随想录（无均衡负载的smp os设计）

    自己以前没有写过smp os，关于这方面的os也看得比较少。如果有，也是关于linux smp的部分，但是Linux上面会涉及到负载均衡，也很复杂，理解上面有一定的难度。然而是等到自己真正写的时候，发现困难也是可以克服的。抛却均衡负载不谈，自己写smp os也是可以做到的。下面就是我在实践中的一些做法。

（1） 每个任务一旦分配到具体cpu上之后，就不再迁移

// scheduler function

STATUS schedule() {

  u8 cpuid;
  Task* p_task;

  cpuid = get_local_cpu();

  if(is_in_irq()) {

    return IN_IRQ;
  }

  if(is_sched_lock()) {

    return OS_SCHED_LOCKED;
  }

  DISABLE_IE();

  p_task = get_list_entry(g_ready[cpuid].next, Task, rdy);
  sched_task[cpuid] = p_task;

  if(current_task[cpuid] != p_task){

    p_task-> state = RUNNING;
    CONTEXT_SWITCH();
  }

  ENABLE_IE();

  return SUCCESS;
}

（2）因为任务无法迁移，所以如果需要唤醒的时候只能是由核间中断来完成，下面的这个信号量可以说明问题，

// create sem

STATUS create_sem(Sem* p_sem, u32 count){

  if(NULL == p_sem) {

    return PARAM_ERROR;
  }

  p_sem-> blk_type = SEM_TYPE;

  spin_lock_init(&p_sem-> lock);
  list_init(&p_sem-> head);
  p_sem-> count = count;

  return SUCCESS;
}

// get sem

STATUS get_sem(Sem* p_sem, u8 wait){

  u8 cpuid;

  cpuid = get_local_cpu();

  if(is_in_irq()) {

    return IN_IRQ;
  }

  if(NULL == p_sem) {

    return PARAM_ERROR;
  }

  if(SEM_TYPE != p_sem-> blk_type) {

    return WRONG_BLOCK_TYPE;
  }

  DISABLE_IE();
  spin_lock(&p_sem-> lock);

  if(p_sem-> count) {

    p_sem-> count --;

    spin_unlock(&p_sem-> lock);
    ENABLE_IE();

    return SUCCESS;
  }

  if(is_sched_lock()) {

    spin_unlock(&p_sem-> lock);
    ENABLE_IE();

    return OS_SCHED_LOCKED;
  }

  if(!wait) {

    spin_unlock(&p_sem-> lock);
    ENABLE_IE();

    return NOT_WAIT;
  }

  remove_from_rdy_queue(current_task[cpuid]);
  add_to_blk_queue(&p_sem-> head, current_task[cpuid]);

  current_task[cpuid]-> state =  BLOCKED;
  current_task[cpuid]-> blk_data = p_sem;

  spin_unlock(&p_sem-> lock);
  ENABLE_IE();

  schedule();

  return SUCCESS;
}

// put sem

STATUS put_sem(Sem* p_sem) {

  u8 cpuid;
  Task* p_task;

  if(NULL == p_sem) {

    return PARAM_ERROR;
  }

  if(SEM_TYPE != p_sem-> blk_type){

    return WRONG_BLOCK_TYPE;
  }

  DISABLE_IE();
  spin_lock(&p_sem-> lock);

  if(is_list_empty(&p_sem-> head)){

    p_sem-> count ++;

    spin_unlock(&p_sem-> lock);
    ENABLE_IE();

    return SUCCESS;
  }

  p_task = get_list_entry(p_sem->head.next, Task, blk);
  remove_from_blk_queue(p_task);
  list_init(&p_task-> blk);

  cpuid = get_local_cpu();

  if(cpuid != p_task-> cpuid) {

    // send ipi to target cpu

    send_ipi(WAKE_UP_TASK, p_task, p_task-> cpuid);

    spin_unlock(&p_sem-> lock);
    ENABLE_IE();

    return SUCCESS;
  }


  add_to_rdy_queue(&g_ready[cpuid], p_task);
  p_task-> state = READY;
  p_task-> blk_data = NULL;

  spin_unlock(&p_sem-> lock);
  ENABLE_IE();

  return SUCCESS;
}

（3）核间中断，重新将任务加入就绪队列

// send ipi

void send_ipi(u32 cmd, void* p_data, u8 cpuid) {

  spin_lock(&g_ipi_lock[cpuid]);

  g_ipi_cmd[cpuid] = cmd;
  g_ipi_data[cpuid] = p_data;

  ipi_trigger(cpuid);
}


// ipi isr func, for all cores

void ipi_isr_func() {

  u8 cpuid;
  u32 cmd;
  void* p_data;
  Task* p_task;

  cpuid = get_local_cpu();

  cmd = g_ipi_cmd[cpuid];
  p_data = g_ipi_data[cpuid];

  // ready to get other ipi cmd

  spin_unlock(&g_ipi_lock[cpuid]);

  DISABLE_IE();

  p_task = (Task*) p_data;

  if(BLOCKED == p_task-> state) {

    add_to_rdy_queue(&g_ready[cpuid], p_task);
    p_task-> blk_data = NULL;
    p_task-> state = READY;
  }

  ENABLE_IE();
}

（4）目前大多数pc都是多核形式，用pc写smp os最好不过了，用vc调试起来也方便，

u8 get_local_cpu() {

  s32 CPUInfo[4];
  __cpuid(CPUInfo, 1);

  if ((CPUInfo[3] & (1 << 9)) == 0)
    return -1;

  return (u8)(CPUInfo[1] >> 24);
}

    其实写代码不用怕，越是大胆写，才越能提高自己的能力，才会进步更大。