TCP/IP源码学习（25）——skb申请函数alloc_skb

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作者：[e-mail]
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今天开始再次研究sk_buff，想继续研究linux，重要的是基础，基础，还是基础！

首先看alloc_skb

static inline struct sk_buff *alloc_skb(unsigned int size,
                    gfp_t priority)
{
    return __alloc_skb(size, priority, 0, -1);
}

这个函数比较简单，参数中的size不用解释，为skb数据段的大小，但是第二个参数priority名字比较奇怪。叫优先级，实际上则是GFP MASK宏，如GFP_KERNEL，GFP_ATOMIC等。有些不解。。。

接下来看__alloc_skb

/*
参数：
size：skb的数据大小
gfp_mask：不用解释
fclone：表示从哪个cache中分配
       当fclone为1时，从skbuff_fclone_cache上分配
       当fclone为0时，从skbuff_head_cache上分配
node: NUMA节点
*/
struct sk_buff *__alloc_skb(unsigned int size, gfp_t gfp_mask,
                int fclone, int node)
{
    struct kmem_cache *cache;
    struct skb_shared_info *shinfo;
    struct sk_buff *skb;
    u8 *data;

     /* 获得指定的cache */

    cache = fclone ? skbuff_fclone_cache : skbuff_head_cache;

     /* 从cache上分配， 如果cache上无法分配，则从内存中申请 */

    /* Get the HEAD */
    skb = kmem_cache_alloc_node(cache, gfp_mask & ~__GFP_DMA, node);
    if (!skb)
        goto out;
    prefetchw(skb);

    size = SKB_DATA_ALIGN(size);
    data = kmalloc_node_track_caller(size + sizeof(struct skb_shared_info),
            gfp_mask, node);
    if (!data)
        goto nodata;
    prefetchw(data + size);

    /*
     * Only clear those fields we need to clear, not those that we will
     * actually initialise below. Hence, don't put any more fields after
     * the tail pointer in struct
     */
    memset(skb, 0, offsetof(struct sk_buff, tail));
    skb->truesize = size + sizeof(struct sk_buff);
    atomic_set(&skb->users, 1);
    skb->head = data;
    skb->data = data;
    skb_reset_tail_pointer(skb);
    skb->end = skb->tail + size;
    kmemcheck_annotate_bitfield(skb, flags1);
    kmemcheck_annotate_bitfield(skb, flags2);
#ifdef NET_SKBUFF_DATA_USES_OFFSET
    skb->mac_header = ~0U;
#endif

    /* make sure we initialize shinfo sequentially */
    shinfo = skb_shinfo(skb);
    memset(shinfo, 0, offsetof(struct skb_shared_info, dataref));
    atomic_set(&shinfo->dataref, 1);

    if (fclone) {
        /* 如果是fclone cache的话，那么skb的下一个buf，也将被分配*/
        struct sk_buff *child = skb + 1;
        atomic_t *fclone_ref = (atomic_t *) (child + 1);

        kmemcheck_annotate_bitfield(child, flags1);
        kmemcheck_annotate_bitfield(child, flags2);
        skb->fclone = SKB_FCLONE_ORIG;
        atomic_set(fclone_ref, 1);

        child->fclone = SKB_FCLONE_UNAVAILABLE;
    }
out:
    return skb;
nodata:
    kmem_cache_free(cache, skb);
    skb = NULL;
    goto out;
}

这里有两个cache，skbuff_fclone_cache和skbuff_head_cache。它们两个的区别是前者是每两个skb为一组。当从skbuff_fclone_cache分配skb时，会两个连续的skb一起分配，但是释放的时候可以分别释放。也就是说当调用者知道需要两个skb时，如后面的操作很可能使用skb_clone时，那么从skbuff_fclone_cache上分配skb会更高效一些。

从skb的这个函数上看，可以从中看出linux在内存方面对效率的追求。在我们平时的工作中，也可以采用类似的内存池机制来提高效率和管理内存。