1.性能Linux下释放CPU性能的源码奥秘linux释放cpu
2.查看linux系统cpu架构
3.轻松学会linux下查看内存频率,内核函数,cpu频率
4.linux cpu管理（七） cpu动态调频实现
5.cpu内核都是LINUX？
6.Linux内核源码解析---万字解析从设计模式推演per-cpu实现原理

性能Linux下释放CPU性能的奥秘linux释放cpu

       在 Linux下释放CPU性能是多种可能的，它们之间有其各自不同的源码优势和劣势。本文将介绍几种释放CPU性能在Linux下可以使用的源码方法，可以更好地了解性能。源码

       #### 一、源码降低系统运行的源码wget获取网站源码服务程序

       使用“`sudo service“`指令可以获得当前运行的服务程序的列表，并且在“`/etc/init.d“`文件夹下也可以找到服务程序并开启或者关闭它们。源码我们可以根据自己的源码需求，关闭一些不常用的源码服务，保持主要服务运行，源码可以减少系统负担，源码避免下载后台不必要的源码程序，可以显著提升CPU性能。源码

       #### 二、源码更新OS和内核

       良好的源码操作系统更新能带来优化速度和提升CPU性能。比如内核，它作为Linux操作系统的核心，内核中更新的特性会在一定程度上提升Linux性能提高用户体验。除此之外，每隔几个月的时间系统可以通过“`sudo apt-get update“`命令更新服务，来获得各种小改进。将系统更新到最新版本，可以同步更新最新软件以及服务，从根本上提高CPU的性能。

       #### 三、优化内存

       更多的内存能够允许系统运行更多的程序，而只有在耗尽内存时才会发挥swapping功能，swapping会开销大量时间，从而降低系统整体性能，也会拖慢CPU业务处理速度。所以给系统配置更多的内存可以提升CPU性能。

       #### 四、优化硬盘

       磁盘IO读取声讯速度会在一定程度上影响系统性能，比如机械磁盘比固态磁盘的速度要慢很多，可以采取升级硬盘的方式来提升CPU性能。此外，更多的内核参数的优化，比如增加磁盘读写缓存等，也可以提升CPU性能。

       #### 五、使用多核处理器

       如果想最大限度地提高系统性能，那么采用多核处理器也是语音转发源码一个好办法。在使用多核处理器的情况下，每个核心都会完成不同任务，并行执行，这样可以有效减少CPU的等待时间，从而加快任务的处理速度，从而提高系统性能。

       是释放CPU性能的 Linux下有多种方法可以选择。在上面列出的几项操作中，任何一项都可以改进系统的整体表现，提高服务器的性能。

查看linux系统cpu架构

       要了解Linux系统的CPU架构，你可以借助命令行工具。首先，使用grep命令获取基本信息：

       uname -m

       运行这个命令，你会看到输出，如x_、i或armv7l，这些标签分别代表位的英特尔或AMD处理器（x_），位的英特尔x处理器（i），以及基于ARMv7架构的处理器（armv7l）。

       如果你想获取更详尽的系统支持CPU架构列表，可以尝试:

       cat /proc/cpuinfo

       这个命令会列出系统中所有CPU的详细信息，包括每个CPU支持的指令集。查看指令集列表有助于确认系统支持的CPU架构多样性和兼容性。

轻松学会linux下查看内存频率,内核函数,cpu频率

       在Linux下，查看系统各个关键信息是运维人员的日常任务之一。下面将详细介绍如何在Linux下查看CPU、内存、系统运行时间、内核版本、内核函数、中断以及如何调整内存分配策略。

       **查看CPU信息

**

       使用`cat /proc/cpuinfo`命令可以查看CPU的详细信息，包括型号、频率、核心数量等。

       **内存信息

**

       使用`sudo cat /proc/meminfo`可以查看当前系统的内存大小、已用空间、空闲空间等信息。要查看内存的型号和频率，需要以root权限运行`sudo dmidecode -t memory`命令。畅购项目源码

       **系统运行时间

**

       使用`cat /proc/uptime`可以查看系统自启动以来的运行时间。

       **内核IO地址映射

**

       使用`cat /proc/iomem`可以查看物理内存地址的分配情况。

       **上次登录信息

**

       使用`last /var/log/wtmp`可以查看系统上一次的登录信息。`/var/log/wtmp`是一个二进制文件，记录了每个用户的登录次数和登录时间。它是二进制文件，不能用`vim`等工具直接读取，应使用`last`命令查看。如果`/var/log/wtmp`文件不存在，可以使用`touch`命令创建。

