如何处理 Linux 内核 Driver 中的设备删除？
How to handle device removal in Linux Kernel Driver?
你已经做了一千次了：你拔掉了一些 USB 设备，然后 driver 删除了与该 USB 设备关联的任何设备。任何使用以前打开的文件句柄的程序都会出错。大多数 Linux driver 都以某种方式解决了这个问题。
我目前正努力在一个简单的 driver 中实现相同的功能。我的 driver 创建了一个字符设备。当设备打开时，我将 struct file 的 private_data 成员设置为每个字符设备存在一次的一些管理数据的地址。该管理数据还包括一个互斥锁，我用它来同步 read、write 和 ioctl.
等操作
当USB设备被拔掉时，问题就出现了。我不能释放管理数据所在的内存。首先，任何当前 运行 read、write 或 ioctl 都应该完成。任何这样的 运行 调用也可能会锁定互斥锁并尝试解锁它。因此将访问互斥量所在的内存。
任何 read、write 或 ioctl 拔出设备后的调用都应该失败，所以每个这样的调用都必须读取一些变量来判断 USB 设备是否仍然插入或不。同样，只要有打开的文件句柄，该变量必须存在于某个地方并且它所在的内存必须保持分配状态。
长话短说，在我看来我必须对引用计数进行排序：管理数据必须保持分配状态，直到所有文件句柄都已关闭。我可以自己实现，但我觉得我会重新发明轮子。这种事情肯定已经存在了，我不是第一个遇到这个问题的人。
Linux 是否在内部跟踪打开文件句柄的数量？我可以定义一个在所有文件句柄关闭时调用的回调吗？这甚至是一件可行的事情吗？从系统中删除字符设备的正确方法是什么？
不能避免使用全局变量，因为可以连接任意数量的 USB 设备。
根据 0andriy 的建议，我使用引用计数来跟踪打开文件句柄的数量。对于每个字符设备，我添加了一个包含 mutex、kref、cdev 结构和指向更多数据的指针的新结构。打开新文件句柄时，我使用 kref_get 来增加引用计数器。因此，我在释放文件句柄或拔下 USB 设备时使用 kref_put。
由于所有 I/O 操作（read、write、ioctl 等）都使用互斥锁，我可以安全地将指针更改为 NULL 拔下 USB 设备时。 I/O 操作然后开始报告错误。
当 USB 设备被拔出时，kref 引用计数器仅 returns 归零 并且 所有文件句柄都已关闭。那么我也可以释放新结构的内存。
这似乎有效。令人惊讶的是 cdev 结构被文件句柄引用。好像只要有打开的文件句柄就需要。
但我仍然很惊讶我不得不走这条路。在每个驱动程序中实现它似乎是多余的。
更新： 事实证明，自己进行引用计数是危险的。特别是计算打开文件句柄的数量是错误的。 Linux中有一个完整的基于引用计数的垃圾收集系统，你需要使用它。
例如，Linux 在进程打开字符设备时调用 cdev_get，在进程存在且文件句柄仍处于打开状态时调用 cdev_put。不幸的是，对 cdev_put 的调用将在文件句柄的释放函数之后发生。正如我们在释放最后一个文件句柄后释放内存一样，我们最终会在调用 cdev_put 之前释放 cdev 和 mutex 的底层内存。
解决方案是通过 cdev_set_parent 为 cdev 分配父级。每当调用 cdev_get 时，父 kobject 的引用计数器将增加，而在调用 cdev_put 后将减少。然后，kobject 可以拥有自己的释放函数，释放 cdev 所需的任何内存。基本上我用 kobject 替换了结构中的 kref。
经验教训：不要自己进行引用计数。使用现有的 kobjects 层次结构，这是内核进行垃圾收集的方式。
UPDATE2: 事实证明，我们又重新发明了轮子。 device 结构包含一个释放钩子，当内部 kobject 的引用计数达到零时调用它。这是内核中通常用于释放与设备关联的资源的机制 - 包括设备结构本身。
我正在寻找 cdev 结构中的释放挂钩。有 none。但事实证明，我应该在层次结构中向上查找一个这样的钩子。
长话短说：将 cdev_device_add 与 device 释放挂钩结合使用。 cdev_device_add 将在内部调用 cdev_set_parent，因此 device 成为 cdev 的父级。这些是其他内核驱动程序（例如 evdev）用来释放资源的机制。
你已经做了一千次了：你拔掉了一些 USB 设备，然后 driver 删除了与该 USB 设备关联的任何设备。任何使用以前打开的文件句柄的程序都会出错。大多数 Linux driver 都以某种方式解决了这个问题。
我目前正努力在一个简单的 driver 中实现相同的功能。我的 driver 创建了一个字符设备。当设备打开时，我将 struct file 的 private_data 成员设置为每个字符设备存在一次的一些管理数据的地址。该管理数据还包括一个互斥锁，我用它来同步 read、write 和 ioctl.
