【存储管理】内核缓冲区的管理

专用缓冲区队列

（1）在kmem_cache_s中，slabs维持一个slab队列，firstnotfull指向队列中第一个含有空闲对象的slab，当firstnotfull== slabs表示队列中已不存在空闲对象slab，next用来cache_cache建立专用缓冲区slab队列的队列，及slab队列控制结构的队列，当slab的slabt与对象不再同一个slab上时即大对象，指针slabp_cache指向对方队列中的控制结构，num表示slab上有几个缓冲区，gfporder表示每一个slab的大小，objsize表示原始对象的大小（如node）；

（2）在使用kmem_cache_create()时，参数offset为0表示对第一个缓冲区在slab中的位移并无要求，但flags是SLAB_HWCACHE_ALIGN表示要求与高速缓存中的缓冲行边界对齐，指明构造函数和拆除函数；具体功能是经过一系列的运算，以确定每一个slab有几个页面组成，划分成多少个对象缓冲区，slab的控制结构kmem_slab_t应该在slab上外面集中存储，还是与相应的缓冲区紧挨着放在一起，还有“颜色”数量等等，最后要将kmem_cache_t链入cache_cahe的next队列中；它只是建立了所需的专用缓冲区队列的基础设施，所形成的slab队列是个空队列，具体的创建等需要分配缓冲区时，却发现队列中无空闲的缓冲区可供分配，使用kmem_cache_grow来进行的；

（3）在_kmem_cache_alloc()中，kem_cache_alloc_one()通过队列头的指针firstnotfull，找到第一个含有空闲对象的slab，如果它与slabs相同，说明还未建立好slab队列，是个空队列或没有空闲对象的slab，应该进一步扩充；如果找到了空的slab，就使用kmem_cache_alloc_one_tail，return slab->smem+slab->free*cache->objsize，更新slabt，kmem_cache_t里的相关信息；如果slab队列中已经不存在包含空闲对象的slab，所以到标号alloc_new_slab中，使用kmem_cache_grow来分配一块新的slab，使缓冲区队列生长起来；

（4）在kmem_cache_grow中，首先对一些参数进行了一些检查以后，计算出下一块slab的着色区大小，通过kmem_getpages()分配用于具体对象缓冲区的页面，这个函数最终调用alloc_pages()分配空闲页面，然后使用kmem_cache_slabmgme建立起slab的管理信息，及更新inuse=0，以及更新colouroff着色区的大小s_mem=objp+colour_off；使用宏操作SET_PAGE_CACHE，SET_PAGE_SLAB设置page的prev和next，分别使他们属于所属的slab和slab队列，PageSetSlab设置page的PG_slab设置为1，以表明页面的用途；缓冲区队列增长以后， 在_kmem_cache_alloc()中try_again重试；

（5）其实在_kmem_cache_alloc()在之前，我们会调用skb_from_poll()，先从已分配的slab块中分配，如果失败的话再试_kmem_cache_alloc()；缓冲区队列的缩小是通过kswapd定时地调用kmem_cache_reap()来收割，依次检查若干专用缓冲区slab队列，看是否有完全空闲的slab存在，有的话就将这些slab占用的内存页面释放；

（6）kmem_cache_free()中的kmem_cache_free_one()通过slab的链接数组释放给定对象，还要递减所属slab队列控制结构中的非空闲对象的计数即inuse，分为三种情况（原slab没有空闲对象后现在有了，原slab有空闲对象后现在所有的都空闲了，原slab有空闲对象后现在就多一个）；

通用缓冲区队列

（1）kmalloc就是使用使用通用缓冲区队列的一个例子，它首先在cache_sizes结构数组中从小到大扫描，找到第一个能满足要求的队列，然后调用_kmem_cache_alloc()从该队列中分配一个缓冲区；