       **查看内核版本

**

       使用`cat /proc/version`可以查看当前运行的内核版本信息。

       **内核函数

**

       使用`cat /proc/kallsyms`命令可以查看内核函数的地址信息。请注意，非root用户可能看到的内存地址为0，这时需要注意。

       **系统启动参数

**

       查看系统启动时的参数和磁盘信息，可以使用`cat /proc/diskstats`。这个文件通常较为复杂，普通人可能难以理解，但有专门工具可以用来分析获得磁盘性能信息。

       **中断信息

**

       使用`cat /proc/interrupts`可以查看系统的中断信息，了解各个中断发生的次数。

       **内存分配策略调整

**

       可以通过调整`/proc/sys/vm/overcommit_memory`和`/proc/sys/vm/overcommit_ratio`文件中的值来调整内存分配策略。

       通过这些命令和方法，Linux下的内存频率、内核函数、CPU频率等关键信息便能轻松查看和管理。

linux cpu管理（七） cpu动态调频实现

       本文基于以下软硬件假定：

       架构：AARCH

       内核版本：5..0-rc

       1. cpufreq设备注册流程

       注册cpufreq设备需使用platform_device_register_data()函数。以cpufreq-dt设备为例，其注册流程需满足条件：soc名称位于allowlist中或cpu节点包含operating-points-v2属性，且soc名称不在blocklist中。

       若需为新平台添加cpufreq设备，只需将soc名添加至allowlist列表，或在dts中正确配置cpu频点，避免soc名入blocklist。

       若设备需实现intermediate或suspend、resume回调，则需通过platform设备的data成员传递私有数据，该数据格式需预先定义。

       2. cpufreq驱动初始化

       驱动初始化流程包括：对每个cpu执行初始化流程，根据dts中cpu的无朔源码燕窝opp配置初始化频点数据；解析私有数据并设置至驱动结构体；注册dt-cpufreq驱动。

       2.1 subsys_interface机制介绍

       内核支持子系统动态添加或移除特定功能，subsys_interface机制支持此特性。其注册流程包括获取接口对应的subsys、加入接口至interface链表、初始化iter遍历设备、调用add_dev回调。

       add_dev回调定义在subsys_interface结构体中，包含所属subsys、add_dev和remove_dev回调函数。

       2.2 cpufreq_interface添加流程

       cpufreq作为cpu子功能，其interface通过cpufreq_register_driver()-->subsys_interface_register()注册。添加流程涉及遍历cpu节点，执行cpufreq_add_dev函数，初始化cpufreq_policy结构体和sysfs属性文件。

       cpufreq_online流程根据policy状态和cpu当前在线状态，执行初始化和添加操作，包括政策结构体初始化、调用相关回调函数、sysfs文件创建等。

       新policy初始化包括分配结构体、cpu添加至mask、设置私有数据、计算调频范围、初始化相关参数、创建sysfs目录、发送相关通知、读取当前频率、创建sysfs属性文件、初始化统计数据等。

       3. cpufreq governor

       cpufreq governor根据特定算法计算待切换频率，支持performance、powersave、userspace、ondemand、conservative和schedutil六种。performance直接设置最高频率，powersave最低，userspace设置用户指定频率。

       其他governor动态调节频率，特点包括：ondemand快速响应负载变化，保守调整；conservative平稳调整频率，开源趣游源码减少频繁升降频；schedutil利用调度器负载值实现更准确、高效的调频。

       3.1 governor初始化流程

       初始化cpufreq_governor和dbs_governor结构体，实现特定governor的回调函数和私有数据管理。以ondemand为例，初始化包括分配结构体、初始化工作队列、设置相关参数等。

