处理器序号。

  143. const struct cpumask *const cpu_online_mask = to_cpumask(cpu_online_bits);

  145. 2.1 to_cpumask
  146. //把cpu_online_bits强制转换成cpumask类型
  147. #define to_cpumask(bitmap) \
  148.     ((struct cpumask *)(1 ? (bitmap):(void *)sizeof(__check_is_bitmap(bitmap))))

  150. typedef struct cpumask { DECLARE_BITMAP(bits, NR_CPUS); } cpumask_t;
  151. #define DECLARE_BITMAP(name,bits) unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]

  153. //BITS_TO_LONGS宏根据处理器个数分配数组大小
  154. #define BITS_PER_BYTE 8
  155. #define BITS_TO_LONGS(nr) DIV_ROUND_UP(nr, BITS_PER_BYTE * sizeof(long))
  156. #define DIV_ROUND_UP(n,d) (((n) + (d) - 1) / (d))

  158. 所以以上宏调用生成的cpu_online_mask结构是:
  159. struct cpumask
  160. {
  161.     unsigned long bits[1];
  162. }*cpu_online_mask;

  164. 2.2 cpu_online_bits
  165. cpu_online_bits, 用以表示系统真正在工作的处理器个数/状态。当内核管理处理器时主要是通过这个来进行的.
  166. static DECLARE_BITMAP(cpu_online_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;

  168. //通过这个函数可以设置当前cpu是有效的还是无效的，即
  169. void set_cpu_online(unsigned int cpu, bool online)
  170. {
  171.     if (online)
  172.         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
  173.     else
  174.         cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
  175. }

  177. static inline void cpumask_set_cpu(unsigned int cpu, struct cpumask *dstp)
  178. {
  179.     //#define cpumask_bits(maskp) ((maskp)->bits)
  180.     set_bit(cpumask_check(cpu), cpumask_bits(dstp));
  181. }

  183. static inline void set_bit(int nr, void *addr)
  184. {
  185.     //把addr地址下的内容的第nr位置为1
  186.     asm("btsl %1,%0" : "+m" (*(u32 *)addr) : "Ir" (nr));
  187. }

  189. 2.3 cpumask_next
  190. static inline unsigned int cpumask_next(int n, const struct cpumask *srcp)
  191. {
  192.     /* -1 is a legal arg here. */
  193.     if (n != -1)
  194.         cpumask_check(n);//检查cpu位图
  195.     
  196.     //取下一位数值    
  197.     return find_next_bit(cpumask_bits(srcp), nr_cpumask_bits, n+1);
  198. }

  200. #define cpumask_bits(maskp) ((maskp)->bits)
  201. //系统内核数量
  202. #define nr_cpumask_bits NR_CPUS

  204. unsigned long find_next_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size,unsigned long offset)
  205. {
  206.     //#define BITS_PER_LONG 32
  207.     //#define BITOP_WORD(nr) ((nr) / BITS_PER_LONG)
  208.     //当前要查找的cpu号在baddr地址处的偏移地址
  209.     const unsigned long *p = addr + BITOP_WORD(offset);
  210.     unsigned long result = offset & ~(BITS_PER_LONG-1);//offset & 0xE0
  211.     unsigned long tmp;
  212.     
  213.     if (offset >= size)
  214.         return size;
  215.         
  216.     size -= result;
  217.     //offset整除得到在p地址处的偏移
  218.     offset %= BITS_PER_LONG;
  219.     if (offset) {
  220.         tmp = *(p++);//取得p地址开始处保存的数据，即数组bits数据
  221.         //tmp最低的offset为清零
  222.         tmp &= (~0UL << offset);
  223.         //cpu个数小于32
  224.         if (size < BITS_PER_LONG)
  225.             goto found_first;
  226.         if (tmp)
  227.             goto found_middle;
  228.         size -= BITS_PER_LONG;
  229.         result += BITS_PER_LONG;
  230.     }
  231.     
  232.     //若cpu个数超过32个时
  233.     while (size & ~(BITS_PER_LONG-1)) {
  234.         if ((tmp = *(p++)))
  235.             goto found_middle;
  236.         result += BITS_PER_LONG;
  237.         size -= BITS_PER_LONG;
  238.     }
  239.     if (!size)
  240.         return result;
  241.     tmp = *p;
  242.     
  243. found_first:
  244.     //清楚无效的cpu所占位数
  245.     tmp &= (~0UL >> (BITS_PER_LONG - size));
  246.     if (tmp == 0UL) /* Are any bits set? */
  247.         return result + size; /* Nope. */
  248. found_middle:
  249.     //__ffs找到tmp中第一个不为0的位的序号，加上result就是cpu号
  250.     return result + __ffs(tmp);
  251. }

