linux rcu分析_linux rcu_rcu linux - 腾讯云开发者社区

1、简介： RCU（Read-Copy Update）是数据同步的一种方式，在当前的Linux内核中发挥着重要的作用。...3、相应资料： Linux内核源码当中,关于RCU的文档比较齐全，你可以在 /Documentation/RCU/ 目录下找到这些文件。 Paul E....McKenney 是内核中RCU源码的主要实现者，他也写了很多RCU方面的文章。他把这些文章和一些关于RCU的论文的链接整理到了一起。...如在文件系统中，通过RCU定位后，如果查找不到相应节点，就会进行其它形式的查找，相关内容等分析到文件系统的时候再进行叙述。我们再看一下删除一个节点的例子： ?...5、小结： RCU的原理并不复杂，应用也很简单。但代码的实现确并不是那么容易，难点都集中在了宽限期的检测上，后续分析源代码的时候，我们可以看到一些极富技巧的实现方式。

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【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ② ( RCU 机制适用场景 | RCU 机制特点 | 使用 RCU 机制保护链表 )

文章目录一、RCU 机制适用场景二、RCU 机制特点三、使用 RCU 机制保护链表一、RCU 机制适用场景 ---- 在上一篇博客【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ① ( RCU 机制简介...| RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 ) 中 , 分析了 RCU 机制的优势与弊端 ; 优势 : RCU 的优势是 " 读者 " ( 读取共享数据的线程 ) 不需要承担同步开销..." ( 读取共享数据的线程 ) 性能要求高的场景 ; 二、RCU 机制特点 ---- RCU 机制只能保护 " 动态分配 “ 的 ” 共享数据结构 " , 该共享数据必须通过指针访问 , 这里的...) 性能要求很高 ; 三、使用 RCU 机制保护链表 ---- RCU 机制除了保护普通指针指向的数据之外 , 还可以用于保护 " 链表 " 数据结构 ; Linux 内核中 , 提供了一系列的...标准函数 , 可以使用 " RCU 机制 " 保护 " 双链表 " ; 标准链表元素 : 使用 RCU 机制保护的链表 , 链表中的标准元素 , 仍然可以使用 ; 标准函数 RCU 变体

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【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 )

文章目录一、RCU 机制二、RCU 机制的优势与弊端三、RCU 机制的链表应用场景一、RCU 机制 ---- RCU , 英文全称是 " Read-Copy-Update “ , 对应的中文名称是...” 读取-拷贝-更新 “ , 这是 Linux 内核中的 ” 同步机制 " ; Linux 内核中还有其它同步机制 , 如 " 原子操作 " , " 读写信号量 " 等 " 锁机制 " ; RCU 机制...机制的优势与弊端 ---- RCU 的优势是 " 读者 " ( 读取共享数据的线程 ) 不需要承担同步开销 , 同步开销指的是 : ① 获取 " 锁 " , ② 执行 " 原子指令 " , ③ 执行..." 内存屏障 " ; 与此相对的 RCU 机制也有一定弊端 , " 写者 " ( 修改共享数据的线程 ) 需要承担很大的同步开销 , 其需要 ① 延迟对象释放 , ② 读取并复制共享数据 , ③...必须使用互斥锁机制 ; 三、RCU 机制的链表应用场景 ---- RCU 机制可以极大地提高 " 链表 " 数据结构的读取效率 , 多个线程同时读取链表时 , 使用 rcu_read_lock

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【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ③ ( RCU 模式下添加链表项 list_add_rcu 函数 | RCU 模式下删除链表项 list_del_rcu 函数 )

- 在 Linux 源码 linux-5.6.18\include\linux\rculist.h 头文件中定义的就是 RCU 链表的操作 , 其中定义的 static inline void list_add_rcu...*head) { __list_add_rcu(new, head, head->next); } 源码路径 : linux-5.6.18\include\linux\rculist.h#105...二、RCU 模式下删除链表项 list_del_rcu 函数 ---- 在 Linux 源码 linux-5.6.18\include\linux\rculist.h 头文件中定义的就是 RCU 链表的操作...entry) { __list_del_entry(entry); entry->next = LIST_POISON1; entry->prev = LIST_POISON2; } 源码路径 : linux...-5.6.18\include\linux\rculist.h#156

