Linux内核源码学习之kfifo

       队列适合于生产者和消费者的编程模型中。在该模型中，生产者创造数据，消费者则读取并处理数据。Linux内核通用队列由kfifo实现。它实现在文件kernel/kfifo.c中，声明在<linux/kfifo.h>中。这里分析的是内核版本2.6.35.3的kfifo。

一、kfifo原理

       kfifo实现原理是采用循环（环形）队列。关于循环（环形）队列请自行百度或参考数据结构的书籍。

二、kfifo特点

       kfifo的设计颇具技巧性，总结有以下几大特点：

1、采用环形缓冲区来实现，提供一个无边界的字节流服务。采用环形缓冲区的好处为，当一个数据元素被用掉后，其余数据元素不需要移动其存储位置，从而减少拷贝提高效率。

2、保证缓冲区大小为2的次幂，不是的向上取整为2的次幂。

3、使用无符号整数保存输入(in)和输出(out)的位置，在输入输出时不对in和out的值进行模运算，而让其自然溢出，并能够保证in-out的结果为缓冲区中已存放的数据长度。

4、将需要取模的运算用 & 操作代替（ a % size = (a & (size − 1)) ), 这需要size保证为2的次幂。

5、使用内存屏障(Memory Barrier)技术，实现单消费者和单生产者对kfifo的无锁并发访问（包括多CPU的情况），多个消费者、生产者的并发访问还是需要加锁的。关于kfifo中内存屏障的使用，请参考https://www.linuxidc.com/Linux/2016-12/137936.htm。

三、kfifo功能函数

1、创建队列