linux内核numa简单的bitmap操作

NUMA架构下的节点配置与位图操作

最新推荐文章于 2024-06-21 00:16:20 发布

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本文详细介绍了在NUMA（Non-Uniform Memory Access）系统环境下，nodemask_t结构体如何存储节点配置信息。nodemask_t通过DECLARE_BITMAP宏定义，该宏根据MAX_NUMNODES（由NODES_SHIFT左移确定）来分配位图，用于表示系统中的节点状态。BITS_TO_LONGS宏用于计算位图所需的long类型元素数量，确保在不同操作系统位宽下正确存储位信息。博客内容深入解析了内核编译时的配置对结构体定义的影响，并探讨了位图操作在内存管理中的应用。

nodemask_t存放的是有关节点的配置信息。
定义如下
typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, MAX_NUMNODES); } nodemask_t;
DECLARE_BITMAP
定义如下

#define DECLARE_BITMAP(name,bits) \
unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]
-----------------------------------------------------------------------
MAX_NUMNODES NODES_SHIFT在numa.h的定义如下:

#ifdef CONFIG_NODES_SHIFT
#define NODES_SHIFT CONFIG_NODES_SHIFT
#else
#define NODES_SHIFT 0
#endif

#define MAX_NUMNODES (1 << NODES_SHIFT)

#define NUMA_NO_NODE (-1)

------------------------------------------------------------------------

那么在一个有numa系统的环境下代码展开

typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, MAX_NUMNODES); } nodemask_t;
| ->

typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, (1 << NODES_SHIFT)); } nodemask_t;
|->

CONFIG_NODES_SHIFT取决于内核编译时的值，如果没有定义便是0
那么便是
typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, (1 << 0)); } nodemask_t;
typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, (1 << CONFIG_NODES_SHIFT)); } nodemask_t;

其中BITS_TO_LONGS定义在
include/linux/bitops.h

#define BITS_PER_TYPE(type) (sizeof(type) * BITS_PER_BYTE)
#define BITS_TO_LONGS(nr) DIV_ROUND_UP(nr, BITS_PER_TYPE(long))

其目的就是求一个数是几个long的长度

#define DECLARE_BITMAP(name,bits) \
unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]

name，保存位的 unsigned long 类型的数据保存在内存中的首地址，或者是bitmap的首地址

bits，我们要用到多少位，或者是bitmap中元素个数

所以
#define DECLARE_BITMAP(name,bits) \
unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]

32位操作系统下
被解析成 DECLARE_BITMAP(name, bits) == unsigned long name[(bits+31)/32]
64位操作系统下
被解析成 DECLARE_BITMAP(name, bits) == unsigned long name[(bits+63)/64]