  253. for_each_cpu () 函数内核实现了两个版本，一个是单处理器版本，一个是多处理器版本，其中他还用到了cpu_present_mask 宏。
  254. 系统中有四种这类的变量分别叫，cpu_present_mask,cpu_online_mask,cpu_active_mask , cpu_possible_mask;
  255. 在Linux内核中默认的SMP是最大支持8CPU，当然你可以加大这个数值。这可以在make menuconfig 中找到相关设置 "CPUS".这四个变量来源于四个属性：
  256. cpu_all_bits ,用以表示在 menuconfig 中设置的NR_CPUS的值是多少。
  257. cpu_possible_bits,表示实际在运行时处理器的CPU个数是多少？
  258. cpu_online_bits, 用以表示系统真正在工作的处理器个数/状态。当内核管理处理器时主要是通过这个来进行的。
  259. cpu_present_bits:用以表示系统中present的处理器数量，不一定所有都是Online的，在支持处理器热插拔的系统中，possible与present的关系为“cpu_possible_map = cpu_present_map + additional_cpus” ,present处理器是指系统固有的处理器个数不是外部插入的。
  260. cpu_active_bits, 表示目前处于可工作状态的处理器个数。

  262. setup_max_cpus
  263. nr_cpu_ids
  264. 在默认情况下都表示CPUS数量。
  265. const struct cpumask *const cpu_possible_mask = to_cpumask(cpu_possible_bits);

  267. /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
  268. void __init setup_nr_cpu_ids(void)
  269. {
  270.     nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
  271.  }

  273.  /* this is hard limit */
  274. static int __init nrcpus(char *str)
  275. {
  276.     int nr_cpus;
  277.     
  278.     get_option(&str, &nr_cpus);
  279.     if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
  280.         nr_cpu_ids = nr_cpus;
  281.     
  282.     return 0;
  283. }
  284. early_param("nr_cpus", nrcpus);

  286. int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;

  288. #define NR_CPUS CONFIG_NR_CPUS
  289. NR_CPUS是个宏定义，可以在config中配置（CONFIG_NR_CPUS），表示系统中CPU的最大数量

  291. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  292. 三、smp_call_function_single()内核函数解析
  293. 1.含义
  294. 系统中每个cpu都还拥有各自的一个类型为struct call_single_queue的队列dst（list)，smp_call_function_single（）会根据目标cpu来获得该队列，把前述的csd作为跨cpu参数传递的方法。不管怎么说吧，跨cpu调用的参数传递方法是用了，然后如果队列dst为空，就调用arch_send_call_function_single_ipi(cpu)给参数所指定的cpu发ipi消息，目标cpu收到该消息进入中断处理函数，那么就调用csd_data->func函数了(其实应该是ipi的中断处理函数处理dst队列中的每个结点，调用每个结点上的func函数指针，所以队列不为空时就没必要再发ipi消息了。

  296. 2.代码
  297. int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,int wait)
  298. {
  299.     struct call_single_data d = {
  300.         .flags = 0,
  301.     };
  302.     unsigned long flags;
  303.     int this_cpu;
  304.     int err = 0;
  305.     
  306.     this_cpu = get_cpu();//获得当前cpu号,并且禁止抢占

