rcu_read_lock和x86-64內存順序

Question

在可搶占式SMP內核上， rcu_read_lock編譯以下內容：

current->rcu_read_lock_nesting++;
barrier();

barrier是一個編譯器指令，可編譯為空。

因此，根據英特爾的X86-64內存訂購白皮書：

可能會將舊商店的貨物重新排序到其他位置

為什么實施實際上可以？

請考慮以下情況：

rcu_read_lock();
read_non_atomic_stuff();
rcu_read_unlock();

是什么阻止read_non_atomic_stuff從“ rcu_read_lock ”向前“泄漏”，導致它與在另一個線程中運行的回收代碼同時運行？

Answer 1

對於其他CPU上的觀察者，沒有什么可以阻止這一點。 沒錯， ++商店部分的StoreLoad重新排序可以使它在某些加載后在全局可見。

因此，我們可以得出結論，只有當前在此內核上運行的代碼才會觀察到current->rcu_read_lock_nesting ，或者通過在此處調度而遠程觸發了該內核上的內存屏障，或者使用了一種專用機制來使所有內核在該內核中執行屏障。處理器間中斷（IPI）的處理程序。 例如，類似於membarrier()用戶空間系統調用。

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如果此核心開始運行另一個任務，則可以確保該任務按程序順序查看此任務的操作。 （因為它在同一個內核上，並且一個內核總是按順序查看其自身的操作。）而且，上下文切換可能涉及完整的內存屏障，因此可以在不破壞單線程邏輯的情況下在另一個內核上恢復任務。 （這可以使任何內核在此任務/線程不在任何地方運行時安全地查看rcu_read_lock_nesting 。）

請注意，內核在您的計算機的每個內核上啟動一個RCU任務 ； 例如， ps輸出在我的4c8t四核上顯示[rcuc/0] ， [rcuc/1] ，...， [rcu/7] 。 大概它們是該設計的重要組成部分，它使讀者可以毫無障礙地等待。

我還沒有研究RCU的全部細節，但是https://www.kernel.org/doc/Documentation/RCU/whatisRCU.txt中的“玩具”示例之一是實現了synchronize_rcu() “經典RCU” for_each_possible_cpu(cpu) run_on(cpu); ，以使回收器在可能已執行RCU操作的每個內核（即每個內核）上執行。 完成此操作后，我們知道在切換過程中某個地方一定已經發生了內存不足的情況。

因此，是的，RCU並沒有遵循經典的方法，在這種方法中，您需要一個完整的內存屏障（包括StoreLoad）來使核心等待直到第一個存儲區可見之后才能進行任何讀取。 RCU避免了讀取路徑中完整內存屏障的開銷。 除了避免爭用外，這是它的主要吸引力之一。