linux_rcu機(jī)制詳解

1、一:前言RCU機(jī)制出現(xiàn)的比較早只是在linuxkernel中一直到2.5版本的時(shí)候才被采用.關(guān)于RCU機(jī)制這里就不做過(guò)多的介紹了網(wǎng)上有很多有關(guān)RCU介紹和使用的文檔.請(qǐng)自行查閱.本文主要是從linuxkernel源代碼的角度.來(lái)分析RCU的實(shí)現(xiàn).在討論RCU的實(shí)現(xiàn)之前.有必要重申以下幾點(diǎn):1:RCU使用在讀者多而寫(xiě)者少的情況.RCU和讀寫(xiě)鎖相似.但RCU的讀者占鎖沒(méi)有任何的系統(tǒng)開(kāi)銷.寫(xiě)者與寫(xiě)寫(xiě)者之間必須要保持同步且寫(xiě)者必須要等它之前的讀

2、者全部都退出之后才能釋放之前的資源.2:RCU保護(hù)的是指針.這一點(diǎn)尤其重要.因?yàn)橹羔樫x值是一條單指令.也就是說(shuō)是一個(gè)原子操作.因它更改指針指向沒(méi)必要考慮它的同步.只需要考慮cache的影響.3:讀者是可以嵌套的.也就是說(shuō)rcu_read_lock()可以嵌套調(diào)用.4:讀者在持有rcu_read_lock()的時(shí)候不能發(fā)生進(jìn)程上下文切換.否則因?yàn)閷?xiě)者需要要等待讀者完成寫(xiě)者進(jìn)程也會(huì)一直被阻塞.以下的代碼是基于linuxkernel2.6.2

3、6二:使用RCU的實(shí)例Linuxkernel中自己附帶有詳細(xì)的文檔來(lái)介紹RCU這些文檔位于linux2.6.26.3DocumentationRCU.這些文檔值得多花點(diǎn)時(shí)間去仔細(xì)研讀一下.下面以whatisRCU.txt中的例子作為今天分析的起點(diǎn):structfoointablongcDEFINE_SPINLOCK(foo_mutex)structfoogbl_foovoidfoo_update_a(intnew_a)structfoo

4、new_fpstructfooold_fpnew_fp=kmalloc(sizeof(new_fp)GFP_KERNEL)spin_lock(old_fp=gbl_foonew_fp=old_fpnew_fpa=new_arcu_assign_pointer(gbl_foonew_fp)spin_unlock(synchronize_rcu()kfree(old_fp)intfoo_get_a(void)三:RCUAPI實(shí)現(xiàn)分析Rcu_

5、read_lock()和rcu_read_unlock()的實(shí)現(xiàn)如下:#definercu_read_lock()__rcu_read_lock()#definercu_read_unlock()__rcu_read_unlock()#define__rcu_read_lock()dopreempt_disable()__acquire(RCU)rcu_read_acquire()while(0)#define__rcu_read_un

6、lock()dorcu_read_release()__release(RCU)preempt_enable()while(0)其中__acquire()rcu_read_read_acquire()rcu_read_release()rcu_read_release()都是一些選擇編譯函數(shù)可以忽略不可看.因此可以得知.rcu_read_lock()rcu_read_unlock()只是禁止和啟用搶占.因?yàn)樵谧x者臨界區(qū)不允許發(fā)生上下文切

7、換.rcu_dereference()和rcu_assign_pointer()的實(shí)現(xiàn)如下:#definercu_dereference(p)(typeof(p)_________p1=ACCESS_ONCE(p)smp_read_barrier_depends()(_________p1))#definercu_assign_pointer(pv)(if(!__builtin_constant_p(v)||((v)!=NULL))sm