1.netdev_pbuf_alloc函數簡介
netdev_pbuf_alloc是網卡驅動中的內存申請函數，申請一塊緩衝區用於存放網絡報文數據。
2.pbuf結構分析
netdev_pbuf_alloc函數以pbuf結構申請內存空間，如程序清單 2.1所示。
程序清單 2.1 pbuf結構
struct pbuf {
struct pbuf next;
void payload;
u16_t tot_len;
u16_t len;
u8_t type;
u8_t flags;
u16_t ref;
};
3.pbuf_alloc函數封裝
netdev_pbuf_alloc函數是pbuf_alloc函數的函數封裝，對外提供的函數接口只帶有一個參數用於指定申請的緩衝區大小。而pbuf_alloc函數有三個參數，分別是申請的pbuf數據緩衝區是否帶有偏移，數據緩衝區大小及緩衝區類型。在netdev_pbuf_alloc函數中，申請的pbuf結構緩衝區數據偏移固定爲0，緩衝區類型爲PBUF_POOL。netdev_pbuf_alloc函數傳入的第二個參數緩衝區大小在調用pbuf_alloc函數申請pbuf結構時會被增加一個reserve長度，用於協議棧中的部分特殊操作。
3.1 pbuf_alloc函數第一個參數分析
在網絡中通信的數據報文，除了真正的數據段外，還包括了TCP/IP各層協議的報文頭。如用戶有特殊需求，要在應用層構建報文並直接通過網卡驅動發送，則需要申請pbuf結構的數據緩衝區帶有各層偏移，如程序清單 3.1所示。
程序清單 3.1 pbuf_alloc第一個參數分析
typedef enum {
PBUF_TRANSPORT, / 傳輸層報文頭偏移 /
PBUF_IP, / IP層報文頭偏移 /
PBUF_LINK, / 鏈路層報文頭偏移 /
PBUF_RAW_TX, / 封裝鏈路層偏移 /
PBUF_RAW / 無偏移 /
} pbuf_layer;
3.2 pbuf_alloc函數第三個參數分析
申請pbuf結構需要指定pbuf類型，原因是不同類型的pbuf申請內存的方式不同，如程序清單 3.2所示。
程序清單 3.2 pbuf_alloc第三個參數分析
typedef enum {
PBUF_RAM, / 內存堆分配 /
PBUF_ROM, / 指向ROM空間內數據 /
PBUF_REF, / 指向RAM空間內數據 /
PBUF_POOL / 內存池分配 /
} pbuf_type;
PBUF_RAM類型的pbuf主要通過內存堆分配得到，協議棧劃分了一塊空間用於申請PBUF_RAM類型的pbuf，劃分的空間大小通過“libsylixos/SylixOS/config/net/net_perf_cfg.h”中的“LW_CFG_LWIP_MEM_SIZE”宏配置。
PBUF_REF和PBUF_ROM類型的pbuf基本相同，前者指向ROM空間內的某段數據，而後者指向RAM空間內的某段數據。PBUF_REF和PBUF_ROM類型的pbuf通過“libsylixos/SylixOS/config/net/net_perf_cfg.h”中的“LW_CFG_LWIP_NUM_PBUFS”宏配置在內存池中預分配pbuf的最大數量。
PBUF_POOL類型的pbuf通過內存池分配，這種類型的pbuf可以在極短時間內得到分配，在網卡驅動接收數據時，一般採用這種方式。協議棧會在內存池中預先分配適當數量和大小的內存空間，通過“libsylixos/SylixOS/config/net/net_perf_cfg.h”中的“LW_CFG_LWIP_POOL_SIZE和LW_CFG_LWIP_NUM_POOLS”宏配置。
3.3 PBUF_POOL類型pbuf申請流程
netdev_pbuf_alloc函數申請PBUF_POOL類型pbuf，若申請的緩衝區大於PBUF_POOL池中單個pbuf緩衝區長度，系統會分配多個固定大小的PBUF_POOL類型pbuf，並把這些pbuf鏈成一個鏈表，以滿足用戶的分配空間請求，如圖 3.1所示。
圖 3.1 PBUF_POOL類型pbuf申請流程
4.實際應用
網卡驅動收到數據後，會調用netdev_pbuf_alloc函數申請pbuf結構，並將數據拷貝至pbuf。當有大量數據被網卡驅動接收時，可能會造成申請pbuf結構失敗，原因是系統預分配的內存池中的pbuf結構已經全部被申請，還未被釋放。可以嘗試通過“libsylixos/SylixOS/config/net/net_perf_cfg.h”中的“LW_CFG_LWIP_POOL_SIZE和LW_CFG_LWIP_NUM_POOLS”宏配置增大pbuf緩衝區大小和數量解決pbuf結構申請失敗問題。