Question

我试图了解一些内核同步机制的不同用例（顺序锁与RCU（读取 - 复制 - 更新）与每CPU锁）建议用于编写设备驱动程序或内核模块。任何例子都将不胜感激。

Answer 1

顺序锁这是一种聪明的锁定方法，其中编写者获得自旋锁，读者可以完全避免锁定，代价是不得不重复不一致的读取。这种方法最适用于经常读取数据但很少更新的情况。这里多次读取不会产生副作用，这与任何读写器锁定和更新类似，不会同时混淆读者。搜索使用/包含API / headers / data结构的内核代码：

#include <linux/seqlock.h>
typedef struct {
    unsigned seq;  ===> seq is incremented every-time a writer acquires a lock
    spinlock_t lock;
} seqlock_t;
write_seqlock(), write_sequnlock()
read_seqlock(), read_sequnlock()

注意：每次编写器获取锁定时，seq no都会递增，读取器，记录seq编号的副本，然后执行读取，重新检查序列号（使用read_seqretry（）），如果seq编号是不一致，那么读者必须重新阅读。对于有争议的读者来说，冗余读取并不比“旋转”CPU更糟糕，对于无争议的读者来说，可以一起避免自旋锁。

RCU（读取 - 复制 - 更新）这将更新和回收信息分开，读者和编写者都可以完全避免锁定。 RCU主要用于处理动态分配的数据结构，例如链表。 RCU编写器不会修改数据，而是分配一个新元素，它使用更新的数据进行初始化。

PER-CPU变量这些主要用于CPU特定结构，可以避免全局锁定。请注意，这些仍必须与ISR同步。类似地：

#include <linux/percpi.h>
DEFINE_PER_CPU()
per_cpu(var,cpu)
get_cpu_var(), put_cpu_var()

Answer 2

seqlock documentation说：

读者/作者一致的机制，没有饥饿的作家。这类   锁定数据，读者需要一组一致的信息   并且如果信息发生变化，愿意重试。有两种类型   读者：
从不阻止作者的序列阅读器，但他们可能需要重试   如果作者正在通过检测序列号的变化而进行。   作家不等待序列阅读器。

锁定读者，如果是作家或其他锁定阅读器，则会等待   正在处理。正在进行的锁定阅读器也会阻止作者   从前进。与常规的rwlock不同，这里的读锁定是   独家，这样只有一个锁定阅读器才能获得它。

这不像brlock那样缓存友好。此外，这可能不会很好   对于包含指针的数据，因为任何编写者都可以   使读者关注的指针无效。

预期的非阻止读者使用：
do {
    seq = read_seqbegin(&foo);
    ...
} while (read_seqretry(&foo, seq));
在非SMP上，自旋锁消失但作者仍然需要增加序列变量，因为中断例程可以改变数据的状态。

在Rusty的Unreliable Guide To Locking中解释了RCU和每CPU锁定。

Seq-locks vs RCU vs Per-CPU用例

2 个答案: