在Linux内核中，per-CPU变量是一种特殊类型的变量，用于在多处理器系统中以一种高效且线程安全的方式进行访问。 每个CPU核心都拥有自己的percpu变量副本，这意味着每个CPU核心都可以独立地读取和写入该变量的值，而无需进行同步操作。
主要特点
线程安全：由于每个CPU核心都有自己的变量副本，因此在不同核心的并发访问之间不存在数据竞争和冲突。每个CPU核心可以独立地读取和写入自己的
percpu变量副本，而无需进行锁定或同步操作。高效访问：
percpu变量在多处理器系统中具有很高的效率。每个CPU核心可以直接访问其本地的变量副本，无需通过其他核心或总线进行通信，从而避免了访问共享变量的开销。内存分配：
percpu变量的内存分配是可以静态或动态。在内核初始化过程中，为每个CPU核心分配一块连续的内存区域，用于存储其本地的percpu变量副本。每个核心的内存区域大小相同，且在编译时确定。访问方式：为了访问
percpu变量，内核提供了一组宏函数，如get_cpu_var()、put_cpu_var()和this_cpu_ptr()。这些宏函数根据当前CPU核心的上下文选择正确的percpu变量副本，并返回对应的指针。
perCPU的特性，使得它常应用于计数器场景，即每个CPU上有独立的计数，然后总的计数只需要把所有副本相加即可，由于每个CPU有独立的副本，可以高效率访问，无需担心并发问题。
内存分配
在多处理器系统中，每个CPU核心都有自己的percpu变量副本，percpu变量的内存分配是通过Linux内核中的特殊内存分配器进行管理，称为percpu area allocator，由mm/percpu.c实现。 该分配器是针对percpu变量的特殊需求进行了优化的。它会为每个CPU核心分配一块连续的内存区域，用于存储该核心的percpu变量副本。 每个核心的内存区域大小相同，并在编译时确定，通常是根据预设的内存分配器页大小进行划分。内核中有相关配置，如CONFIG_SMP和CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA等选项。 以上这部分是静态分配的部分。还有动态分配的部分，支持在运行中动态管理percpu变量，有类似kmalloc,vmalloc这样的接口。但与常规的内存分配器（如kmalloc()和vmalloc()）有所不同。 因为它需要确保每个CPU核心都有自己的percpu变量副本，以提供高效的访问和线程安全性。
perCPU的实现，在不同的硬件架构上是不同的，（有差异的）。因为它们的体系结构和指令集不同。Linux 内核在不同架构上提供了相应的实现，以适应各自的硬件特性和架构要求。
静态分配方式
静态分配是一种在内核编译时为perCPU变量分配存储空间的方式。静态分配的原理是，为每个CPU核心分配一块固定大小的内存区域， 并将每个区域的地址保存在一个全局的perCPU变量数组中。每个CPU核心通过其对应的索引来访问自己的存储区域。
主要步骤
内核在全局范围内定义一个perCPU变量数组，数组的大小为最大CPU核心数。例如，DEFINE_PER_CPU(type, varname)宏可以用来定义一个perCPU变量。 perCPU变量在链接内核编译的链接阶段会被统一放到一个特别的段.data.percpu段中，每个CPU都有一个该段的副本。 在初始化阶段，内核将为每个CPU核心设置其对应的perCPU变量。这个过程通常发生在内核启动的早期阶段。找到自己CPU的.data.percpu段，之后访问某个perCPU变量只知道偏移即可。 当CPU核心需要访问perCPU变量时，可以使用this_cpu_ptr(varname)宏来获取对应的指针。这个宏根据当前CPU的编号来索引全局perCPU变量数组，然后返回对应的指针。
每个CPU核心通过访问自己的perCPU变量来读取和修改变量的值，而无需与其他核心进行同步。
还有一个特殊的场景，用户加载模块中的静态perCPU变量，和编译时静态链接的不同，模块静态percpu变量分配了reserved区域内存，在模块释放时，释放perCPU变量。
动态分配方式
运行时完全动态分配的，来源于vmalloc区域，管理也比较复杂。
相关API接口
总的头文件 <linux/percpu.h>
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// 定义和申明
DEFINE_PER_CPU(type, name)
DECLARE_PER_CPU(type, name)
//直接获取对应CPU的perCPU变量的指针或值
per_cpu_ptr(ptr, cpu)
this_cpu_ptr(ptr)
/*
额外加入本地CPU的本地抢占保护，获取时，禁用本地CPU抢占，
归还时，重新开启抢占。如果perCPU在本地CPU中有多个程序可能会并发访问的，
就可以使用以下API，临时禁用本地CPU抢占。如果没有本地CPU并发访问的情况，
直接使用上面的API获取其指针，直接操作即可。
*/
get_cpu_var(var)
put_cpu_var(var)
get_cpu_ptr(var)
put_cpu_ptr(var)
//动态分配额外需要使用的。
alloc_percpu(type)
void free_percpu(void __percpu *__pdata);
示例
静态分配方式
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/* 定义一个静态分配的per-CPU变量 */
DEFINE_PER_CPU(int, my_percpu_variable);
/* 可选，对预定义的所有perCPU进行初始化 */
for_each_possible_cpu(local_cpuid) { //遍历内核配置中所有可能的CPU。这包括实际的物理CPU核心以及可能的虚拟CPU或逻辑CPU
int *percpu_var = per_cpu_ptr(&my_percpu_variable, local_cpuid);
*percpu_var = local_cpuid; // 设置per-CPU变量的值
}
// 之后正常使用
// 也不需要用户释放
动态分配方式
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/* 定义一个动态分配的per-CPU变量 */
int __percpu *my_percpu_variable;
/* 动态分配per-CPU变量 */
my_percpu_variable = alloc_percpu(int);
if (!my_percpu_variable) {
pr_err("Failed to allocate per-CPU variable\n");
return -ENOMEM;
}
/* 可选，对分配的所有perCPU进行初始化 */
for_each_possible_cpu(cpu) {
int *percpu_var = per_cpu_ptr(my_percpu_variable, cpu);
*percpu_var = cpu; // 设置per-CPU变量的值
}
// 之后正常使用
/* 释放动态分配的per-CPU变量 */
free_percpu(my_percpu_variable);
更详细的使用示例，还是直接参考内核中的现有代码，参考学习。