核心IPSec代碼中xfrm_input.c中關於kmem_cache_alloc的流量分析

基本知識：

在核心
編程中，可能經常會有一些資料結構需要反覆使用和釋放，按照通常的思路，可能是使用kmalloc和kfree來實現。
但是這種方式效率不高，Linux為我們提供了更加高效的方法——Slab快取管理器。

動態建立固定大小的記憶體對象，雖然kmalloc的時間複雜度並不大，但是聯絡到空間複雜度，還是採用kmem_cache_alloc的好;而非固定大小的記憶體申請，只能經由kmalloc來解決。

 

xfrm_input.c中關於kmem_cache_alloc的代碼：（按檔案中代碼的順序）

 

先是聲明了一個struct kmem_cache類型的結構體：

static struct kmem_cache *secpath_cachep __read_mostly;

 

接下來是釋放操作函數：

void __secpath_destroy(struct sec_path *sp)
{
    int i;
    for (i = 0; i < sp->len; i++)
        xfrm_state_put(sp->xvec[i]);
    kmem_cache_free(secpath_cachep, sp);
}
EXPORT_SYMBOL(__secpath_destroy);

 

 

使用kmem_cache_alloc為一個struct sec_path結構體分配空間：

struct sec_path *secpath_dup(struct sec_path *src)
{
    struct sec_path *sp;

    sp = kmem_cache_alloc(secpath_cachep, GFP_ATOMIC);
    if (!sp)
        return NULL;

    sp->len = 0;
    if (src) {
        int i;

        memcpy(sp, src, sizeof(*sp));
        for (i = 0; i < sp->len; i++)
            xfrm_state_hold(sp->xvec[i]);
    }
    atomic_set(&sp->refcnt, 1);
    return sp;
}
EXPORT_SYMBOL(secpath_dup);

 

調用secpath_dup（）指標函數獲得指向分配好的struct sec_path結構體指標：

int xfrm_input(struct sk_buff *skb, int nexthdr, __be32 spi, int encap_type)
{

。。。。。。

    /* Allocate new secpath or COW existing one. */
    if (!skb->sp || atomic_read(&skb->sp->refcnt) != 1) {
        struct sec_path *sp;

        sp = secpath_dup(skb->sp);
        if (!sp) {
            XFRM_INC_STATS(LINUX_MIB_XFRMINERROR);
            goto drop;
        }
        if (skb->sp)
            secpath_put(skb->sp);
        skb->sp = sp;
    }
。。。。。。

}

 

初始化函數，獲得指向快取struct kmem_cache結構體指標secpath_cachep，這個函數也在~/include/net/xfrm.h

中進行了聲明，另外~/net/xfrm/xfrm_policy.c的初始化函數xfrm_init（）在調用 xfrm_state_init();和 xfrm_policy_init();

函數時，也調用了xfrm_input_init()函數;

void __init xfrm_input_init(void)
{
    secpath_cachep = kmem_cache_create("secpath_cache",
                       sizeof(struct sec_path),
                       0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,
                       NULL);
}

 

實際代碼執行順序是這樣的：

static struct kmem_cache *secpath_cachep __read_mostly;

xfrm_input_init（）--> secpath_cachep = kmem_cache_create("secpath_cache",
                       sizeof(struct sec_path),
                       0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,
                       NULL);

到這裡我們獲得了一個可用的secpath_cachep頭指標

 

接下來

xfrm_input（）-->secpath_dup（）-->struct sec_path *sp; sp = kmem_cache_alloc(secpath_cachep, GFP_ATOMIC);

這樣我們就可以使用sp指標來儲存struct sec_path結構體的內容了。

順便說一下struct sec_path
{
    atomic_t        refcnt;
    int            len;
    struct xfrm_state    *xvec[XFRM_MAX_DEPTH];
};
這個結構體也是struct sk_buff的成員之一，它包含了指向SA的指標數組struct xfrm_state    *xvec[XFRM_MAX_DEPTH]，

記錄了在IPsec進入處理過程中，依次應用於信報處理的SA及其相關資訊。

 

參考：

http://linux.chinaunix.net/bbs/viewthread.php?tid=913690

http://blog.chinaunix.net/u/5251/showart_402033.html