深入理解RCU实现

static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu) 
{ 
    struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu); 
    struct rcu_data *bh_rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu); 

    rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_ctrlblk, rdp); 
    rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_ctrlblk, bh_rdp); 
    open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks, NULL); 
} 
    这个函数主要完成两个操作：初始化两个per cpu变量；注册RCU_SOFTIRQ软中断处理函数rcu_process_callbacks。我们从这里又看到了另一个per cpu变量：rcu_bh_data.有关bh的部份之后再来分析.在这里略过这些部分。 下面看下rcu_init_percpu_data()的实现。

l rcu_init_percpu_data

static void rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_ctrlblk *rcp, struct rcu_data *rdp) 
{ 
    memset(rdp, 0, sizeof(*rdp)); 
    rdp->curtail = &rdp->curlist; 
    rdp->nxttail = &rdp->nxtlist; 
    rdp->donetail = &rdp->donelist; 
    rdp->quiescbatch = rcp->completed; 
    rdp->qs_pending = 0; 
    rdp->cpu = cpu; 
    rdp->blimit = blimit; 
} 
    调用这个函数的第二个参数是一个全局变量rcu_ctlblk。 在继续向下分析之前我们先看下这些函数用到的一些重要数据结构。

重要数据结构

    说明：下列数据结构只列出了主要成员。

struct rcu_ctrlblk {  

    long cur;  

    long completed;  

    cpumask_t  cpumask;   

};  

struct rcu_ctrlblk的主要作用就是定义上节提到的全局变量rcu_ctlblk，这个变量在系统中是唯一的。另外说明一下，为了记录方便，内核将从启动开始的每个grace period对应一个数字表示。

这里的cpumask是为了标识当前系统中的所有cpu，以便标记哪些cpu发生过上下文切换(经历过一个quiescent state)。而cur，completed，则用来同步。我们可以这样理解，cur和completed是系统级别的记录信息，也即系统实时经历的grace编号，一般情况下，新开一个graceperiod等待周期的话，cur会加1，当graceperiod结束后，会将completed置为cur，所以通常情况下，都是completed追着cur跑。那么我们可能会猜测，是不是如果complete= curr -1 的时候，就表示系统中graceperiod还没有结束？当completed= curr的时候，就表示系统中不存在graceperiod等待周期了？我们姑且这么理解，实际上有些许差别，但设计思想都是一样的。

struct rcu_data {  

    long quiescbatch;       

    int passed_quiesc;  

    long            batch;           

    struct rcu_head *nxtlist;  

    struct rcu_head **nxttail;  

    struct rcu_head *curlist;  

    struct rcu_head **curtail;  

    struct rcu_head *donelist;  

    struct rcu_head **donetail;  

};  

    上面的结构，要达到的作用是，跟踪单个CPU上的RCU事务。 

(1) passed_quiesc：这是一个flag标志，表示当前cpu是否已经发生过抢占了(经历过一个quiescent state)，0表示为未发送过切换，1表示发生过切换；

说明：我们一直强调发生过一次cpu抢占就是经历过一个quiescent state，其实这是不严格的说法。为什么呢？因为自系统启动，各种进程频繁调度，肯定每个cpu都会发生过抢占。所以我们这里说的“发生过抢占”是指从某个特殊的时间点开始发生过抢占。那么这个特殊的时间点是什么时候呢？就是我们调用synchronize_rcu将rcu_head挂在每cpu变量上并挂起进程时，我们后面分析就会证实这一点。

(2) batch：表示一个grace periodid，表示本次被阻塞的写者，需要在哪个graceperiod之后被激活；

(3) quiescbatch：表示一个grace periodid，用来比较当前cpu是否处于等待进程切换完成。

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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