深入理解RCU实现

RCU链表操作

为了操作链表，在include/linux/rculist.h有一套专门的RCU API。如：list_entry_rcu、list_add_rcu、list_del_rcu、list_for_each_entry_rcu等。即对所有kernel 的list的操作都有一个对应的RCU操作。那么这些操作和原始的list操作有哪些不同呢？我们先对比几个看下。

l list_entry_rcu

#define list_entry_rcu(ptr, type, member)

container_of(rcu_dereference(ptr), type, member)

#define list_entry(ptr, type, member)

container_of(ptr, type, member)

l __list_for_each_rcu

#define __list_for_each_rcu(pos, head)

for (pos = rcu_dereference((head)->next);

pos != (head);

pos = rcu_dereference(pos->next))

#define __list_for_each(pos, head)

for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)

从__list_for_each_rcu和list_entry_rcu的实现可以看出，其将指针的获取替换为使用rcu_dereference。

l list_replace_rcu

static inline void list_replace_rcu(struct list_head *old,

struct list_head *new)

{

new->next = old->next;

new->prev = old->prev;

rcu_assign_pointer(new->prev->next, new);

new->next->prev = new;

old->prev = LIST_POISON2;

}

static inline void list_replace(struct list_head *old,

struct list_head *new)

{

new->next = old->next;

new->next->prev = new;

new->prev = old->prev;

new->prev->next = new;

}

    从list_replace_rcu的实现可以看出，RCU API的实现将指针的赋值替换为rcu_assign_pointer。

l list_del_rcu

static inline void list_del_rcu(struct list_head *entry)

{

__list_del(entry->prev, entry->next);

entry->prev = LIST_POISON2;

}

static inline void list_del(struct list_head *entry)

{

__list_del(entry->prev, entry->next);

entry->next = LIST_POISON1;

entry->prev = LIST_POISON2;

}

从list_del_rcu的实现，可以看出RCU API的实现没有将删除项的next指针置为无效。这样实现是为了防止删除节点时，读者还在遍历该节点。

RCU链表API使用

下面看下RCU list API的几个应用示例。

只有增加和删除的链表操作

    在这种应用情况下，绝大部分是对链表的遍历，即读操作，而很少出现的写操作只有增加或删除链表项，并没有对链表项的修改操作，这种情况使用RCU非常容易，从rwlock转换成RCU非常自然。路由表的维护就是这种情况的典型应用，对路由表的操作，绝大部分是路由表查询，而对路由表的写操作也仅仅是增加或删除，因此使用RCU替换原来的rwlock顺理成章。系统调用审计也是这样的情况。

    这是一段使用rwlock的系统调用审计部分的读端代码：

       static enum audit_state audit_filter_task(struct task_struct *tsk)

        {

                struct audit_entry *e;

                enum audit_state   state;

                read_lock(&auditsc_lock);

                /* Note: audit_netlink_sem held by caller. */

                list_for_each_entry(e, &audit_tsklist, list) {

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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