如何在C++程序中实现具有拓扑考虑的多核HT的亲和性？

Question

我正在开发一些具有可变线程数量的C++多核程序，我想知道如何设置适当的(实际上是“最好的”)亲和力。我使用了Boost-thread，所以我可以调用get_hardware_concurrency()来知道有多少个逻辑核心。到目前为止，我编写了一个"n_th线程到第n个逻辑核心“的映射，但由于有多套接字处理器和HyperThreading，这不是最明智的做法。我的程序总是类似SIMD的，所以线程之间没有什么可共享的，在HT计算机的情况下，我想以我能想象到的最智能的方式将线程绑定到逻辑核心:第一个逻辑核心在第一个物理上，第一个逻辑在第二个物理上，...，第一个逻辑在第n个物理上，第二个逻辑在第一个物理上，依此类推。

我发现了很多东西，其中讨论了如何发现HT是否启用(CPUID)以及如何确定每个包的逻辑和物理核心。我知道我必须处理一些汇编代码，这并不会吓到我，但我真的不知道如何了解关于逻辑核心、物理核心和软件包的完整信息，以及操作系统如何处理所有这些信息。

简明扼要地说:我如何才能知道操作系统(Windows和Linux)引用为N-th的线程的确切位置(物理核心和包)？

Answer 1

下面是一段代码片段，将为您提供Linux上的CPU拓扑。

#!/bin/bash
function filter {
  cat /proc/cpuinfo | grep -E "$1.*: [0-9]*" | sed -e 's/^.*: //g'
}

CPU_ID=`filter processor`
SOCKET_ID=(`filter 'physical id'`)
CORE_ID=(`filter 'core id'`)

for cpu_id in $CPU_ID; do
    echo "cpu $cpu_id: socket${SOCKET_ID[$cpu_id]}_core${CORE_ID[$cpu_id]}"
done

如果我在启用了HT的核心i7上运行此命令，则会得到以下输出：

cpu 0: socket0_core0
cpu 1: socket0_core1
cpu 2: socket0_core2
cpu 3: socket0_core3
cpu 4: socket0_core0
cpu 5: socket0_core1
cpu 6: socket0_core2
cpu 7: socket0_core3

在这里，您可以看到cpu 0和4在同一个内核上，即内核0上的HT线程。

将其与sched_setaffinity或pthread_setaffinity_np(3)结合使用将允许您将进程映射到一组CPU。您也可以不使用任何代码行来使用taskset(1)。

Answer 2

适用于Windows：GetLogicalProcessorInformation和SetThreadAffinityMask

也有GetCurrentProcessorNumber()，但是当你没有将它们固定在特定的CPU上时，OSes会频繁地交换线程，所以它本身对你的目的没有什么帮助。

Answer 3

在linux上，看一下man pages for sched_setaffinity。