英创信息技术基于WEC7的多核系统编程方法

Windows Embedded Compact 7(WEC7)一个最重要的特性就是对多核处理器的支持(Symmetric Multi-Processing(SMP))，ESM6802是英创公司推出的基于Freescale i.MX6DL双核处理器的高性能工控主板，预装正版WEC7嵌入式操作系统，并且内核启用了对SMP的支持。在多个程序同时执行的情况下，支持SMP的多核系统具有比单处理器更好的性能，因为不同的程序可以在不同的处理器上同时运行，支持SMP还可以实现在一个核心上执行硬实时应用程序，而用户界面(UI)或其它应用程序可在另一个核心上运行，以提高系统的效率。

WEC7提供了一组处理多核系统上线程和处理器调度的SMP API接口函数：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/gg154433(v=winembedded.70).aspx

其中应用程序常用的SMP API如下所示：

GetCurrentProcessorNumber	获取在调用此函数期间当前线程正在运行的处理器
CeGetIdleTimeEx	获取指定处理器的空闲时间
CeGetProcessAffinity	获取指定进程的进程关联
CeGetThreadAffinity	获取指定线程的线程关联
CeGetTotalProcessors	获取系统中的处理器核心总数
CeSetProcessAffinity	为指定的进程设置处理器关联
CeSetThreadAffinity	为指定的线程设置处理器关联

默认情况下，WEC7系统会自动的将系统负载分配到CPU的所有核心上运行，应用程序不需要做任何设置。但根据不同的应用场景，应用程序也可以利用SMP API手动的设置每个进程、每个线程在指定的CPU核心上运行，这里以计算ESM6802 i.MX6DL CPU每个核心的负载为例，介绍WEC7 SMP API的使用方法。

应用程序首先通过CeGetTotalProcessors函数获取当前系统总的处理器(核心)个数，然后根据CPU核心个数创建相同数量的CPUIdleMonitorThread应用线程用于计算CPU负载，在创建线程后通过CeSetThreadAffinity函数将所创建的线程固定在指定的CPU核心上运行。CPUIdleMonitorThread线程函数在执行时先调用GetCurrentProcessorNumber函数取得执行当前线程的CPU核，而后再利用CeGetIdleTimeEx函数最终计算出每个CPU核心的负载率。完整的例子代码如下：

#include"stdafx.h"

// time in seconds to run the monitor thread

#defineIDLE_MONITOR_TIME 100

HANDLE g_hMonitorThreads[4];

UINT32CPUIdleMonitorThread(PVOID pContext)

{

UINT32 nCPUId = ((UINT32*)pContext)[0];

UINT32 nRunTime = ((UINT32*)pContext)[1];

UINT32 nIdleBefore, nIdleAfter, nIdleDiff, nIdlePercent;

UINT32 nReturn = ERROR_SUCCESS;

LARGE_INTEGER pcBefore = { 0, 0 };

LARGE_INTEGER pcAfter = { 0, 0 };

LARGE_INTEGER diff;

LARGE_INTEGER freq;

RETAILMSG(1, (L"[CPU%d] Run monitor thread for %d seconds\r\n", nCPUId, nRunTime));

// The processor number is a 1-based index.

QueryPerformanceFrequency(&freq);

while(nRunTime > 0)

{

nCPUId = GetCurrentProcessorNumber();

CeGetIdleTimeEx(nCPUId, (LPDWORD)&nIdleBefore);

QueryPerformanceCounter(&pcBefore);

Sleep(2000);

QueryPerformanceCounter(&pcAfter);

CeGetIdleTimeEx(nCPUId, (LPDWORD)&nIdleAfter);

diff.QuadPart = (pcAfter.QuadPart - pcBefore.QuadPart) * 1000 / freq.QuadPart;

nIdleDiff = nIdleAfter - nIdleBefore;

nIdlePercent = nIdleDiff / 20;

RETAILMSG(1, (L"[CPU%d] Sleep: 2000 ms (actual:%d ms) Idle: %03d ms (CPU%d = %d%%)\r\n",

nCPUId, diff.LowPart, nIdleDiff, nCPUId, 100 - nIdlePercent));

nRunTime--;

}

SetEvent(g_hMonitorThreads[nCPUId - 1]);

returnnReturn;

}

intWINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,

HINSTANCE hPrevInstance,

LPTSTR lpCmdLine,

int nCmdShow)

{

UINT32 nCPUCount;

UINT32 nTemp = 0;

UINT32 i;

UINT32 nParam[8] = { 1, IDLE_MONITOR_TIME, 2, IDLE_MONITOR_TIME, 3, IDLE_MONITOR_TIME, 4,IDLE_MONITOR_TIME };

nCPUCount = CeGetTotalProcessors();

for(i = 0; i < nCPUCount; i++)

g_hMonitorThreads[i] = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);

nTemp = 1;

CeSetThreadAffinity(GetCurrentThread(), 1);

for(i = 1; i < nCPUCount; i++)

{

HANDLE hThread = CreateThread(

NULL,

0,

(LPTHREAD_START_ROUTINE)CPUIdleMonitorThread,

&nParam[i * 2],

CREATE_SUSPENDED,

NULL);

if(NULL != hThread)

{

CeSetThreadAffinity(hThread, i + 1);

ResumeThread(hThread);

Sleep(0);

CloseHandle(hThread);

nTemp++;

}

else

{

SetEvent(g_hMonitorThreads[i]);

}

}

CPUIdleMonitorThread(&nParam[0]);

Sleep(2000);

for(i = 0; i < nCPUCount; i++)

WaitForSingleObject(g_hMonitorThreads[i], (IDLE_MONITOR_TIME + 5) * 1000);

RETAILMSG(1, (L"[CPULOAD] Number of CPUs monitored: %d\r\n", nTemp));

return0;

}