Linux 2.6内核中新的锁机制--RCU（2）实现机制

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三、RCU 实现机制按照第二节所讲原理，对于读者，RCU 仅需要抢占失效，因此获得读锁和释放读锁分别定义为：

1 2	#define rcu_read_lock()         preempt_disable() #define rcu_read_unlock()       preempt_enable()

它们有一个变种：

1 2	#define rcu_read_lock_bh()      local_bh_disable() #define rcu_read_unlock_bh()    local_bh_enable()

这个变种只在修改是通过 call_rcu_bh 进行的情况下使用，因为 call_rcu_bh将把 softirq 的执行完毕也认为是一个 quiescent state，因此如果修改是通过 call_rcu_bh 进行的，在进程上下文的读端临界区必须使用这一变种。
每一个 CPU 维护两个数据结构rcu_data,rcu_bh_data，它们用于保存回调函数，函数call_rcu和函数call_rcu_bh用户注册回调函数，前者把回调函数注册到rcu_data，而后者则把回调函数注册到rcu_bh_data，在每一个数据结构上，回调函数被组成一个链表，先注册的排在前头，后注册的排在末尾。
当在CPU上发生进程切换时，函数rcu_qsctr_inc将被调用以标记该CPU已经经历了一个quiescent state。该函数也会被时钟中断触发调用。
时钟中断触发垃圾收集器运行，它会检查：

• 否在该CPU上有需要处理的回调函数并且已经经过一个grace period；
• 否没有需要处理的回调函数但有注册的回调函数；
• 否该CPU已经完成回调函数的处理；
• 否该CPU正在等待一个quiescent state的到来；

如果以上四个条件只要有一个满足，它就调用函数rcu_check_callbacks。
函数rcu_check_callbacks首先检查该CPU是否经历了一个quiescent state，如果：
1．        当前进程运行在用户态；
或
2．        当前进程为idle且当前不处在运行softirq状态，也不处在运行IRQ处理函数的状态；
那么，该CPU已经经历了一个quiescent state，因此通过调用函数rcu_qsctr_inc标记该CPU的数据结构rcu_data和rcu_bh_data的标记字段passed_quiesc，以记录该CPU已经经历一个quiescent state。
否则，如果当前不处在运行softirq状态，那么，只标记该CPU的数据结构rcu_bh_data的标记字段passed_quiesc，以记录该CPU已经经历一个quiescent state。注意，该标记只对rcu_bh_data有效。
然后，函数rcu_check_callbacks将调用tasklet_schedule，它将调度为该CPU设置的tasklet rcu_tasklet，每一个CPU都有一个对应的rcu_tasklet。
在时钟中断返回后，rcu_tasklet将在softirq上下文被运行。
rcu_tasklet将运行函数rcu_process_callbacks，函数rcu_process_callbacks可能做以下事情：
1．        开始一个新的grace period；这通过调用函数rcu_start_batch实现。
2．        运行需要处理的回调函数；这通过调用函数rcu_do_batch实现。
3．        检查该CPU是否经历一个quiescent state；这通过函数rcu_check_quiescent_state实现
如果还没有开始grace period，就调用rcu_start_batch开始新的grace period。调用函数rcu_check_quiescent_state检查该CPU是否经历了一个quiescent state,如果是并且是最后一个经历quiescent state的CPU，那么就结束grace period，并开始新的grace period。如果有完成的grace period，那么就调用rcu_do_batch运行所有需要处理的回调函数。函数rcu_process_callbacks将对该CPU的两个数据结构rcu_data和rcu_bh_data执行上述操作。