当USB设备被拔掉时，问题就出现了。我不能释放管理数据所在的内存。首先，任何当前 运行 read、write 或 ioctl 都应该完成。任何这样的 运行 调用也可能会锁定互斥锁并尝试解锁它。因此将访问互斥量所在的内存。
任何 read、write 或 ioctl 拔出设备后的调用都应该失败，所以每个这样的调用都必须读取一些变量来判断 USB 设备是否仍然插入或不。同样，只要有打开的文件句柄，该变量必须存在于某个地方并且它所在的内存必须保持分配状态。
长话短说，在我看来我必须对引用计数进行排序：管理数据必须保持分配状态，直到所有文件句柄都已关闭。我可以自己实现，但我觉得我会重新发明轮子。这种事情肯定已经存在了，我不是第一个遇到这个问题的人。
Linux 是否在内部跟踪打开文件句柄的数量？我可以定义一个在所有文件句柄关闭时调用的回调吗？这甚至是一件可行的事情吗？从系统中删除字符设备的正确方法是什么？
不能避免使用全局变量，因为可以连接任意数量的 USB 设备。
根据 0andriy 的建议，我使用引用计数来跟踪打开文件句柄的数量。对于每个字符设备，我添加了一个包含 mutex、kref、cdev 结构和指向更多数据的指针的新结构。打开新文件句柄时，我使用 kref_get 来增加引用计数器。因此，我在释放文件句柄或拔下 USB 设备时使用 kref_put。
由于所有 I/O 操作（read、write、ioctl 等）都使用互斥锁，我可以安全地将指针更改为 NULL 拔下 USB 设备时。 I/O 操作然后开始报告错误。
当 USB 设备被拔出时，kref 引用计数器仅 returns 归零 并且 所有文件句柄都已关闭。那么我也可以释放新结构的内存。
这似乎有效。令人惊讶的是 cdev 结构被文件句柄引用。好像只要有打开的文件句柄就需要。
但我仍然很惊讶我不得不走这条路。在每个驱动程序中实现它似乎是多余的。
更新： 事实证明，自己进行引用计数是危险的。特别是计算打开文件句柄的数量是错误的。 Linux中有一个完整的基于引用计数的垃圾收集系统，你需要使用它。
例如，Linux 在进程打开字符设备时调用 cdev_get，在进程存在且文件句柄仍处于打开状态时调用 cdev_put。不幸的是，对 cdev_put 的调用将在文件句柄的释放函数之后发生。正如我们在释放最后一个文件句柄后释放内存一样，我们最终会在调用 cdev_put 之前释放 cdev 和 mutex 的底层内存。
解决方案是通过 cdev_set_parent 为 cdev 分配父级。每当调用 cdev_get 时，父 kobject 的引用计数器将增加，而在调用 cdev_put 后将减少。然后，kobject 可以拥有自己的释放函数，释放 cdev 所需的任何内存。基本上我用 kobject 替换了结构中的 kref。
经验教训：不要自己进行引用计数。使用现有的 kobjects 层次结构，这是内核进行垃圾收集的方式。
UPDATE2: 事实证明，我们又重新发明了轮子。 device 结构包含一个释放钩子，当内部 kobject 的引用计数达到零时调用它。这是内核中通常用于释放与设备关联的资源的机制 - 包括设备结构本身。
我正在寻找 cdev 结构中的释放挂钩。有 none。但事实证明，我应该在层次结构中向上查找一个这样的钩子。
长话短说：将 cdev_device_add 与 device 释放挂钩结合使用。 cdev_device_add 将在内部调用 cdev_set_parent，因此 device 成为 cdev 的父级。这些是其他内核驱动程序（例如 evdev）用来释放资源的机制。