  308.     /*
  309.     * Can deadlock when called with interrupts disabled.
  310.     * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
  311.     * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
  312.     * can't happen.
  313.     */
  314.     WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled() && !oops_in_progress);
  315.     
  316.     //要指定运行的cpu id和当前cpu id一致的话，就调用func函数运行
  317.     if (cpu == this_cpu) {
  318.         local_irq_save(flags);
  319.         func(info);
  320.         local_irq_restore(flags);
  321.     } else {//不一致，发送ipi中断
  322.         //要运行该func的cpu号必须小于系统中cpu个数，且该cpu online
  323.         if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
  324.             /*
  325.             struct call_single_data {
  326.                 struct list_head list;
  327.                 smp_call_func_t func;
  328.                 void *info;
  329.                 u16 flags;
  330.             };
  331.             */
  332.             struct call_single_data *csd = &d;
  333.     
  334.             if (!wait)
  335.                 csd = &__get_cpu_var(csd_data);
  336.             
  337.             //设置csd结构
  338.             csd_lock(csd);
  339.             csd->func = func;
  340.             csd->info = info;//函数参数
  341.             //挂到每cpu队列call_single_queue中，并向指定cpu发送IPI中断
  342.             generic_exec_single(cpu, csd, wait);
  343.         } else {
  344.             err = -ENXIO; /* CPU not online */
  345.         }
  346.     }
  347.     
  348.     put_cpu();
  349.     
  350.     return err;
  351. }

  353. void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *csd, int wait)
  354. {
  355.     //找到要运行该func的cpu的每cpu变量call_single_queue队列
  356.     struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
  357.     unsigned long flags;
  358.     int ipi;
  359.     
  360.     raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
  361.     ipi = list_empty(&dst->list);//if empty return 1
  362.     //把该csd结构挂入每cpu变量call_single_queue队列尾部
  363.     list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
  364.     raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
  365.     
  366.     //队列为空，就向该cpu发送IPI中断，让其读取其每cpu队列call_single_queue上的csd结构，进而去执行func函数
  367.     if (ipi)
  368.         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
  369.     
  370.     //若设置了等待标志，则进行等待
  371.     if (wait)
  372.         csd_lock_wait(csd);
  373. }

  375. static void csd_lock_wait(struct call_single_data *csd)
  376. {
  377.     //若csd标志设置了CSD_FLAG_LOCK位，则在这里循环等待。前边并没有设置该标志
  378.     while (csd->flags & CSD_FLAG_LOCK)
  379.         cpu_relax();
  380. }

  382. //全局变量smp_ops也是一个smp_ops结构，在代码arch/x86/kernel/smp.c中被初始化成：
  383. struct smp_ops smp_ops = {
  384.     .smp_prepare_boot_cpu = native_smp_prepare_boot_cpu,
  385.     .smp_prepare_cpus = native_smp_prepare_cpus,
  386.     .smp_cpus_done = native_smp_cpus_done,
  387.     .stop_other_cpus = native_stop_other_cpus,
  388.     .smp_send_reschedule = native_smp_send_reschedule,
  389.     .cpu_up = native_cpu_up,
  390.     .cpu_die = native_cpu_die,
  391.     .cpu_disable = native_cpu_disable,
  392.     .play_dead = native_play_dead,
  393.     .send_call_func_ipi = native_send_call_func_ipi,
  394.     .send_call_func_single_ipi = native_send_call_func_single_ipi,
  395. };

  397. static inline void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
  398. {
  399.     //调用native_send_call_func_single_ipi
  400.     smp_ops.send_call_func_single_ipi(cpu);
  401. }

  403. void native_send_call_func_single_ipi(int cpu)
  404. {
  405.     apic->send_IPI_mask(cpumask_of(cpu), CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR);
  406. }

