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

　　#define IDLE_MONITOR_TIME   100

　　HANDLE g_hMonitorThreads[4];

　　UINT32 CPUIdleMonitorThread(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]);

　　    return nReturn;

　　}

　　int WINAPI 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));

　　    return 0;

　　}