TCP IP详解卷2之mbuf宏与函数

mbuf的介绍在上一篇文章中已经介绍了.

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mbuf全称即memory buffer，即存储器缓存，在内核中属于全局支持的范畴。这里有超过两打的宏和函数来处理mbuf。

函数:

1:m_get 函数，分配mbuf的函数，是宏MGET的展开



1.1

当插口层请求分配一个mbuf来存储sendto系统调用的目标地址时，nowait指定M_WAIT,因此会在这里阻塞，如果是请求分配一个mbuf来保存接收的帧时，nowait需指向M_DONTWAIT，便是不阻塞。

2：m_pullup函数，用来保证指定数目的字节（协议首部大小等）在链表的第一个buf中紧挨着存放。即这些字节被复制到一个新的mbuf并紧挨着存放。这里需要介绍下该函数用到的宏mtod和dtom，还有函数m_devget。

当接收到一个以太网帧时，调用m_devget来创建一个mbuf链表，并把设备中的帧复制进去，根据帧的长度会产生四种链表



图2-14的左边用于数据的长度在0-84字节之间的情况，右边的是85-100的情况



图2-15是数据在101-207字节之间的情况。这里有两个mbuf，前100字节存放在第一个mbuf中（有分组首部），剩下的在第二个。



当数据>=208字节时，就要用到cluster了。

m_pullup使用总结:

1:大多数设备驱动程序不把一个IP数据报的第一部分的分割到几个mbuf中，假设协议首部都紧挨着存放，则在每个协议（ICMP,IGMP,TCP,UDP）中调用m_pullup的可能性小，如果调用它，通常是因为数据报太小。



2::对于接收到的IP分片，当IP数据报被放在一个cluster中时，调用m'_pullup，几乎对于接受到的每一个分片都要调用，因为大多数分片的长度大于208字节。

这里因为指向IP首部的指针（即指向cluster起始的pointer）不能转换成指向mbuf的指针（因为m_data指向一个cluster时不能使用dtom，因为没有从cluster指向mbuf的指针，IP分片不能把链指针存储在cluster 中）



3：只要TCP报文段不被IP分片，接收到一个报文段，不论是否失序，都不需要调用m_pullup

3:宏mtod和dtom。

#define mtod(m,t) ((t)((m)->m_data))

#define dtom(x) ((struct mbuf *)((int)(x) & ~(MSIZE-1)))

mtod返回指向一个mbuf数据的指针，并把指针声明为指定类型

dtom取得一个存放在mbuf任意位置的数据的指针，并返回这个mbuf结构本身的一个指针。这里MSIZE是128（10000000），dtom仅仅是为了清除参数中指针的低位来获取mbuf的起始位置。

m_copy函数:

cluster的好处就是当有大量数据时可以减少mbuf，还有就是可以多个mbuf共享一个cluster，共享的cluster避免了内核将数据从一个mbuf复制到另一个mbuf中，这里用到了引用计数，当另一个buf指向这个cluster时，相应的计数+1，当最后计数变成0时，才清除它。

宏：

1：MGET宏



1.2



1.3

MGET调用的MALLOC是内核宏，它是通用存储器分配器进行的。数组mbtypes把mbuf的MT_xxx值转换成M_xxx（如图1.3）。

MBUFLOCK（mbuf锁，保护函数和宏不被中断） 做的是全局量mbstat的跟踪统计。当分配失败时，调用m_retry函数。



1.4

被m_retry调用的第一个函数是m_reclaim,这里不对该函数做细致分析,调用m_reclaim后，可能 会有更多的存储器，所以再次调用了MGET

注意这里如果不#define m_retry(i,t) （struct mbuf *）0,把m_retry定义为一个空指针，再次进入MGET后如果分配失败又会调用m_retry，就可能会出现无休止的循环。当然这个定义在MGET展开之后就取消了。

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