在BSD TCP/IP协议栈代码设计中的一个基本概念就是存储器缓存，称作一个mbuf，用于存储各种信息。mbuf的主要用途是保存在进程和网络接口间互相传递的用户数据。但mbuf也用于保存其他各种数据：源与目标地址、插口选项等等。mbuf相当于Linux内核中的skb。

/* header at beginning of each mbuf: */
struct m_hdr {
	struct	mbuf *mh_next;		/* next buffer in chain */
	struct	mbuf *mh_nextpkt;	/* next chain in queue/record */
	int	mh_len;			/* amount of data in this mbuf */
	caddr_t	mh_data;		/* location of data */
	short	mh_type;		/* type of data in this mbuf */
	short	mh_flags;		/* flags; see below */
};

/* record/packet header in first mbuf of chain; valid if M_PKTHDR set */
struct	pkthdr {
	int	len;		/* total packet length */
	struct	ifnet *rcvif;	/* rcv interface */
};

/* description of external storage mapped into mbuf, valid if M_EXT set */
struct m_ext {
	caddr_t	ext_buf;		/* start of buffer */
	void	(*ext_free)();		/* free routine if not the usual */
	u_int	ext_size;		/* size of buffer, for ext_free */
};

struct mbuf {
	struct	m_hdr m_hdr;
	union {
		struct {
			struct	pkthdr MH_pkthdr;	/* M_PKTHDR set */
			union {
				struct	m_ext MH_ext;	/* M_EXT set */
				char	MH_databuf[MHLEN];
			} MH_dat;
		} MH;
		char	M_databuf[MLEN];		/* !M_PKTHDR, !M_EXT */
	} M_dat;
};

每个mbuf结构都包含数据部分和一个m_hdr结构的首部，m_hdr结构中的mh_next成员指向该mbuf链中的下一个mbuf，mh_nextpkt成员指向（该队列中）下一个mbuf链。

mh_type表示mbuf的类型，有几个常见的值：MT_DATA表示动态分配的普通数据。MT_HEADER表示分组首部，此时mbuf中包含pkthdr结构，并且成员mh_flags置上M_PKTHDR标志。MT_SONAME表示插口名称，此时数据中存放的是sockaddr_in结构。

mh_flags表示mbuf的标志，有两个常见的值：M_EXT表示此mubf带有簇(外部缓存)。M_PKTHDR表示该mbuf是一个分组首部。

根据mh_flags的值不同，有如下四种mbuf:

针对不同类型的mbuf可存储的数据量有如下宏定义：

/*每个mbuf的大小*/
#define	MSIZE		128
/*一个mbuf簇(外部缓存)的大小*/
#define	MCLBYTES	2048
/*108,正常mbuf中的最大数据量*/
#define	MLEN		(MSIZE - sizeof(struct m_hdr))
/*100,带分组首部的mbuf的最大数据量*/
#define	MHLEN		(MLEN - sizeof(struct pkthdr))
/*208,存储到簇中的最小数据量*/
#define	MINCLSIZE	(MHLEN + MLEN)

如下定义的宏和函数可用来分配和释放mbuf:

/*分配一个mbuf*/
#define	MGET(m, how, type) { \
	MALLOC((m), struct mbuf *, MSIZE, mbtypes[type], (how)); \
	if (m) { \
		(m)->m_type = (type); \
		MBUFLOCK(mbstat.m_mtypes[type]++;) \
		(m)->m_next = (struct mbuf *)NULL; \
		(m)->m_nextpkt = (struct mbuf *)NULL; \
		(m)->m_data = (m)->m_dat; \
		(m)->m_flags = 0; \
	} else \
		(m) = m_retry((how), (type)); \
}

/*分配一个mbuf，并把它初始化为一个分组首部*/
#define	MGETHDR(m, how, type) { \
	MALLOC((m), struct mbuf *, MSIZE, mbtypes[type], (how)); \
	if (m) { \
		(m)->m_type = (type); \
		MBUFLOCK(mbstat.m_mtypes[type]++;) \
		(m)->m_next = (struct mbuf *)NULL; \
		(m)->m_nextpkt = (struct mbuf *)NULL; \
		(m)->m_data = (m)->m_pktdat; \
		(m)->m_flags = M_PKTHDR; \
	} else \
		(m) = m_retryhdr((how), (type)); \
}