       3.2 governor启动流程

       启动governor包括初始化负载计算参数、注册调频回调至调度子系统。以ondemand为例，涉及计算相关参数、调用启动回调函数、注册调频回调至调度子系统。

       3.3 governor调频触发流程

       governor调频触发由调度子系统触发，如cfs调度器在进程入队时调用cpufreq_update_util函数，最终执行特定governor的gov_dbs_update回调，实现调频流程。

cpu内核都是LINUX？

       虽然许多人可能认为CPU内核都是基于Linux操作系统，但事实并非如此。实际上，有许多种不同的操作系统和软件可以运行在CPU内核上。例如，Windows、macOS、Unix、Android、iOS和各种嵌入式操作系统都是基于不同的内核，而非Linux。不过，Linux内核确实非常流行，因为它具有高度的灵活性和可定制性，能够适应各种不同的硬件和软件环境。

       Linux内核是开源的，这意味着任何开发者都可以访问其源代码，并根据需要进行修改和扩展。这种开放性使得Linux能够在广泛的硬件平台上运行，包括服务器、桌面计算机、移动设备、游戏机、嵌入式设备和超级计算机等。这使得Linux成为了一个极其多样化和多功能的平台，被广泛应用于多个领域。

       尽管如此，Linux内核并非唯一能够运行在CPU上的内核。对于不同类型的设备和应用，开发者可能会选择其他内核以获得最佳性能和功能。例如，Windows操作系统是为个人计算机和服务器设计的，而macOS为苹果计算机提供支持。在移动设备领域，Android和iOS操作系统分别由Google和Apple开发，专为智能手机和平板电脑等设备而设计。

       此外，嵌入式系统通常使用小型、轻量级的实时操作系统（RTOS），如FreeRTOS、uC/OS和VxWorks，以满足特定硬件和应用的需求。这些RTOS旨在提供高效、可靠和实时响应的性能，适用于控制和监控设备、工业自动化、无人机、车载系统等。

       综上所述，尽管Linux内核因其灵活性和开源性质而在许多应用中非常流行，但CPU内核运行的操作系统多种多样，并非局限于Linux。选择合适的操作系统取决于特定的硬件平台、应用需求和性能目标。

Linux内核源码解析---万字解析从设计模式推演per-cpu实现原理

       引子

       在如今的大型服务器中，NUMA架构扮演着关键角色。它允许系统拥有多个物理CPU，不同NUMA节点之间通过QPI通信。虽然硬件连接细节在此不作深入讨论，但需明白每个CPU优先访问本节点内存，当本地内存不足时，可向其他节点申请。从传统的SMP架构转向NUMA架构，主要是为了解决随着CPU数量增多而带来的总线压力问题。

       分配物理内存时，numa_node_id() 方法用于查询当前CPU所在的NUMA节点。频繁的内存申请操作促使Linux内核采用per-cpu实现，将CPU访问的变量复制到每个CPU中，以减少缓存行竞争和False Sharing，类似于Java中的Thread Local。

       分配物理页

       尽管我们不必关注底层实现，buddy system负责分配物理页，关键在于使用了numa_node_id方法。接下来，我们将深入探索整个Linux内核的per-cpu体系。

       numa_node_id源码分析获取数据

       在topology.h中，我们发现使用了raw_cpu_read函数，传入了numa_node参数。接下来，我们来了解numa_node的定义。

       在topology.h中定义了numa_node。我们继续跟踪DECLARE_PER_CPU_SECTION的定义，最终揭示numa_node是一个共享全局变量，类型为int，存储在.data..percpu段中。

       在percpu-defs.h中，numa_node被放置在ELF文件的.data..percpu段中，这些段在运行阶段即为段。接下来，我们返回raw_cpu_read方法。

       在percpu-defs.h中，我们继续跟进__pcpu_size_call_return方法，此方法根据per-cpu变量的大小生成回调函数。对于numa_node的int类型，最终拼接得到的是raw_cpu_read_4方法。

       在percpu.h中，调用了一般的read方法。在percpu.h中，获取numa_node的绝对地址，并通过raw_cpu_ptr方法。

       在percpu-defs.h中，我们略过验证指针的环节，追踪arch_raw_cpu_ptr方法。接下来，我们来看x架构的实现。

       在percpu.h中，使用汇编获取this_cpu_off的地址，代表此CPU内存副本到".data..percpu"的偏移量。加上numa_node相对于原始内存副本的偏移量，最终通过解引用获得真正内存地址内的值。

