今天研讀了2.6.26內核的kfifo代碼，感覺實現得巧妙，隊列的隊頭隊尾下標不受隊列長度的限制，就算隊頭下標大於隊列長度，也一樣可以使用，原理就在於，數據不是全部放在隊頭(fifo->out)和隊尾(fifo->in)之間的內存空間，而是把超出隊頭隊尾之間長度的數據放到整個隊列buffer的開始處，如圖：
藍色部分爲真實數據所在內存段，白色部分其實爲邏輯上假定的數據所在地，也就是說，爲了給用戶一種真正的隊列感覺——從尾部推進數據，從頭部拉取數據，那麼就必須讓fifo->out和fifo->in只能一直往一個方向推進，但是由於fifo所分配的buffer是有限的一段連續內存，fifo->out和fifo->in遲早要“越界”，因此，代碼中是這樣來處理所謂的“越界”情況的：
首先是入隊列的操作，保證fifo->out和fifo->in是一直往右推進的:
unsigned int __kfifo_put(struct kfifo *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len)
{
unsigned int l;
len = min(len, fifo->size - fifo->in + fifo->out);
/* first put the data starting from fifo->in to buffer end */
l = min(len, fifo->size - (fifo->in & (fifo->size - 1)));
memcpy(fifo->buffer + (fifo->in & (fifo->size - 1)), buffer, l);
/* then put the rest (if any) at the beginning of the buffer */
memcpy(fifo->buffer, buffer + l, len - l);
fifo->in += len;
return len;
}
可以明顯看到，如果fifo->in小於buffer->size，那麼先放完buffer->size-fifo->in這段內存空間，剩下的部分，轉移到buffer的可用空間開頭存放；如果fifo->in大於buffer->size，那麼直接把要入隊列的數據放到buffer可用空間開頭。
其次是出隊列的操作：
unsigned int __kfifo_get(struct kfifo *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len)
{
unsigned int l;
len = min(len, fifo->in - fifo->out);
/* first get the data from fifo->out until the end of the buffer */
l = min(len, fifo->size - (fifo->out & (fifo->size - 1)));
memcpy(buffer, fifo->buffer + (fifo->out & (fifo->size - 1)), l);
/* then get the rest (if any) from the beginning of the buffer */
memcpy(buffer + l, fifo->buffer, len - l);
fifo->out += len;
return len;
}
情況1：fifo->in大於fifo->size而fifo->out小於fifo->size（即只有fifo->in“越界”），則先讀取fifo->out到fifo->size-1的那一段,大小爲l個byte，然後再讀取剩下的從buffer開頭，大小爲len-l個byte的數據（如下圖所示，即先讀data A段, 再讀出data B段）；
情況2：fifo->in和fifo->out都“越界”了，那麼l = min(len, fifo->size - (fifo->out & (fifo->size - 1))); 這一語句便起作用了，此時fifo->out&fifo->size-1的結果即實際要讀的數據所在的內存地址相對於buffer起始地址的偏移值（如下圖所示，左邊爲實際上存在於內存中的data A段, 而右邊虛線框爲邏輯上的data A段的位置）；
最後我自己有個疑問，fifo->out和fifo->in是unsign int（32bit）類型，如果應用程序在使用kfifo的時候，不斷偏移，最終導致fifo->out或者fifo->in溢出，那麼這種情況如何處理呢？kfifo的代碼中並沒有提到這種問題，等待深究。