如何保护 RCU 阅读器部分免受抢占？答案

【问题标题】：How RCU reader section is protected from preemption?如何保护 RCU 阅读器部分免受抢占？
【发布时间】：2015-08-27 22:25:08
【问题描述】：

（来自LWN的一篇文章）

 1 rcu_read_lock();
 2 list_for_each_entry_rcu(p, head, list) {
 3   do_something_with(p->a, p->b, p->c);
 4 }
 5 rcu_read_unlock();

RCU 更新操作将执行 synchronize_rcu() 以断言每个 CPU 切换了上下文，因此每个 RCU 读取器都完成了它的工作。但是 RCU 必须依赖于 reader 不被抢占。确实，LWN 接下来说：

虽然这种简单的方法适用于抢占的内核跨 RCU 读取端临界区禁用，换句话说，对于非 CONFIG_PREEMPT 和 CONFIG_PREEMPT 内核，它不适用于 CONFIG_PREEMPT_RT 实时 (-rt) 内核。

我知道非 CONFIG_PREEMPT 内核禁用了抢占，但为什么 CONFIG_PREEMPT 内核也可以？

【问题讨论】：

标签： c algorithm linux-kernel preemption rcu

【解决方案1】：

在 CONFIG_PREEMPT 内核上是可以的，因为在任务被抢占之前要注意完成 rcu 读取临界区。调度程序检查当前任务是否在 rcu 读取临界区中，如果是，则提高其优先级以完成临界区。更多详情请看这篇文章：http://lwn.net/Articles/220677/

【讨论】：

【解决方案2】：

我们需要用于 CONFIG_PREEMPT 内核的 RCU。如果没有抢占或阻塞，那么我们就不会陷入这种同步混乱。有两种类型的 RCU 实现：

1) Non-preemptible RCU implementation
2) Preemptible RCU implementation

当在一个 CPU 上调用 synchronize_rcu() 而其他 CPU 位于 RCU 读取端临界区中，则 synchronize_rcu() 保证阻塞，直到所有其他 CPU 退出其临界区。同样，如果调用 call_rcu() 在一个 CPU 上，而其他 CPU 在 RCU 读取端关键部分，相应的 RCU 回调的调用被延迟直到所有其他 CPU 退出其临界区。

在非抢占式 RCU 实现中，在 RCU 读取端临界区中阻塞是非法的。在 CONFIG_PREEMPT 中的抢占式 RCU 实现 (PREEMPT_RCU) 内核构建，RCU 读取端临界区可能被抢占，但显式阻塞是非法的。最后，在抢占式 RCU 实时实现（使用 -rt 补丁集）内核构建，RCU 读端临界区可能被抢占，也可能阻塞，但仅在获取受优先级继承约束的自旋锁时。

【讨论】：

那么为什么引用说“这种简单的方法适用于跨 RCU 读取端临界区禁用抢占的内核，换句话说，适用于非 CONFIG_PREEMPT 和 CONFIG_PREEMPT 内核”。当内核为 CONFIG_PREEMPT 时，这种方法会起作用吗？为什么这句话说 CONFIG_PREEMPT 内核禁用抢占？