       对于其他架构，实现方式相似，通过获取自己CPU的偏移量，最终通过相对偏移得到pcp变量的地址。

       放入数据

       讨论Linux内核启动过程时，我们不得不关注per-cpu的值是如何被放入的。

       在main.c中，我们以x实现为例进行分析。通过setup_percpu.c文件中的代码，我们将node值赋给每个CPU的numa_node地址处。具体计算方法通过early_cpu_to_node实现，此处不作展开。

       在percpu-defs.h中，我们来看看如何获取每个CPU的numa_node地址，最终还是通过简单的偏移获取。需要注意如何获取每个CPU的副本偏移地址。

       在percpu.h中，我们发现一个关键数组__per_cpu_offset，其中保存了每个CPU副本的偏移值，通过CPU的索引来查找。

       接下来，我们来设计PER CPU模块。

       设计一个全面的PER CPU架构，它支持UMA或NUMA架构。我们设计了一个包含NUMA节点的结构体，内部管理所有CPU。为每个CPU创建副本，其中存储所有per-cpu变量。静态数据在编译时放入原始数据段，动态数据在运行时生成。

       最后，我们回到setup_per_cpu_areas方法的分析。在setup_percpu.c中，我们详细探讨了关键方法pcpu_embed_first_chunk。此方法管理group、unit、静态、保留、动态区域。

       通过percpu.c中的关键变量__per_cpu_load和vmlinux.lds.S的链接脚本，我们了解了per-cpu加载时的地址符号。PERCPU_INPUT宏定义了静态原始数据的起始和结束符号。

       接下来，我们关注如何分配per-cpu元数据信息pcpu_alloc_info。percpu.c中的方法执行后，元数据分配如下图所示。

       接着，我们分析pcpu_alloc_alloc_info的方法，完成元数据分配。

       在pcpu_setup_first_chunk方法中，我们看到分配的smap和dmap在后期将通过slab再次分配。

       在main.c的mm_init中，我们关注重点区域，完成map数组的slab分配。

       至此，我们探讨了Linux内核中per-cpu实现的原理，从设计到源码分析，全面展现了这一关键机制在现代服务器架构中的作用。

简单概括Linux内核源码高速缓存原理（图例解析）

       高速缓存(cache)概念和原理涉及在处理器附近增加一个小容量快速存储器(cache)，基于SRAM，由硬件自动管理。其基本思想为将频繁访问的数据块存储在cache中，CPU首先在cache中查找想访问的数据，而不是直接访问主存，以期数据存放在cache中。

       Cache的基本概念包括块（block），CPU从内存中读取数据到Cache的时候是以块（CPU Line）为单位进行的，这一块块的数据被称为CPU Line，是CPU从内存读取数据到Cache的单位。

       在访问某个不在cache中的block b时，从内存中取出block b并将block b放置在cache中。放置策略决定block b将被放置在哪里，而替换策略则决定哪个block将被替换。

       Cache层次结构中，Intel Core i7提供一个例子。cache包含dCache（数据缓存）和iCache（指令缓存），解决关键问题包括判断数据在cache中的位置，数据查找(Data Identification)，地址映射(Address Mapping)，替换策略(Placement Policy)，以及保证cache与memory一致性的问题，即写入策略(Write Policy)。

       主存与Cache的地址映射通过某种方法或规则将主存块定位到cache。映射方法包括直接(mapped)、全相联(fully-associated)、一对多映射等。直接映射优点是地址变换速度快，一对一映射，替换算法简单，但缺点是容易冲突，cache利用率低，命中率低。全相联映射的优点是提高命中率，缺点是硬件开销增加，相应替换算法复杂。组相联映射是一种特例，优点是提高cache利用率，缺点是替换算法复杂。

       cache的容量决定了映射方式的选取。小容量cache采用组相联或全相联映射，大容量cache采用直接映射方式，查找速度快，但命中率相对较低。cache的访问速度取决于映射方式，要求高的场合采用直接映射，要求低的场合采用组相联或全相联映射。

       Cache伪共享问题发生在多核心CPU中，两个不同线程同时访问和修改同一cache line中的不同变量时，会导致cache失效。解决伪共享的方法是避免数据正好位于同一cache line，或者使用特定宏定义如__cacheline_aligned_in_smp。Java并发框架Disruptor通过字节填充+继承的方式，避免伪共享，RingBuffer类中的RingBufferPad类和RingBufferFields类设计确保了cache line的连续性和稳定性，从而避免了伪共享问题。