  408. #define cpumask_of(cpu) (get_cpu_mask(cpu))
  409. static inline const struct cpumask *get_cpu_mask(unsigned int cpu)
  410. {
  411.     //cpu是指目标cpu，即要将该IPI中断传给此cpu，通过下面得到通知IPI中断的cpu掩码
  412.     const unsigned long *p = cpu_bit_bitmap[1 + cpu % BITS_PER_LONG];
  413.     p -= cpu / BITS_PER_LONG;
  414.     return to_cpumask(p);
  415. }

  417. const unsigned long cpu_bit_bitmap[BITS_PER_LONG+1][BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)] = {
  418.     MASK_DECLARE_8(0), MASK_DECLARE_8(8),
  419.     MASK_DECLARE_8(16), MASK_DECLARE_8(24),
  420. #if BITS_PER_LONG > 32
  421.     MASK_DECLARE_8(32), MASK_DECLARE_8(40),
  422.     MASK_DECLARE_8(48), MASK_DECLARE_8(56),
  423. #endif
  424. };

  426. #define MASK_DECLARE_1(x) [x+1][0] = (1UL << (x))
  427. #define MASK_DECLARE_2(x) MASK_DECLARE_1(x), MASK_DECLARE_1(x+1)
  428. #define MASK_DECLARE_4(x) MASK_DECLARE_2(x), MASK_DECLARE_2(x+2)
  429. #define MASK_DECLARE_8(x) MASK_DECLARE_4(x), MASK_DECLARE_4(x+4)

  431. //通过以上宏计算得到：
  432. cpu_bit_bitmap[][] = {
  433.     [1][0]=1,
  434.     [2][0]=1<<1,
  435.     [3][0]=1<<2,
  436.     [4][0]=1<<3,
  437.     ......
  438. }

  440. //x86 32位下，apic定义为
  441. struct apic *apic = &apic_default;
  442. static struct apic apic_default = {
  443.  77 .name = "default",
  444.  78 .probe = probe_default,
  445.  79 .acpi_madt_oem_check = NULL,
  446.  80 .apic_id_valid = default_apic_id_valid,
  447.  81 .apic_id_registered = default_apic_id_registered,
  448.  82
  449.  83 .irq_delivery_mode = dest_LowestPrio,
  450.  84 /* logical delivery broadcast to all CPUs: */
  451.  85 .irq_dest_mode = 1,
  452.  86
  453.  87 .target_cpus = default_target_cpus,
  454.  88 .disable_esr = 0,
  455.  89 .dest_logical = APIC_DEST_LOGICAL,
  456.  90 .check_apicid_used = default_check_apicid_used,
  457.  91 .check_apicid_present = default_check_apicid_present,
  458.  92
  459.  93 .vector_allocation_domain = flat_vector_allocation_domain,
  460.  94 .init_apic_ldr = default_init_apic_ldr,
  461.  95
  462.  96 .ioapic_phys_id_map = default_ioapic_phys_id_map,
  463.  97 .setup_apic_routing = setup_apic_flat_routing,
  464.  98 .multi_timer_check = NULL,
  465.  99 .cpu_present_to_apicid = default_cpu_present_to_apicid,
  466. 100 .apicid_to_cpu_present = physid_set_mask_of_physid,
  467. 101 .setup_portio_remap = NULL,
  468. 102 .check_phys_apicid_present = default_check_phys_apicid_present,
  469. 103 .enable_apic_mode = NULL,
  470. 104 .phys_pkg_id = default_phys_pkg_id,
  471. 105 .mps_oem_check = NULL,
  472. 106
  473. 107 .get_apic_id = default_get_apic_id,
  474. 108 .set_apic_id = NULL,
  475. 109 .apic_id_mask = 0x0F << 24,
  476. 110
  477. 111 .cpu_mask_to_apicid_and = flat_cpu_mask_to_apicid_and,
  478. 112
  479. 113 .send_IPI_mask = default_send_IPI_mask_logical,
  480. 114 .send_IPI_mask_allbutself = default_send_IPI_mask_allbutself_logical,
  481. 115 .send_IPI_allbutself = default_send_IPI_allbutself,
  482. 116 .send_IPI_all = default_send_IPI_all,
  483. 117 .send_IPI_self = default_send_IPI_self,
  484. 118
  485. 119 .trampoline_phys_low = DEFAULT_TRAMPOLINE_PHYS_LOW,
  486. 120 .trampoline_phys_high = DEFAULT_TRAMPOLINE_PHYS_HIGH,
  487. 121
  488. 122 .wait_for_init_deassert = default_wait_for_init_deassert,
  489. 123
  490. 124 .smp_callin_clear_local_apic = NULL,
  491. 125 .inquire_remote_apic = default_inquire_remote_apic,
  492. 126
  493. 127 .read = native_apic_mem_read,
  494. 128 .write = native_apic_mem_write,
  495. 129 .eoi_write = native_apic_mem_write,
  496. 130 .icr_read = native_apic_icr_read,
  497. 131 .icr_write = native_apic_icr_write,
  498. 132 .wait_icr_idle = native_apic_wait_icr_idle,
  499. 133 .safe_wait_icr_idle = native_safe_apic_wait_icr_idle,
  500. 134
  501. 135 .x86_32_early_logical_apicid = default_x86_32_early_logical_apicid,
  502. };

  504. void default_send_IPI_mask_logical(const struct cpumask *cpumask, int vector)
  505. {
  506.     //得到相应cpu的掩码，若是cpu1的话，此值应为0x0000 0002
  507.     unsigned long mask = cpumask_bits(cpumask)[0];
  508.     unsigned long flags;
  509.     
  510.     if (!mask)
  511.         return;
  512.     
  513.     local_irq_save(flags);
  514.     WARN_ON(mask & ~cpumask_bits(cpu_online_mask)[0]);
  515.     //#define APIC_DEST_LOGICAL 0x00800
  516.     __default_send_IPI_dest_field(mask, vector, apic->dest_logical);
  517.     local_irq_restore(flags);
  518. }

  520. static inline void __default_send_IPI_dest_field(unsigned int mask, int vector, unsigned int dest)
  521. {
  522.     unsigned long cfg;
  523.     
  524.     //CPU内部APIC有一些控制寄存器，APIC_ICR和APIC_ICR2是其中的两个。要向系统中的一个CPU发出中断请求时，首先要通过apic_wait_icr_idle(),确认或等待APIC_ICR处于空闲状态.
  525.     if (unlikely(vector == NMI_VECTOR))
  526.         safe_apic_wait_icr_idle();
  527.     else
  528.         __xapic_wait_icr_idle();
  529.     
  530.     //prepare target chip field
  531.     cfg = __prepare_ICR2(mask);
  532.     //APIC_ICR2主要用来说明要发送的中断请求的目标
  533.     native_apic_mem_write(APIC_ICR2, cfg);
  534.     
  535.     //program the ICR
  536.     cfg = __prepare_ICR(0, vector, dest);
  537.     
  538.     //Send the IPI. The write to APIC_ICR fires this off.
  539.     native_apic_mem_write(APIC_ICR, cfg);
  540. }
  541. 在SMP系统上，当一个CPU想对另一个CPU发送中断信号时，就在自己的本地APIC的ICR寄存器（Interrupt Command Register，中断命令寄存器）中存放其中断向量，和目标CPU拥有的本地APIC的标识，触发中断。IPI中断信号经由APIC总线传递到目标APIC，那个收到中断的APIC就向自己所属的CPU发送一个中断。

  543. Linux针对IA32的SMP系统定义了五种IPI：
  544. 1, CALL_FUNCTION_VECTOR：发往自己除外的所有CPU，强制它们执行指定的函数；
  545. 2, RESCHEDULE_VECTOR：使被中断的CPU重新调度；
  546. 3, INVLIDATE_TLB_VECTOR：使被中断的CPU废弃自己的TLB缓存内容。
  547. 4, ERROR_APIC_VECTOR：错误中断。
  548. 5, SPUROUS_APIC_VECTOR：假中断

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