__rcu在linux中代表什么？

Question

我是linux内核的新手。我的问题是关于task_struct的。我知道通过指向父进程的task_struct的指针，每个task_struct都有一个对其父进程的引用。

在查看了task_struct定义中的Schedul.h之后，我注意到了以下内容：

struct task_struct __rcu *real_parent; /* real parent process */

我发现它被引用到compiler.h。我猜"__rcu“代表"read copy update”

有人能弄清楚语法吗？

Answer 1

Read-copy-update是一种算法，它支持对数据结构的读取器进行并发访问，而不必锁定结构。你可以阅读到关于here的内容。

如果内核是使用CONFIG_SPARSE_RCU_POINTER配置选项构建的，则在include/linux/compiler.h中将__rcu定义为

# define __rcu          __attribute__((noderef, address_space(4)))

这是一个稀疏代码分析工具的注解，它可以警告程序员可能忽略的某些事情。在Documentation/RCU/checklist.txt中解释了这与RCU的关系。

__rcu稀疏检查:使用__rcu标记指向受RCU保护的数据结构的指针，如果您在没有使用rcu_dereference()的某个变体的服务的情况下访问该指针，sparse将发出警告。

rcu_dereference()返回一个可以被代码安全地解除引用的指针，并记录程序员使用RCU机制保护指针的意图，从而使像Sparse这样的工具能够检查编程错误和遗漏。

Answer 2

RCU代表“读取、复制、更新”。它是一种允许多个读取器访问数据的算法，这些数据可以由写入器同时更新甚至删除。

在RCU下，写入者仍然必须确保彼此之间的互斥，但读取者不会获得锁。必须注意，以不违反读取完整性的方式更新共享数据结构。如果必须移除或删除某些内容，则可以与读取器并行地完成该项与数据结构的解除链接，但实际的存储器删除必须等待直到最后一个读取器完成。

不是让读取器获取锁，而是以其他方式推断读取器的去向。线程可以通过加入“读取端临界区”来声明它们浏览数据结构的意图，这并不是一个真正的锁，而是一种全局阶段。

例如，假设一些线程在阶段0进入RCU读取端临界区。更新程序已执行删除并想要释放一块内存。它必须简单地等待系统中的所有线程腾出阶段0。与此同时，其他读取器已经在查看数据结构，但是当它们向RCU声明它们的意图时，它们通过进入阶段1下的RCU读取端临界区来实现这一点。只有阶段0线程可能仍然具有指向被删除的对象的指针，因此当最后一个线程离开阶段0时，可以安全地删除该对象。阶段1中新到达的线程看不到该对象，因为该对象已从数据结构中删除，因此它们无法找到它。

RCU利用了这样一种想法，即我们不需要“拥有”的锁对象来知道“没有线程可以再访问这个对象”这样的信息。