RCU 概念

RCU（读取-复制更新）背后的基本思想是将破坏性操作分为两部分：一部分阻止任何人看到正在被破坏的数据项，另一部分实际执行破坏。这两部分之间必须经过一个“宽限期”，并且这个宽限期必须足够长，以确保访问被删除项的任何读取者都已经放弃了他们的引用。 例如，从链接列表中受 RCU 保护的删除将首先从列表中删除该项，等待宽限期过去，然后释放该元素。 有关将 RCU 与链接列表一起使用的更多信息，请参见 使用 RCU 保护主要为读取操作的链接列表。

常见问题解答

• 为什么有人想使用 RCU？

  RCU 的两部分方法的优点是，RCU 读取者无需获取任何锁，执行任何原子指令，写入共享内存，或者（在 Alpha 以外的 CPU 上）执行任何内存屏障。 事实上，这些操作在现代 CPU 上非常昂贵，这正是 RCU 在主要为读取操作的情况下具有性能优势的原因。 RCU 读取者无需获取锁的事实还可以大大简化避免死锁的代码。

• 如果 RCU 读取者没有指示他们何时完成，那么更新者如何知道宽限期何时完成？

  与自旋锁一样，RCU 读取者不允许阻塞、切换到用户模式执行或进入空闲循环。 因此，一旦看到 CPU 正在经历这三种状态中的任何一种，我们就知道该 CPU 已经退出了任何先前的 RCU 读取端关键区域。 因此，如果我们从链接列表中删除一个项目，然后等待所有 CPU 切换上下文、在用户模式下执行或在空闲循环中执行，我们可以安全地释放该项目。

  RCU 的可抢占变体 (CONFIG_PREEMPT_RCU) 具有相同的效果，但要求读取者操作 CPU 本地计数器。 这些计数器允许在 RCU 读取端关键区域内进行有限类型的阻塞。 SRCU 也使用 CPU 本地计数器，并允许在 RCU 读取端关键区域内进行一般阻塞。 RCU 的这些变体通过采样这些计数器来检测宽限期。

• 如果我在单处理器内核上运行，它一次只能做一件事，为什么我应该等待宽限期？

  有关更多信息，请参见 单处理器系统上的 RCU。

• 我如何查看 RCU 当前在 Linux 内核中的使用位置？

  搜索“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 原语。 或者从以下位置获取 cscope 数据库之一

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

• 编写使用 RCU 的代码时，我应该遵循哪些准则？

  参见 RCU 补丁的审查清单。

• 为什么命名为“RCU”？

  “RCU”代表“读取-复制更新”。 使用 RCU 保护主要为读取操作的链接列表 有关此名称来源的更多信息，搜索“read-copy update”即可找到。

• 我听说 RCU 有专利？ 那是什么情况？

  是的，它是。 有几个与 RCU 相关的已知专利，请在 Documentation/RCU/RTFP.txt 中搜索字符串“Patent”以找到它们。 其中，一项已被受让人放弃，其他已被贡献给 GPL 下的 Linux 内核。 许多（但不是全部）早已过期。 现在还有用户级 RCU 的 LGPL 实现可用 (https://liburcu.org/)。

• 我听说 RCU 需要进行一些工作才能支持实时内核？

  通过 CONFIG_PREEMPTION 内核配置参数启用对实时友好的 RCU。

• 在哪里可以找到有关 RCU 的更多信息？

  参见 Documentation/RCU/RTFP.txt 文件。 或者将您的浏览器指向 (https://docs.google.com/document/d/1X0lThx8OK0ZgLMqVoXiR4ZrGURHrXK6NyLRbeXe3Xac/edit) 或 (https://docs.google.com/document/d/1GCdQC8SDbb54W1shjEXqGZ0Rq8a6kIeYutdSIajfpLA/edit?usp=sharing)。