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• Lockless Ring Buffer Design — The Linux Kernel documentation

基于linux 6.1.12

1. files

• /kernel/printk/printk.c

• /include/linux/printk.h

• /kernel/printk/printk_ringbuffer.c

• /kernel/printk/printk_ringbuffer.h

2. data structure

3. overall call flow

3.1 write flow

（1）desc_reserve：从prb_desc数组中获取一个空闲的entry，若没有空闲的entry，则覆盖最老的entry。分配完成后将该描述符状态设置为desc_reserved

（2）设置该条log的seq序号

（3）data_alloc：从ring buffer中分配一段用于保存新log的空间，若空闲空间不足，则覆盖掉最老的数据，直到空间足够为止

（4）log data copy：将需要写入的数据拷贝到从log buffer中分配的空间中

（5）_prb_commit：将prb_desc的状态更新为desc_committed

（6）desc_make_final：将prb_desc的状态更新为desc_finalized，该操作后log写入完成且可被读取。

3.2 read flow

读取log时以seq序号为参数，并调用prb_read读取该seq对应的log，若读取失败则调用prb_first_seq获取该seq之后第一条可读的log，并重新读取。

（1）desc_read_finalized_seq：读取该条log对应的状态，若状态合法，则执行下面的log数据和信息读取操作，否则表明该条log已被覆盖、正在被修改或其描述符是空闲的。数据读取完成后，再次执行本函数重新读取其状态和seq号，若状态合法且seq号未变，表明在读的过程中，数据未被写操作修改。否则，表明在读的过程中，该条log的信息或数据已被log写接口覆盖修改了。若整个读流程成功，则数据读取完成，否则调用prb_first_seq获取下一条可读的log

（2）prb_first_seq：由于buffer中尾节点是最老的log数据，因此若待读取数据比尾结点数据还老，则表明该数据已被覆盖，将尾结点作为first seq读取即可。若该节点合法，但数据读取失败，则将下一个节点作为first seq读取。若缓冲区中无有效数据，则返回错误

4. 设计思想

1. 如何通过细化数据，分而治之，通过添加 prb_desc_ring，以及采用 atomic_t 变量等方法来去除锁的消耗。