Linux_RCU机制详解.docVIP

一:前言RCU机制出现的比较早,只是在linux kernel中一直到2.5版本的时候才被采用.关于RCU机制,这里就不做过多的介绍了,网上有很多有关RCU介绍和使用的文档.请自行查阅.本文主要是从linux kernel源代码的角度.来分析RCU的实现.在讨论RCU的实现之前.有必要重申以下几点:1:RCU使用在读者多而写者少的情况.RCU和读写锁相似.但RCU的读者占锁没有任何的系统开销.写者与写写者之间必须要保持同步,且写者必须要等它之前的读者全部都退出之后才能释放之前的资源.2:RCU保护的是指针.这一点尤其重要.因为指针赋值是一条单指令.也就是说是一个原子操作.因它更改指针指向没必要考虑它的同步.只需要考虑cache的影响.3:读者是可以嵌套的.也就是说rcu_read_lock 可以嵌套调用.4:读者在持有rcu_read_lock 的时候,不能发生进程上下文切换.否则,因为写者需要要等待读者完成,写者进程也会一直被阻塞.以下的代码是基于linux kernel 2.6.26二:使用RCU的实例Linux kernel中自己附带有详细的文档来介绍RCU,这些文档位于linux-2.6.26.3/Documentation/RCU. 这些文档值得多花点时间去仔细研读一下.下面以whatisRCU.txt中的例子作为今天分析的起点:struct foo int a; char b; long c; ;DEFINE_SPINLOCK foo_mutex ;struct foo *gbl_foo;void foo_update_a int new_a struct foo *new_fp; struct foo *old_fp; new_fp kmalloc sizeof *new_fp , GFP_KERNEL ; spin_lock foo_mutex ; old_fp gbl_foo; *new_fp *old_fp; new_fp- a new_a; rcu_assign_pointer gbl_foo, new_fp ; spin_unlock foo_mutex ; synchronize_rcu ; kfree old_fp ; int foo_get_a void int retval; rcu_read_lock ; retval rcu_dereference gbl_foo - a; rcu_read_unlock ; return retval; 如上代码所示,RCU被用来保护全局指针struct foo *gbl_foo. foo_get_a 用来从RCU保护的结构中取得gbl_foo的值.而foo_update_a 用来更新被RCU保护的gbl_foo的值.另外,我们思考一下,为什么要在foo_update_a 中使用自旋锁foo_mutex呢?假设中间没有使用自旋锁.那foo_update_a 的代码如下:void foo_update_a int new_a struct foo *new_fp; struct foo *old_fp; new_fp kmalloc sizeof *new_fp , GFP_KERNEL ; old_fp gbl_foo; 1: