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Linux RCU 机制详解

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。...我们再对比着图看一看,线程1和2,在synchronize_rcu之前可能得到了旧的gbl_foo,也就是foo_update中的old_fp,如果不等它们运行结束,就调用kfee(old_fp),极有可能造成系统崩溃...当读线程执行dosomething(fp->a, fp->b , fp->c ) 的 时候,就有不确定的参数传入到dosomething,极有可能造成不期望的结果,甚至程序崩溃

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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 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 LinuxRCU 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 **)(...访问链表项Linux kernel 中访问 RCU 链表项常见的代码模式是:rcu_read_lock();list_for_each_entry_rcu(pos, head, member) {

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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。...实际上,进行这些测试是被强烈建议的,因为不对你的软件进行折磨性测试的话,它就会反过来折磨你,这种折磨来自于:它在不合时宜的时候崩溃掉。 因此,我们使用rcutorture模块来对RCU进行压力测试。...结论 这个分级RCU实现减少了锁竞争,避免了不必要的唤醒dyntick-idle睡眠状态的CPU,因此有助于调试Linux CPU热插拨代码。

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谢宝友: 深入理解RCU之七:分级RCU实现

rcurcu_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(rcurcu_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 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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Linux pstore 实现自动“抓捕”内核崩溃日志

作者简介 廖威雄,就职于珠海全志科技股份有限公司,负责Linux IO全栈研发、性能优化、开源社区开发交流、Linux 内核开源社区pstore/blk,mtdpstore模块的作者、大客户存储技术支持...时能自动转存内核日志(log_buf),在Panic重启后,把转存的日志以文件形式呈现到用户空间以分析内核崩溃问题。...在linux 2.6的安卓的内核中找到,却没有提交到社区,后来被放弃维护了。网上找不到放弃的原因,我自己猜测是因为其只适用于mtd nand,然而现在的Android基本用的都是emmc。...apanic应该是Android Panic的缩写吧,可以实现在内核崩溃时,把日志转存到mtd nand。...如果曾经触发过崩溃日志,在挂载点应该有类似这样的文件: # ll /sys/fs/pstore ...

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