/*分配一个簇并将m指向的mbuf中的数据指针(m_data)设置为指向这个簇*/
#define	MCLGET(m, how) \
	{ MCLALLOC((m)->m_ext.ext_buf, (how)); \
	  if ((m)->m_ext.ext_buf != NULL) { \
		(m)->m_data = (m)->m_ext.ext_buf; \
		(m)->m_flags |= M_EXT; \
		(m)->m_ext.ext_size = MCLBYTES;  \
	  } \
	}

/*释放一个mbuf*/
#define	MFREE(m, nn) \
	{ MBUFLOCK(mbstat.m_mtypes[(m)->m_type]--;) \
	  if ((m)->m_flags & M_EXT) { \
		MCLFREE((m)->m_ext.ext_buf); \
	  } \
	  (nn) = (m)->m_next; \
	  FREE((m), mbtypes[(m)->m_type]); \
	}


/*分配一个mbuf，把108字节的缓存清零*/
struct mbuf* m_getclr(int nowait,int type);

/*分配一个mbuf，并把它初始化为一个分组首部*/
struct mbuf* m_gethdr(intnowait,inttype);

/*分配一个mbuf*/
struct mbuf* m_get(int nowait,int type);

/*释放mbuf*/
struct mbuf* m_free(struct mbuf *m);

/*释放m指向的mbuf链中的所有mbuf*/
void m_freem(register struct mbuf *m);

下图显示的是在接口输出队列中的两个分组：第一个带有192字节数据，第二个带有1514字节数据:

有如下宏和函数来操作mbuf中的数据：

/*设置一个包含分组首部的mbuf的m_data，在这个数据区的尾部为一个长度
为len字节的对象提供空间。这个数据指针是长字对齐方式。*/
#define	MH_ALIGN(m, len) \
	{ (m)->m_data += (MHLEN - (len)) &~ (sizeof(long) - 1); }


/*在m指向的mbuf中的数据的前面添加len字节的数据。如果mbuf有空间，则仅把指针(m_data)
减len字节，并将长度(m_len)增加len字节。如果没有足够的空间，就分配一个新的mbuf，它的
m_next指针被设置为m,数据放置到这个新mbuf的尾部(例如，调用MH_ALIGN)。如果一个新mbuf
被分配，并且原来的mbuf的分组首部标志被设置，则分组首部从老mbuf中移到新mbuf中*/
#define	M_PREPEND(m,plen,how){\
	if(M_LEADINGSPACE(m)>=(plen)){\
		(m)->m_data-=(plen);\
		(m)->m_len+=(plen);\
	}else\
		(m)=m_prepend((m),(plen),(how));\
	if((m)&&(m)->m_flags&M_PKTHDR)\
		(m)->m_pkthdr.len+=(plen);\
}

/*将m指向的mbuf的数据区指针的类型转换成type类型*/
#define mtod(m,t)	((t)((m)->m_data))
/*将指向一个mbuf数据区中某个位置的指针x转换成一个指向这个mbuf的起始的指针*/
#define	dtom(x)		((struct mbuf *)((int)(x) & ~(MSIZE-1)))

/*从m指向的mbuf链中首部或尾部移走req_len字节的数据*/
void m_adj(struct mbuf *m, int req_len);

/*把由n指向的mbuf链表链接到由m指向的mbuf链表的尾部*/
void m_cat(register struct mbuf *m, register struct mbuf *n);

/*从m指向的mbuf链表数据区起始的offset字节开始复制len字节数据到cp指向的缓存*/
void m_copydata(register struct mbuf *m, register int off, register int len, caddr_t cp);

/*从cp指向的缓存中复制len字节数据到由m0指向的mbuf链数据区起始的offset字节后*/
void m_copyback(struct mbuf *m0, register int off, register int len, caddr_t cp);

#define m_copy(m,o,l)	m_copym((m),(o),(l),M_DONTWAIT)

/*创建一个新的mbuf链表，并从m指向的mbuf链表数据区起始的off0字节处开始复制
len字节数据到这个新的mbuf链的数据区*/
struct mbuf* m_copym(register struct mbuf *m, int off0, register int len, int wait);

/*创建一个带分组首部的mbuf链表，并返回指向这个链表的指针。这个分组首部的len和
rcvif字段被设置为totlen和ifp。调用函数copy从设备接口(由buf指向)将数据复制到mbuf中。
如果copy是一个空指针，调用函数bcopy。*/
struct mbuf* m_devget(char *buf, int totlen, int off0, struct ifnet *ifp, void(*copy)());

/*重新安排mbuf链表，使得前len字节数据被连续地存放在链表第一个mbuf中*/
struct mbuf* m_pullup(register struct mbuf *m,int len);