从零写OS（四十）：per-CPU 调度器 —— 每核一个时钟

Thu, 04 Jun 2026 03:00:00 +0000

ch39 加了锁，数据安全了。但调度器还有个问题：PIT（8253 定时器）是系统里唯一的一个，只有 CPU0 能收到 IRQ0。AP 没有定时中断，没法触发调度。

这章做两件事：

用 LAPIC 定时器替代 PIT，每颗核心独立触发调度
把 current_proc 改成 per-CPU 变量，每颗核各自记录自己在跑哪个进程

全局 current_proc 的灾难

int current_proc = 0;   // 全局变量

// CPU0 把它改成 3（选中进程3）
// CPU1 同时把它改成 5
// CPU0 接着继续，以为自己在跑进程3，实际内存里已经是 5
// → 崩溃

解决方法是每颗核心维护自己的 current_proc，互不干扰：

typedef struct {
    int cpu_id;
    int current_proc;
} cpu_t;

cpu_t cpus[MAX_CPUS];

static inline cpu_t *this_cpu(void) {
    // 读 LAPIC ID → 查表 → 返回本核的 cpu_t
    int lid = lapic_id();
    for (int i = 0; i < ncpus; i++)
        if (cpu_lapic_ids[i] == lid) return &cpus[i];
    return &cpus[0];
}

#define CUR_PROC  (this_cpu()->current_proc)

所有原来用 current_proc 的地方改成 CUR_PROC。CPU0 修改自己的，CPU1 修改自己的，互不干扰。

从零写OS（三十八）：SMP 启动 —— 唤醒第二颗 CPU

Thu, 04 Jun 2026 01:00:00 +0000

到目前为止，内核一直跑在单核上。这一章迈出多核的第一步：让所有 CPU 核心都进入内核。

验证结果：

[acpi] MADT found, 2 CPU(s)
[smp] booting AP lapic=1
[cpu0] online
[cpu1] online
[smp] all APs online, total CPUs=2
/ #

x86 多核启动的规则

x86 多核启动有一套固定规则。系统上电后只有一颗 CPU 跑起来，叫做 BSP（Bootstrap Processor）。其余的核心叫 AP（Application Processor），处于等待状态，需要 BSP 主动唤醒。

唤醒的方式是通过 LAPIC（Local APIC） 发送 IPI（Inter-Processor Interrupt）。每颗核心内置一个 LAPIC，是核间通信的硬件基础。

第一步：找到所有 CPU

CPU 的信息藏在 ACPI MADT 表里。MADT（Multiple APIC Description Table）是固件写好放在内存里的一张表，描述了系统上有多少颗 CPU 以及每颗 CPU 的 LAPIC ID。

内核启动时扫描 MADT，把所有有效 CPU 的 LAPIC ID 记下来：

void acpi_parse_madt(void) {
    madt_t *madt = acpi_find_table("APIC");
    // 遍历所有条目，找 type=0 的 Processor Local APIC 条目
    // 记录 lapic_id → cpu_lapic_ids[]，ncpus++
}

第二步：发送 INIT + STARTUP IPI