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【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ⑤ ( RCU 层次架构概念 | RCU 层次架构源码解析 | RCU 层次架构每层最多叶子数 | RCU 层次架构每个叶子 CPU 数量 )

文章目录一、RCU 层次架构概念及源码二、RCU 层次架构源码解析 1、RCU 层次架构每层最多叶子数 2、RCU 层次架构每个叶子 CPU 数量一、RCU 层次架构概念及源码 ---- RCU...机制中 , 会根据 CPU 数量 , 按照 " 树形结构 “ 组成 RCU 层次架构 , 称为 ” RCU Hierarchy " ; 在 Linux 源码 linux-5.6.18\include...\linux\rcu_node_tree.h 头文件中定义了 RCU 层次架构 , RCU 层次架构源码 : /* * Define shape of hierarchy based on NR_CPUS..._4 (RCU_FANOUT_3 * RCU_FANOUT) 源码路径 : linux-5.6.18\include\linux\rcu_node_tree.h#31 二、RCU 层次架构源码解析...---- " RCU 层次架构 “ 是根据 ” CPU 数量 " 确定的 , 在 Linux 内核源码中 , 通过各种 " 宏定义 “ 构建 ” RCU 层次架构 " , 1、RCU 层次架构每层最多叶子数

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深入理解 Linux 的 RCU 机制

RCU(Read-Copy Update)，是 Linux 中比较重要的一种同步机制。...RCU 的一个典型的应用场景是链表，在 Linux kernel 中还专门提供了一个头文件（include/linux/rculist.h），提供了利用 RCU 机制对链表进行增删查改操作的接口。...本文将通过一个例子，利用 rculist.h 提供的接口对链表进行增删查改的操作，来讲述 RCU 的原理，以及介绍 Linux kernel 中相关的 API（基于 Linux v3.4.0 的源码）。...增加链表项Linux kernel 中利用 RCU 往链表增加项的源码如下：#define list_next_rcu(list) (*((struct list_head __rcu **)(...(list_next_rcu(prev), new); next->prev = new;}list_next_rcu() 函数中的 rcu 是一个供代码分析工具 Sparse 使用的编译选项

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Linux内核32-读-拷贝-更新（RCU）

所以，Linux内核引入了读-拷贝-更新技术（英文是Read-copy update，简称RCU），它是另外一种同步技术，主要用来保护被多个CPU读取的数据结构。...2 RCU实现既然RCU没有使用共享数据结构，那么它是如何神奇地实现同步技术的呢？其核心思想就是限制RCU的使用范围：只有动态分配的、通过指针进行访问的数据结构。...进入RCU保护的临界代码段的内核控制路径不能休眠。 3 基本操作对于reader，RCU的基本操作为：（1）调用rcu_read_lock()，进入RCU保护的临界代码段。...对于writer，RCU的基本操作为：（1）拷贝一份旧数据到新数据，修改新数据。（2）调用rcu_assign_pointer()，将RCU保护的指针修改为新数据的指针。...4 使用场合 RCU是从Linux2.6版本引入的，主要使用在网络层和虚拟文件系统层。

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【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ④ ( RCU 模式下更新链表项 list_replace_rcu 函数 | 链表操作时使用 smp_wmb() 函数保证代码执行顺序 )

文章目录一、RCU 模式下更新链表项 list_replace_rcu 函数二、链表操作时使用 smp_wmb() 函数保证代码执行顺序一、RCU 模式下更新链表项 list_replace_rcu...函数 ---- 在 Linux 源码 linux-5.6.18\include\linux\rculist.h 头文件中定义的就是 RCU 链表的操作 , 其中定义的 static inline void...(list_next_rcu(new->prev), new); new->next->prev = new; old->prev = LIST_POISON2; list_replace_rcu...(new->prev), new); new->next->prev = new; old->prev = LIST_POISON2; } 源码路径 : linux-5.6.18\include\...linux\rculist.h#198 二、链表操作时使用 smp_wmb() 函数保证代码执行顺序 ---- 编译器和 CPU 优化代码时 , 有时会将代码执行顺序改变 , 在链表操作时 , 代码的执行顺序必须得到保证

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谢宝友：深入理解RCU之六：分级RCU基础

1、准备工作本文基于linux 2.6.32-rc7版本的源码，因此请准备一份linux2.6.32-rc7代码。建议用如下两种方法获取源代码： 1、直接在linux.org上面下载源码包。...2、使用git从linux-next拉取最新代码，然后使用git checkout -b linux-2.6.32-rc7 v2.6.32-rc7检出2.6.32-rc7版本的源码。...这削弱了LINUX节能的能力。 2.3. RCU 迫切要解决的问题实时RCU迫切要解决的问题列表如下： 1. 延迟销毁。...后面这个函数在调度时钟中断中调用，并分析状态以确定中断是否发生在一个静止状态中，以确定是调用rcu_qsctr_inc()或者 rcu_bh_qsctr_inc()。...在某些地方，在可抢占RCU实现中使用分级是有必要的。后续章节将继续分析分级RCU的代码，以及Linux中其他一些RCU的实现。也许还会讨论实现RCU这类复杂并行软件的开发方法及其形式化验证。

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谢宝友: 深入理解RCU之七：分级RCU实现

rcu和rcu_bh共享这个值。 1.2. 分级RCU实现中的节点 rcu_node是被放到 rcu_state结构内的。...RCU全局状态 rcu_state 结构包含每一个RCU实例（rcu 和 rcu_bh）的全局状态。...在某些LINUX版本的经典RCU中，这一对字段可能是一个布尔变量。这个字段由根rcu_node 结构的锁进行保护。但是频繁的在没有这个锁保护的情况下访问（但是不修改）。...()和rcu_cpu_notify代码上图展示了rcu_needs_cpu()和rcu_cpu_notify()的代码，它们被LINUX内核调用，以检查 dynticks-idle 模式转换并处理CPU...（由于篇幅关系，后面的无法贴下，关心原文的，请直接联系谢宝友老师） "Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，Linux系统人才培养基地，企业和Linux人才的连接枢纽。

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谢宝友：深入理解 Linux RCU 之从硬件说起

对于想要理解RCU的软件工程师来说，也需要具备一定的硬件基础。作者简介：谢宝友，在编程一线工作已经有20年时间，其中接近10年时间工作于Linux操作系统。...该书作者Paul E.McKeney是IBM Linux中心领导者，Linux RCU Maintainer。...《深入理解RCU》系列文章整理了Paul E.McKeney的相关著作，希望能帮助读者更深刻的理解Linux内核中非常难于理解的模块----RCU。...这里的原子操作，是特指Linux内核中，类似于atomic_long_add_return这样的API。...如果不能理解这一点，就没办法真正理解RCU。要明白这一点，考虑下面的代码片段。它被几个CPU并行的执行。

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谢宝友：深入理解 Linux RCU 从硬件说起之内存屏障

这不是一篇单独的文章，这是《谢宝友：深入理解Linux RCU》系列的第2篇，前序文章：《谢宝友：深入理解 Linux RCU 从硬件说起之内存屏障》作者简介:谢宝友，在编程一线工作已经有20年时间...，其中接近10年时间工作于Linux操作系统。...该书作者Paul E.McKeney是IBM Linux中心领导者，Linux RCU Maintainer。...《深入理解RCU》系列文章整理了Paul E.McKeney的相关著作，希望能帮助读者更深刻的理解Linux内核中非常难于理解的模块----RCU。...其目的是为了后续文章中，更好的讲解RCU。因此，并不会对内存屏障进行深入的剖析。但是，对于理解RCU来说，本文中的内存屏障知识已经可以了。

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RCU 机制_NRPS作用机制

因此，rcu_assign_pointer() 和 rcu_dereference() 原语被嵌入到了 Linux 的链表维护 API 中的特殊 RCU 变量之中了。...Linux 有两个双向链表的变种，循环链表 struct list_head 和线性链表 struct hlist_head/struct hlist_node。...Linux 中的另一个双向链表，hlist，是一个线性表，也就是说，它的头部仅需要一个指针，而不是向循环链表一样需要两个指针。...(…, NULL) rcu_dereference() 循环链表 list_add_rcu() list_add_tail_rcu() list_replace_rcu() list_del_rcu...RCU 中，被等待的东西被叫做“RCU读方临界区”。一个RCU读方临界区始于 rcu_read_lock() 原语，止于 rcu_read_unlock() 原语。

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RCU锁原理与实现

Linux内核有多种锁机制，比如自旋锁、信号量和读写锁等。不同的场景使用不同的锁，如在读多写少的场景可以使用读写锁，而在锁粒度比较小的场景可以使用自旋锁。...为了解决这个问题，RCU 提出宽限期的概念。宽限期是指线程引用旧数据结束前的一段时间，如下图（图片来源：RCU原理分析）： ?...RCU 使用本文使用的是Linux2.6.0版本的内核。...RCU 读者要做Linux内核中使用 RCU，读者需要使用 rcu_read_lock() 来对临界区进行 “上锁”，本质上 rcu_read_lock() 就是禁止CPU进行抢占，如下代码： #define...从上面的分析可以看出，推动 RCU 对旧数据进行销毁的动力是时钟中断。

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并发和Read-copy update(RCU)

RCU(Read-copy update)是一种同步机制，并在2002年被加入了Linux内核中。它的优点就是可以在更新的过程中，运行多个reader进行读操作。...处理这个问题就需要用到对象生命周期的跟踪技术，也就是RCU中的RCU-sync。所以RCU和COW的关系就是：RCU是由RCU-sync和COW两部分组成的。...() rcu_read_unlock() synchronize_rcu() rcu_read_lock和rcu_read_unlock必须是成对出现的，并且synchronize_rcu不能出现在rcu_read_lock...记住RCU比较的是synchronize_rcu和rcu_read_lock的顺序。...注意，RCU同时只允许一个synchronize_rcu操作，所以需要我们自己来实现synchronize_rcu的排它锁操作。

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谢宝友：深入理解 RCU 之概念

本文简介本文介绍Linux RCU的基本概念。...这不是一篇单独的文章，这是《谢宝友：深入理解Linux RCU》系列的第3篇，前序文章：谢宝友：深入理解Linux RCU之一——从硬件说起= 谢宝友：深入理解Linux RCU：从硬件说起之内存屏障作者简介...此外，可抢占环境的RCU实现需要读者实际做点什么事情（也就是在读临界区内，禁止抢占。这是Linux经典RCU读锁的实现）。...它于2002年10月引入Linux内核。 RCU允许读操作可以与更新操作并发执行，这一点提升了程序的可扩展性。...例如，将rcu_assign_pointer()和rcu_dereference()原语嵌入在Linux链表的RCU变体中。

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无锁编程(五) - RCU(Read-Copy-Update)

RCU（Read-Copy Update） RCU就是指读-拷贝修改，它是基于其原理命名的。...对于被RCU保护的共享数据结构，读操作不需要获得任何锁就可以访问，但写操作在访问它时首先拷贝一个副本，然后对副本进行修改，最后在适当的时机把指向原来数据的指针重新指向新的被修改的数据。...Linux内核中内存管理大量的运用到了RCU机制。为每个内存对象增加了一个原子计数器用来继续该对象当前访问数。当没有其他进程在访问该对象时（计数器为0），才允许回收该内存。...从这个流程可以看出，RCU类似于一种读写锁的优化，用于解决读和写之间的同步问题。比较适合读多，写少的情况，当写操作过多的时候，这里的拷贝和修改的成本同样也很大。.../lockfree_rcu product begin ************************consumed world, index1, self 1395513088 *********

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最浅显易懂的一篇：RCU机制

简介 ---- RCU（Read-Copy Update）是数据同步的一种方式，在当前的Linux内核中发挥着重要的作用。...Linux内核源码当中,关于RCU的文档比较齐全，你可以在 /Documentation/RCU/ 目录下找到这些文件。Paul E....为了避免该类问题，RCU还是提供了宏来解决该问题： #define rcu_dereference(p) rcu_dereference_check...如在文件系统中，通过RCU定位后，如果查找不到相应节点，就会进行其它形式的查找，相关内容等分析到文件系统的时候再进行叙述。我们再看一下删除一个节点的例子： ?...小结 ---- RCU的原理并不复杂，应用也很简单。但代码的实现确并不是那么容易，难点都集中在了宽限期的检测上，后续分析源代码的时候，我们可以看到一些极富技巧的实现方式。

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【Linux 内核】进程管理 task_struct 结构体 ③ ( real_parent 字段 | parent 字段 | group_leader 字段 | real_cred、cred字段 )

文章目录一、task_struct 结构体字段分析 1、real_parent 字段 2、parent 字段 3、group_leader 字段 4、real_cred 字段 5、cred 字段在...Linux 内核中 , " 进程控制块 " 是通过 task_struct 结构体进行描述的 ; Linux 内核中 , 所有进程管理相关算法逻辑 , 都是基于 task_struct 结构体的...; task_struct " 进程描述符 " 结构体在 linux-5.6.18\include\linux\sched.h 头文件中第 629 ~ 1300 行定义 ; 一、task_struct...结构体字段分析 ---- 1、real_parent 字段 real_parent 字段 , 指向 " 真实的父进程 " ; /* Real parent process: */ struct task_struct...__rcu *real_parent; 2、parent 字段 parent 字段 , 指向父进程 , 一般情况下与 real_parent 相同 ; 如果进程被另外一个进程使用系统调用

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自旋锁的衍生锁有哪些？

long flags); void write_unlock_irq(rwlock_t *lock); void write_unlock_bh(rwlock_t *lock); 其读写锁的实现不难分析...下面主要分析一下其核心实现的思想：读写锁思想：普通的自旋锁，其读写互斥是因为：读写操作均调用统一接口spin_lock、spin_unlock，并操作同一把锁spinlock_t，这样无论是读还是写...Linux衍生锁最难的部分也就是RCU了，RCU（Read-Copy-Update）也叫读-复制-更新。...RCU并不是新的锁机制，在Linux中是在开发内核2.5.43时引入该技术的，并正式包含在2.6内核中。...Linux社区关于RCU的经典文档位于https://www.kernel.org/doc/ols/2001/read-copy.pdf ，Linux内核源代码Documentation/RCU/也包含了

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Linux RCU 机制详解

【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ② ( RCU 机制适用场景 | RCU 机制特点 | 使用 RCU 机制保护链表 )

【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 )

【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ③ ( RCU 模式下添加链表项 list_add_rcu 函数 | RCU 模式下删除链表项 list_del_rcu 函数 )

【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ⑤ ( RCU 层次架构概念 | RCU 层次架构源码解析 | RCU 层次架构每层最多叶子数 | RCU 层次架构每个叶子 CPU 数量 )

深入理解 Linux 的 RCU 机制

Linux内核32-读-拷贝-更新（RCU）

【Linux 内核内存管理】RCU 机制 ④ ( RCU 模式下更新链表项 list_replace_rcu 函数 | 链表操作时使用 smp_wmb() 函数保证代码执行顺序 )

谢宝友：深入理解RCU之六：分级RCU基础

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并发和Read-copy update(RCU)

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无锁编程(五) - RCU(Read-Copy-Update)

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【Linux 内核】进程管理 task_struct 结构体 ③ ( real_parent 字段 | parent 字段 | group_leader 字段 | real_cred、cred字段 )

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