RCU 概念

RCU（讀取-複製更新）背後的基本思想是將破壞性操作分為兩部分：一部分阻止任何人看到正在被破壞的資料項，另一部分實際執行破壞。這兩部分之間必須經過一個“寬限期”，並且這個寬限期必須足夠長，以確保訪問被刪除項的任何讀取者都已經放棄了他們的引用。 例如，從連結列表中受 RCU 保護的刪除將首先從列表中刪除該項，等待寬限期過去，然後釋放該元素。 有關將 RCU 與連結列表一起使用的更多資訊，請參見 使用 RCU 保護主要為讀取操作的連結列表。

常見問題解答

• 為什麼有人想使用 RCU？

  RCU 的兩部分方法的優點是，RCU 讀取者無需獲取任何鎖，執行任何原子指令，寫入共享記憶體，或者（在 Alpha 以外的 CPU 上）執行任何記憶體屏障。 事實上，這些操作在現代 CPU 上非常昂貴，這正是 RCU 在主要為讀取操作的情況下具有效能優勢的原因。 RCU 讀取者無需獲取鎖的事實還可以大大簡化避免死鎖的程式碼。

• 如果 RCU 讀取者沒有指示他們何時完成，那麼更新者如何知道寬限期何時完成？

  與自旋鎖一樣，RCU 讀取者不允許阻塞、切換到使用者模式執行或進入空閒迴圈。 因此，一旦看到 CPU 正在經歷這三種狀態中的任何一種，我們就知道該 CPU 已經退出了任何先前的 RCU 讀取端關鍵區域。 因此，如果我們從連結列表中刪除一個專案，然後等待所有 CPU 切換上下文、在使用者模式下執行或在空閒迴圈中執行，我們可以安全地釋放該專案。

  RCU 的可搶佔變體 (CONFIG_PREEMPT_RCU) 具有相同的效果，但要求讀取者操作 CPU 本地計數器。 這些計數器允許在 RCU 讀取端關鍵區域內進行有限型別的阻塞。 SRCU 也使用 CPU 本地計數器，並允許在 RCU 讀取端關鍵區域內進行一般阻塞。 RCU 的這些變體透過取樣這些計數器來檢測寬限期。

• 如果我在單處理器核心上執行，它一次只能做一件事，為什麼我應該等待寬限期？

  有關更多資訊，請參見 單處理器系統上的 RCU。

• 我如何檢視 RCU 當前在 Linux 核心中的使用位置？

  搜尋“rcu_read_lock”、“rcu_read_unlock”、“call_rcu”、“rcu_read_lock_bh”、“rcu_read_unlock_bh”、“srcu_read_lock”、“srcu_read_unlock”、“synchronize_rcu”、“synchronize_net”、“synchronize_srcu”和其他 RCU 原語。 或者從以下位置獲取 cscope 資料庫之一

  (http://www.rdrop.com/users/paulmck/RCU/linuxusage/rculocktab.html)。

• 編寫使用 RCU 的程式碼時，我應該遵循哪些準則？

  參見 RCU 補丁的審查清單。

• 為什麼命名為“RCU”？

  “RCU”代表“讀取-複製更新”。 使用 RCU 保護主要為讀取操作的連結列表 有關此名稱來源的更多資訊，搜尋“read-copy update”即可找到。

• 我聽說 RCU 有專利？ 那是什麼情況？

  是的，它是。 有幾個與 RCU 相關的已知專利，請在 Documentation/RCU/RTFP.txt 中搜索字串“Patent”以找到它們。 其中，一項已被受讓人放棄，其他已被貢獻給 GPL 下的 Linux 核心。 許多（但不是全部）早已過期。 現在還有使用者級 RCU 的 LGPL 實現可用 (https://liburcu.org/)。

• 我聽說 RCU 需要進行一些工作才能支援即時核心？

  透過 CONFIG_PREEMPTION 核心配置引數啟用對即時友好的 RCU。

• 在哪裡可以找到有關 RCU 的更多資訊？

  參見 Documentation/RCU/RTFP.txt 檔案。 或者將您的瀏覽器指向 (https://docs.google.com/document/d/1X0lThx8OK0ZgLMqVoXiR4ZrGURHrXK6NyLRbeXe3Xac/edit) 或 (https://docs.google.com/document/d/1GCdQC8SDbb54W1shjEXqGZ0Rq8a6kIeYutdSIajfpLA/edit?usp=sharing)。