关于邮件列表一个问题的解释

问题：在 exit_mm() 中为什么要 atomic_inc(&mm->mm_count) 呢？ 并没有对应的dec。

解答：

首先要明白，对于一个可以被释放内存的进程也就是说一个拥有mm_struct的进程来说，它的task_struct中的mm字段和active_mm字段是一样的，这个在fork时，copy_mm中就决定了，接下来解释这个问题：

在exit_mm中：

atomic_inc(&mm->mm_count); //这里递增了引用计数，你说对了，没有dec但是inc了，多了一次inc，那么就要多一次dec

BUG_ON(mm != tsk->active_mm); //保证mm和tsk->active_mm一样

task_lock(tsk);

tsk->mm = NULL; //注意这里将tsk->mm设置为NULL

up_read(&mm->mmap_sem);

enter_lazy_tlb(mm, current);

clear_freeze_flag(tsk);

task_unlock(tsk); //第一次dec

然后注意在do_exit调用exit_mm之后，最终会调用schedule将这个退出进程切出去，因此最终释放task_struct将在新进程切到运行之后再进行，那么看context_switch中：

oldmm = prev->active_mm; //这里的prev就是那个退出进程，其active_mm就是上面的mm，由此可见上面的atomic_inc就是为了这里

...

if (unlikely(!prev->mm)) { //这里if为真，因为上面tsk->mm = NULL;

prev->active_mm = NULL;

rq->prev_mm = oldmm; //rq->prev_mm就是还差一个计数就释放的prev->mm，要不早就释放了，幸亏你说的那个atomic_inc;

}

最后安全切换了新进程以后，一切都可以释放了，看finish_task_switch：

static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)

{

struct mm_struct *mm = rq->prev_mm; //这里的mm就是上面那个退出的mm

long prev_state;

rq->prev_mm = NULL;

prev_state = prev->state;

...

if (mm)

mmdrop(mm); //引用计数彻底为0，最后被释放

...

其实mm也好，task_struct也好，进程切换时可能会用到，因此都在安全切到新进程之后也就是finish_task_switch中被释放，为了不让mm在exit_mm就被释放，那么只有增加它的引用计数了，不知道这里情景分析你懂了没有。

上述的解答如果大致理解的话那么就够了，但是如果真的较起真来的话，还真的有点让人发蒙，如果说linux在退出进程的时候不释放task_struct是因为schedule中要用到这个task_struct的话，那么在退出时保留其mm_struct是为什么呢？其实为题还有一大堆，比如为何linux在schedule时还要用到退出进程的task_struct呢？为何要这样呢？因为linux为了效率而没有另立一个调度器，进程切换必须由进程自己进行，也就是说切换前在调度器在切出进程的上下文运行，而切换后在换入进程的上下文运行。那么到底为何不能释放其mm_struct呢？因为当前退出进程所用的正是当前的页目录，也就是当前的页目录绝对不能释放，注意这里的页目录的768项之前的并无所谓，因为现在在内核，只会访问768项以后，这768项以后的每一项和swapper_pg_dir的768项以后一一对应，其实就是直接指向，即便如此，也不能释放pgd，毕竟mmu访问从pgd指向，因为在exit_mm中，该mm_struct的users引用计数已经成为1了，然后最后的mmput中的dec就会使其成为0，那么就要调用mmdrop了，一旦mm的引用计数递减后为0，在后者中会调用__mmdrop释放掉pgd，为了防止这一件事，但是还必须使得users顺利成为0，那么只要防止__mmdrop就可以了，于是就递增了mm的引用计数。

另外一个作用就要仔细研究一下context_switch函数：

static inline void context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct task_struct *next)

{

struct mm_struct *mm, *oldmm;

prepare_task_switch(rq, prev, next);

trace_sched_switch(rq, prev, next);

mm = next->mm;

oldmm = prev->active_mm;

arch_enter_lazy_cpu_mode();

if (unlikely(!mm)) { //如果下一个进程的mm为空就说明下一个进程是内核线程

next->active_mm = oldmm;

atomic_inc(&oldmm->mm_count); //又递增了一个引用计数

enter_lazy_tlb(oldmm, next); //进入懒惰模式

} else

switch_mm(oldmm, mm, next); //如果下一个不是内核线程，那么就切换mm_struct，也就是切换页表

if (unlikely(!prev->mm)) { //这里就是关键，标记为*

prev->active_mm = NULL;

rq->prev_mm = oldmm;

}

...

}

上面的标记为*的if判断很重要，prev->mm什么时候为假呢？有两种情况，第一就是前一个进程是内核线程，第二就是前一个进程是用户进程但是已经退出，我们这里的情况是第二种情况，只有在这种情况下rq->prev_mm被赋值为退出进程的active_mm，而这个和退出进程的mm一样，记住此时mm的引用计数在exit_mm由于被inc了变成了1，那么安全切换了以后在finish_task_switch中判断rq->prev_mm不为空从而被释放。这个解释很合理，但是和tlb刷新的懒惰模式没有关系，而只是保证了退出进程的pgd在mm切换之前不被释放，那么第二种情况就是要说懒惰模式相关的，如果下一个进程是内核线程，那么进入：

if (unlikely(!mm)) { //如果下一个进程的mm为空就说明下一个进程是内核线程

next->active_mm = oldmm;

atomic_inc(&oldmm->mm_count); //又递增了一个引用计数

enter_lazy_tlb(oldmm, next); //进入懒惰模式

}

可以看到，不但释放不了了mm，还又一次递增了它的引用计数，此时引用计数为2，可是不要急，不但进入了上面的if，连后面的if (unlikely(!prev->mm))也会进入，那么在切换以后还是会在mmdorp中递减一次mm的引用计数，这样这个内核线程保持了引用计数为1的mm，当内核线程被切换出去时，if (unlikely(!prev->mm))为真，因为内核线程没有mm（也可以有），那么在切换以后还是会调用mmdrop，此时mm被释放，pgd被释放，一切安然！

因此可以看出，linux对引用计数的设置是多么巧妙啊，一个mm_struct不但有users计数还有count计数，如果我设计的话，这俩肯定就合二为一了，linux的设计者考虑的真是细致，users为0了count可以不为0，为何呢？users为0说明没有进程使用了，可是count不为0说明调度器还要使用，前面说过，调度器在被调度的进程的上下文运行，调度器借用页目录，那么就要保留页目录到调度器不用为止，另外，不但调度器要借用页目录，内核线程还可以借用之，这是为了提高效率，可以少一次切换开销，内核认为少一次切换开销比释放一个mm_struct带来的收益要更有意义。