如何使用 C 获取 Linux 中的 CPU 数量？

问题描述：

是否有 API 可以获取 Linux 中可用的 CPU 数量？我的意思是，无需使用 /proc/cpuinfo 或任何其他 sys-node 文件...

我发现这个使用 sched.h 的实现：

int GetCPUCount()
{
 cpu_set_t cs;
 CPU_ZERO(&cs);
 sched_getaffinity(0, sizeof(cs), &cs);

 int count = 0;
 for (int i = 0; i < 64; i++)
 {
  if (CPU_ISSET(i, &cs))
   count++;
  else
   break;
 }
 return count;
}

但是，使用通用库难道没有更高级别的东西吗？

解决方案 1：

#include <unistd.h>
long number_of_processors = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);

解决方案 2：

#include <stdio.h>
#include <sys/sysinfo.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("This system has %d processors configured and "
        "%d processors available.
",
        get_nprocs_conf(), get_nprocs());
    return 0;
}

https://linux.die.net/man/3/get_nprocs

解决方案 3：

该代码（取自此处）应该可以在 Windows 和 *NIX 平台上运行。

#ifdef _WIN32
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <windows.h>
#else
#include <unistd.h>
#endif
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>


int main() {
  long nprocs = -1;
  long nprocs_max = -1;
#ifdef _WIN32
#ifndef _SC_NPROCESSORS_ONLN
SYSTEM_INFO info;
GetSystemInfo(&info);
#define sysconf(a) info.dwNumberOfProcessors
#define _SC_NPROCESSORS_ONLN
#endif
#endif
#ifdef _SC_NPROCESSORS_ONLN
  nprocs = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
  if (nprocs < 1)
  {
    fprintf(stderr, "Could not determine number of CPUs online:
%s
", 
strerror (errno));
    exit (EXIT_FAILURE);
  }
  nprocs_max = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
  if (nprocs_max < 1)
  {
    fprintf(stderr, "Could not determine number of CPUs configured:
%s
", 
strerror (errno));
    exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("%ld of %ld processors online
",nprocs, nprocs_max);
  exit (EXIT_SUCCESS);
#else
  fprintf(stderr, "Could not determine number of CPUs");
  exit (EXIT_FAILURE);
#endif
}

解决方案 4：

sched_affinity()您在开头提到的版本仍然比/proc/cpuinfoand/or更好，_SC_NPROCESSORS_ONLN因为它只计算给定进程可用的 CPU（某些 CPU 可能被sched_setaffinity()外部进程调用禁用）。唯一的变化是使用CPU_COUNT()而不是CPU_ISSET在循环中执行。

解决方案 5：

使用/proc/cpuinfo是最干净、最便携的解决方案。如果打开失败，您可以简单地假设 1 个 CPU 或 2 个 CPU。依赖于了解 CPU 数量以实现微优化以外的目的（例如选择要运行的理想线程数）的代码几乎肯定会做一些愚蠢的事情。

该_SC_NPROCESSORS_ONLN解决方案依赖于非标准（glibc 特定）扩展，该扩展的依赖性比（所有 Linux 系统都有，但有些系统有非 glibc 库或缺少的旧版本 glibc ）sysconf要大得多。/proc`/proc`_SC_NPROCESSORS_ONLN

解决方案 6：

没有任何答案涉及sysconf(...)或get_nprocs()正确遵守受 CPU 亲和性限制的任务处理器数量。

您需要类似这样的方法来获取可用于任务的处理器数量：

#define _GNU_SOURCE
#include <sched.h>
#include <stdio.h>

int nprocs()
{
  cpu_set_t cs;
  CPU_ZERO(&cs);
  sched_getaffinity(0, sizeof(cs), &cs);
  return CPU_COUNT(&cs);
}

int main()
{
  printf("procs=%d
", nprocs());
  return 0;
}

解决方案 7：

就我个人而言，对于最近的 Intel CPU（不是一般的 x86，只是 Intel），我使用EAX=0Bh cpuid叶子。有关当前插槽（又称包）中内核的信息的详细信息，请参阅Wikipedia 。在多插槽系统上，这可能是系统范围内物理/逻辑内核数量的一半或四分之一。Intel 有一份关于枚举 CPU 的白皮书，其中详细说明了在多插槽系统的情况下要检查的内容。此代码不会执行此操作，它只检查一个子叶子（ECX=1）。

int main()
{
unsigned int eax=11,ebx=0,ecx=1,edx=0;

asm volatile("cpuid"
        : "=a" (eax),
          "=b" (ebx),
          "=c" (ecx),
          "=d" (edx)
        : "0" (eax), "2" (ecx)
        : );
            
printf("Cores: %d
Threads: %d
Actual thread: %d
",eax,ebx,edx);
}

输出：

Cores: 4
Threads: 8
Actual thread: 1

或者更简洁地说：

#include <stdio.h>

int main()
{
unsigned int ncores=0,nthreads=0,ht=0;

asm volatile("cpuid": "=a" (ncores), "=b" (nthreads) : "a" (0xb), "c" (0x1) : );

ht=(ncores!=nthreads);

printf("Cores: %d
Threads: %d
HyperThreading: %s
",ncores,nthreads,ht?"Yes":"No");

return 0;
}

输出：

Cores: 4
Threads: 8
HyperThreading: Yes

解决方案 8：

在 Linux（Ubuntu）上：

#ifndef _GNU_SOURCE
# define _GNU_SOURCE
#endif
#include <sched.h>

int GetCPUCount()
{
 cpu_set_t cs;
 sched_getaffinity(0, sizeof(cs), &cs);
 return CPU_COUNT_S(sizeof(cs), &cs);
}

（假设当前进程具有默认的 CPU 亲和性。）

解决方案 9：

另一种方法是扫描 sys 文件系统下的 cpu* 目录：

#include<stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <errno.h>
#define LINUX_SYS_CPU_DIRECTORY "/sys/devices/system/cpu"

int main() {
   int cpu_count = 0;
   DIR *sys_cpu_dir = opendir(LINUX_SYS_CPU_DIRECTORY);
   if (sys_cpu_dir == NULL) {
       int err = errno;
       printf("Cannot open %s directory, error (%d).
", LINUX_SYS_CPU_DIRECTORY, strerror(err));
       return -1;
   }
   const struct dirent *cpu_dir;
   while((cpu_dir = readdir(sys_cpu_dir)) != NULL) {
       if (fnmatch("cpu[0-9]*", cpu_dir->d_name, 0) != 0)
       {
          /* Skip the file which does not represent a CPU */
          continue;
       }
       cpu_count++;
   }
   printf("CPU count: %d
", cpu_count);
   return 0;
}