Linux驱动-引用计数器kref

这里只需要了解一直知识点 引用计数器kref

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参考资料

什么是引用计数器
引用计数器实验
kobject释放实例分析实验
迅为设备模型偏
在线查看Linux 系统源码：Linux Kernel Cross Reference (LXR)

一、基础知识

什么是引用计数器。

引用计数器（reference counting）是一种内存管理技术，用于跟踪对象或资源的引用数量。它通过在对象被引用时增加计数值，并在引用被释放时减少计数值，以确定何时可以安全地释放对象或资源。

引用计数器的基本原理如下：

对象或资源被创建时，引用计数器初始化为 1。
当有新的引用指向对象或资源时，引用计数器增加。
当引用不再指向对象或资源时（引用被删除、超出作用域等），引用计数器减少。
当引用计数器的值为 0 时，表示没有任何引用指向对象或资源，可以安全地释放对象或资
源，并进行相关的清理操作。

引用计数器 kref 介绍

kref 是 Linux 内核中提供的一种引用计数器实现，它是一种轻量级的引用计数技术，用于管理内核中的对象的引用计数。
在 Linux 系统中，引用计数器用结构体 kref 来表示。struct kref 定义在 include/linux/kref.h头文件当中，本质是一个 int 型变量。

直接看kref 结构体：

struct kref {
   
   
	refcount_t refcount;
};

对象是refcount_t,如下：
/**
 * struct refcount_t - variant of atomic_t specialized for reference counts
 * @refs: atomic_t counter field
 *
 * The counter saturates at UINT_MAX and will not move once
 * there. This avoids wrapping the counter and causing 'spurious'
 * use-after-free bugs.
 */
typedef struct refcount_struct {
   
   
	atomic_t refs;
} refcount_t;


继续看对象属性 atomic_t结构体，如下：
typedef struct {
   
   
	int counter;
} atomic_t;

对象是一个 int 类型的counter. 

在使用引用计数器时，通常会将结构体 kref 嵌入到其他结构体中，例如 struct kobject，以实现引用计数的管理。如
1、kobject 结构体里面嵌套了kref 结构体：

struct kobject {
   
   
	const char		*name;
	struct list_head	entry;
	struct kobject		*parent;
	struct kset		*kset;
	struct kobj_type	*ktype;
	struct kernfs_node	*sd; /* sysfs directory entry */
	struct kref		kref;
#ifdef CONFIG_DEBUG_KOBJECT_RELEASE
	struct delayed_work	release;
#endif
	unsigned int state_initialized:1;
	unsigned int state_in_sysfs:1;
	unsigned int state_add_uevent_sent:1;
	unsigned int state_remove_uevent_sent:1;
	unsigned int uevent_suppress:1;

	ANDROID_KABI_RESERVE(1);
	ANDROID_KABI_RESERVE(2);
	ANDROID_KABI_RESERVE(3);
	ANDROID_KABI_RESERVE(4);
};

2、我们刚了解过的ConfigFS 中的 config_item 结构体里面也是嵌套的kref 结构体。

struct config_item {
   
   
	char			*ci_name;
	char			ci_namebuf[CONFIGFS_ITEM_NAME_LEN];
	struct kref		ci_kref;
	struct list_head	ci_entry;
	struct config_item	*ci_parent;
	struct config_group	*ci_group;
	const struct config_item_type	*ci_type;
	struct dentry		*ci_dentry;
};