1 use core::sync::atomic::AtomicUsize; 2 3 use alloc::vec::Vec; 4 5 use crate::{ 6 include::bindings::bindings::smp_get_total_cpu, libs::lazy_init::Lazy, 7 smp::core::smp_get_processor_id, 8 }; 9 10 /// 系统中的CPU数量 11 /// 12 /// todo: 待smp模块重构后，从smp模块获取CPU数量。 13 /// 目前由于smp模块初始化时机较晚，导致大部分内核模块无法在早期初始化PerCpu变量。 14 const CPU_NUM: AtomicUsize = AtomicUsize::new(PerCpu::MAX_CPU_NUM); 15 16 #[derive(Debug)] 17 pub struct PerCpu; 18 19 impl PerCpu { 20 pub const MAX_CPU_NUM: usize = 128; 21 /// # 初始化PerCpu 22 /// 23 /// 该函数应该在内核初始化时调用一次。 24 /// 25 /// 该函数会调用`smp_get_total_cpu()`获取CPU数量，然后将其存储在`CPU_NUM`中。 26 #[allow(dead_code)] 27 pub fn init() { 28 if CPU_NUM.load(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst) != 0 { 29 panic!("PerCpu::init() called twice"); 30 } 31 let cpus = unsafe { smp_get_total_cpu() } as usize; 32 assert!(cpus > 0, "PerCpu::init(): smp_get_total_cpu() returned 0"); 33 CPU_NUM.store(cpus, core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 34 } 35 } 36 37 /// PerCpu变量 38 /// 39 /// 该结构体的每个实例都是线程安全的，因为每个CPU都有自己的变量。 40 /// 41 /// 一种简单的使用方法是：使用该结构体提供的`define_lazy`方法定义一个全局变量， 42 /// 然后在内核初始化时调用`init`、`new`方法去初始化它。 43 /// 44 /// 当然，由于Lazy<T>有运行时开销，所以也可以直接全局声明一个Option， 45 /// 然后手动初始化然后赋值到Option中。（这样需要在初始化的时候，手动确保并发安全） 46 #[derive(Debug)] 47 #[allow(dead_code)] 48 pub struct PerCpuVar<T> { 49 inner: Vec<T>, 50 } 51 52 #[allow(dead_code)] 53 impl<T> PerCpuVar<T> { 54 /// # 初始化PerCpu变量 55 /// 56 /// ## 参数 57 /// 58 /// - `data` - 每个CPU的数据的初始值。 传入的Vec的长度必须等于CPU的数量，否则返回None。 59 pub fn new(data: Vec<T>) -> Option<Self> { 60 let cpu_num = CPU_NUM.load(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 61 if cpu_num == 0 { 62 panic!("PerCpu::init() not called"); 63 } 64 65 if data.len() != cpu_num { 66 return None; 67 } 68 69 return Some(Self { inner: data }); 70 } 71 72 /// 定义一个Lazy的PerCpu变量，稍后再初始化 73 pub const fn define_lazy() -> Lazy<Self> { 74 Lazy::<Self>::new() 75 } 76 77 pub fn get(&self) -> &T { 78 let cpu_id = smp_get_processor_id(); 79 &self.inner[cpu_id as usize] 80 } 81 82 pub fn get_mut(&mut self) -> &mut T { 83 let cpu_id = smp_get_processor_id(); 84 &mut self.inner[cpu_id as usize] 85 } 86 } 87 88 /// PerCpu变量是线程安全的，因为每个CPU都有自己的变量。 89 unsafe impl<T> Sync for PerCpuVar<T> {} 90 unsafe impl<T> Send for PerCpuVar<T> {} 91