高速缓存描述符:kmem_cache-wykitty-ChinaUnix博客

最近和小组的一些同学在研究romfs..嗯，所以正在看romfs的代码，我看的是super.c..由于是新手
所以看起来还是挺费劲的···第一个结构体就把我挡住了：

struct kmem_cache *romfs_inode_chachep;


下面是google出来的···




一个高速缓存中可以含有多个kmem_cache对应的高速缓存，就拿L1高速缓存来举例,一个L1高速缓存对应
一个kmem_cache链表，这个链表中的任何一个kmem_cache类型的结构体均描述一个高速缓存，而这些高
速缓存在L1 cache中各自占用着不同的区域.

重要的数据结构

1、kmem_cache
高速缓存描述符:kmem_cache(管理一个高速缓存)
struct kmem_cache {
	struct array_cache *array[NR_CPUS];
	unsigned int batchcount; 	//要转移本地高速缓存的大批对象的数量
	unsigned int limit;		//本地高速缓存中空闲对象的最大数目
	unsigned int shared;
	unsigned int buffer_size;	//高速缓存的大小
	u32 reciprocal_buffer_size;
	
	unsigned int flags;	//描述高速缓存永久属性的一组标志
	unsigned int num;	//封装在一个单独slab中的对象个数
	unsigned int 	gfporder; // 一个单独slab中包含的连续页框数目的对数
	gfp_t gfpflags;
	size_t colour;		//slab使用的颜色个数
	unsigned_int colour_off; //slab中的基本对齐偏移

	struct kmem_cache *slabp_cache;
	
	unsigned int slab_size; 	//slab的大小
	unsigned int dflags; 		//动态标志
	
	void (*ctor)(void *,struct kmem_cache *,unsigned long);			//构造函数
	const char *name;		//存放高速缓存名字的字符数组
	struct list_head next;		//高速缓存描述符双向链表使用的指针
	...
	struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];//高速缓存中的slab链表
		
	//下面三个参数待定	
	unsigned int objsize;	//高速缓存中包含的对象的大小
	unsigned int free_limit;//整个slab高速缓存中空闲对象的上限
	spinlock_t	spinlock;//高速缓存自旋锁
}

2、kmem_list3
高速缓存中的slab链表:kmem_list3
所有对象所依靠的slab链表
kmem_list3 {
	struct list_head slabs_partial;	//含有部分对象的链表
	struct list_head slabs_full;	//满对象链表
	struct list_head slabs_free;	//空对象链表
	unsigned long free_objects;
	unsigned int free_limit;
	unsigned int colour_next;	//每节点高速缓存的颜色
	spinlock_t list_lock;
	struct array_cache *shared;	//每节点的共享高速缓存
	struct array_cache **alien;	//其他节点
	unsigned long next_reap;	
	int free_touched;	//？？？
}
struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];


2、slab
slab描述符:slab
struct slab {
	struct list_head list;		//slab描述符的三个双向循环链表中的一个
	unsigned long colouroff;	//slab中第一个对象
	void *s_mem;			//slab中第一个对象的地址
	unsigned int inuse;		//当前正在使用的slab中的对象的个数
	kmem_bufctl_t free;		//slab中第一个空闲对象的下标。
	unsigned short nodeid;
}

3、cache_sizes
描述通用高速缓存大小尺寸对应的描述符:cache_sizes
struct cache_sizes {
	size_t 			cs_size;
	struct kmem_cache	*cs_cachep;
	struct kmem_cache	*cs_dmacachep;
};

4、malloc_sizes
高速缓存描述符数组:malloc_sizes
malloc_sizes这是一个数组，可以看作一个表，用来指向26个高速缓存描述符的
struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
#define CACHE(x) {.cs_size = (x) },
#include 
/*
#if (PAGE_SIZE == 4096)
	CACHE(32)
#endif
	CACHE(64)
#if L1_CACHE_BYTES < 64	// L1_CACHE_BYTES = 128
	CACHE(96)
#endif
	CACHE(128)
#if L1_CACHE_BYTES < 128
	CACHE(192)
#endif
	CACHE(256)
	CACHE(512)
	CACHE(1024)
	CACHE(2048)
	CACHE(4096)
	CACHE(8192)
	CACHE(16384)
	CACHE(32768)
	CACHE(65536)
	CACHE(131072)
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 262144
	CACHE(262144)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 524288
	CACHE(524288)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 1048576
	CACHE(1048576)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 2097152
	CACHE(2097152)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 4194304
	CACHE(4194304)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 8388608
	CACHE(8388608)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 16777216
	CACHE(16777216)
#endif
#if KMALLOC_MAX_SIZE >= 33554432
	CACHE(33554432)
#endif
*/
	CACHE(ULONG_MAX);
#undef CACHE
}

5、cache_names
数据结构cache_names：
struct cache_names {
	char *name;
	char *name_dma;	
};
全局静态变量：cache_names[]
static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
#define CACHE(x) {.name = "size-" #x,.name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
#include 
	{NULL,}
#undef CACHE
};
由此可以看出,cache_names是受到cache_sizes的影响的.

6、array_cache
结构体array_cache，空闲对象的本地高速缓存的一个描述符
struct array_cache {
	unsigned int avail;	//指向本地高速缓存可用对象的指针的个数
	unsigned int limit;	//本地高速缓存的大小，也就是本地高速缓存中指针的最大个数
	unsigned int batchcount;	//本地高速缓存重新填充或者是腾空时使用的块大小
	unsigned int touched;		//如果本地高随缓存最近已经被使用过，就将该标志设置为1
	spinlock_t lock;
	void *entry[0];
};

7、arraycache_init
结构体arraycache_init
struct arraycache_init {
	struct array_cache cache;
	void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];	
};
static struct arraycache_init initarray_cache __initdata={{0,BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,1,0}};

一些重要的全局变量
第一个高速缓存的描述符cache_cache,第一个高速缓存叫做kmem_cache,包含由
内核使用的其余高速缓存的高速缓存描述符。
static struct kmem_cache cache_cache = {
	.batchcount = 1,
	.limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
	.shared = 1.
	.buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
	.name = "kmem_cache",
};


//初始化
static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
{
	INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
	INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
	INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
	parent->shared = NULL;
	parent->alien = NULL;
	parent->colour_next = 0;
	spin_lock_init(&parent->list_lock);
	parent->free_objects = 0;
	parent->free_touched = 0;
}

kmem_cache初始化函数
kmem_cache_init();
kmem_cache_create();//这个函数的最终实现是kmem_cache_zalloc()->kmem_cache_alloc(,|__GFP_ZERO)->__cache_alloc()->__do_cache_alloc()->____cache_alloc()
cache_alloc_refill()
高速缓存描述符:kmem_cache

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