Linux之poll机制分析

标签：open   sch   time   监测   数据   ini   等于   file   div   

应用程序访问1个设备文件时可用阻塞/非阻塞方式.如果是使用阻塞方式，则直接调用open()、read()、write(),但是在驱动程序层会判断是否可读/可写,如果不可读/不可写,则将当前进程休眠，直到被唤醒。如果是使用非阻塞方式，就需要采用poll/select机制，而且打开文件时标记文件的访问权限位为O_NONBLOCK。

1 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); 

FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真

FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位

FD_ZERO（fd_set *set）；用来清除描述词组set的全部位

如果参数timeout设为：NULL：则表示select()没有timeout，select将一直被阻塞，直到某个文件描述符上发生了事件。0：仅检测描述符集合的状态，然后立即返回，并不等待外部事件的发生。特定的时间值：如果在指定的时间段里没有事件发生，select将超时返回。

1 int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)；这两个函数其实本质类似.

fds 可以传递多个结构体，也就是说可以监测多个驱动设备所产生的事件，只要有一个产生了请求事件，就能立即返回

　　struct pollfd {

　　　　int fd; /* 文件描述符 */

　　　　short events; /* 请求的事件类型，监视驱动文件的事件掩码 */

　　　　short revents; /* 驱动文件实际返回的事件 */

　　} ;

nfds 监测驱动文件的个数

timeout 超时时间，单位为ms

事件类型events 可以为下列值：

POLLIN 有数据可读

POLLRDNORM 有普通数据可读，等效与POLLIN

POLLPRI 有紧迫数据可读

POLLOUT 写数据不会导致阻塞

POLLER 指定的文件描述符发生错误

POLLHUP 指定的文件描述符挂起事件

POLLNVAL 无效的请求，打不开指定的文件描述符

返回值

有事件发生 返回revents域不为0的文件描述符个数（也就是说事件发生，或者错误报告）

超时 返回0；

失败　　 返回-1，并设置errno为错误类型

理解select模型：

理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便，取fd_set长度为1字节，fd_set中的每个bit 可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。

（1）执行fd_set set; FD_ZERO(&set);则set用位表示是0000,0000。

（2）若fd＝5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)

（3）若再加入fd＝2，fd=1,则set变为0001,0011

（4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都发生可读事件，则select返回，此时set变为0000,0011。

注意：没有事件 发生的fd=5被清空。

从内核态理解poll机制

我们从应用程序直接调用poll函数,系统会走以下流程

 1 app:poll
 2 kernel:sys_poll
 3             do_sys_poll
 4                 poll_initwait(&table)
 5                 do_poll(nfds, head, &table, timeout)
 6                         for (;;) {
 7                             for (; pfd != pfd_end; pfd++) {    /* 可以监测多个驱动设备所产生的事件 */
 8                                 if (do_pollfd(pfd, pt)) {   
 9                                     count++;
10                                     pt = NULL;
11                                 }
12                                 if (count || !*timeout || signal_pending(current))
13                                     break;
14                                 __timeout = schedule_timeout(__timeout);
15                             }
16                         }
17 
18 
19 do_pollfd(pfd, pt){
20 ...
21 if (file->f_op && file->f_op->poll)
22     mask = file->f_op->poll(file, pwait);
23     return mask;                
24 ...
25 }基于内核源码版本为linux-2.6.22.6

使用poll_initwait(&table)，就是将__pollwait设为回调函数，后面会去调用驱动程序的poll函数，poll函数调用pollwait就等于调用__pollwait，将当前进程加入到等待队列中。然后一直在循环，do_pollfd就是去调用驱动程序的poll函数，驱动程序的poll函数，poll函数开始调用pollwait就等于调用__pollwait回调函数，将当前进程加入到等待队列中，以便唤醒休眠后的当前进程。然后返回当前驱动设备的状态(mask).
如果do_pollfd返回的mask为非0，即count非0，就会马上返回，应用程序就可以使用FD_ISSET了解此时设备状态。当然，如果超时或者此进程有其他信号要处理超时，此进程有其他信号要处理，也会马上返回，但是应用程序使用FD_ISSET了解到此时设备状态还是不可用时，又继续轮询。如果do_pollfd返回的mask为0，而且未超时且未有其他信号发生，就会进程调度，让此进程休眠。在前面已经将此进程加入到驱动程序的等待队列中了，如果设备可用时，就会唤醒等待队列中的进程，也就唤醒了此进程，又去poll_initwait(&table).

参考：https://www.cnblogs.com/amanlikethis/p/6915485.html

          http://www.cnblogs.com/shihaochangeworld/p/5747490.html

Linux之poll机制分析

标签：open   sch   time   监测   数据   ini   等于   file   div   

原文地址：https://www.cnblogs.com/hwli/p/9218245.html