❶ linux cpu管理（一） cpu初始化
本文基於以下軟硬體假定：架構：AARCH64；內核版本：5.14.0-rc5。
為何需要管理CPU？CPU作為計算機系統核心，主要執行運算和控制功能。傳統單核系統無需特別管理CPU。然而，隨著晶元頻率提升，性能瓶頸凸顯。為提升性能，晶元廠商採用集成多個相同CPU核心的多處理器系統（SMP）。啟動階段主要執行鏡像載入和軟硬體初始化，SMP系統通常由主CPU執行，而其他CPU在操作系統初始化後啟動。SMP系統強大，但高計算能力並非所有場景所需。移動設備等場景下，高效管理CPU能顯著降低功耗，延長續航能力。
CPU管理的關鍵在於精細功耗控制。負載較低時，調低頻率和電壓；CPU空閑時關閉時鍾；某些CPU完全移除系統。實現這些功能，硬體支持與軟體驅動及管理策略不可或缺。內核提供CPU管理模塊，本文將分步介紹其原理與實現：（1）CPU參數初始化流程；（2）SMP CPU啟動流程；（3）CPU熱插拔原理與實現；（4）CPU空閑原理與實現；（5）CPU動態電壓和頻率調整（DVFS）原理與實現。本文重點闡述CPU參數初始化流程，包括內核如何標識CPU ID、組織CPU拓撲結構、定義CPU狀態。
標識CPU ID，ARM64系統為每個處理器分配的mpidr寄存器記錄親和度。每個處理器具有唯一ID，用於標識硬體ID。通過dts配置，將硬體ID抽象為邏輯ID，便於統一管理。啟動時，primary CPU硬體ID從mpidr寄存器讀取，secondary CPU通過dts獲取硬體ID。
初始化CPU拓撲結構，現代處理器採用超線程、socket、core等層次組織。ARM64架構中，soc支持多個cluster，每個cluster包含多個core。解析devicetree配置信息，填充CPU拓撲結構體，描述線程ID、core ID、cluster ID、cache ID和兄弟CPU。計算cpu算力，歸一化最大cpu算力，其他cpu按比例換算，供調度器負載均衡時參考。
定義CPU狀態，內核使用bitmask管理CPU可能存在的狀態、可用狀態、在線狀態和激活狀態。設置流程包括檢查啟動回調函數、啟動或熱插拔過程中的狀態轉移。通過cpumask結構體表示狀態，內核提供狀態標識和操作函數。
❷ Linux內核進程管理之SMP調度
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SMP調度詳解
深入分析SMP系統中的進程調度策略，包括處理器親和性設置、調度類拓展、負載均衡演算法等關鍵概念。
進程的cpu親和性設置
解釋如何通過系統調用和API介面來設置進程的cpu親和性，以及內核線程的相關操作。
使用cpuset配置
闡述管理員如何使用cpuset管理進程的處理器親和性和內存資源分配，以及與cgroup的整合。
調度器的拓展
介紹SMP系統中調度器的擴展特性，包括進程的cpu負載均衡和優先順序調整機制。
公平調度類的cpu負載均衡
詳解公平調度類在多處理器系統中的負載均衡實現，關注進程遷移策略和負載均衡演算法。
實時調度類的cpu負載均衡
分析實時調度類如何在處理器負載均衡中實現動態調整，以保證關鍵進程的優先順序。
公平運行隊列的計算與負載均衡
闡述公平運行隊列的計算方法，以及如何基於這些信息執行處理器負載均衡策略。
遷移線程與主動負載均衡
解釋遷移線程在SMP調度中的作用，包括處理遷移請求和執行主動負載均衡的過程。
隔離處理器
說明如何通過引導內核參數來隔離特定處理器，避免它們參與SMP負載均衡。
Linux內核進程管理之SMP調度
總結SMP系統中進程管理的核心概念、實現機制以及最佳實踐，為開發者提供深入理解與高效應用的指南。