Linux poll机制

一、在用户空间应用程序向驱动程序请求数据时，有以下几种方式：

1.不管查询，条件不满足的情况下就是死循环，非常耗cpu

2.休眠唤醒的方式，如果条件不满足，应用程序则一直睡眠下去

3.poll机制：如果条件不满足，休眠指定的时间，休眠时间内条件满足唤醒，条件一直不满足时间到达自动唤醒

4.异步通知：应用程序注册信号处理函数函数，驱动程序发信号。类似于QT的信号与槽机制

二、函数

2.1.函数原型

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

2.2.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，等效于POLLIN
POLLRDBAND:有优先数据可读
POLLPRI:有紧迫数据可读
POLLOUT:写数据不会导致阻塞
POLLWRNORM:写普通数据不会导致阻塞
POLLWRBAND:写优先数据不会导致阻塞
POLLMSG:SIGPOLL消息可用
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

2.3.返回值

有事件发生，返回events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

三、linux内核poll实现机制

从应用程序调用poll()函数开始，一直到调用drivers_poll函数，期间的过程很复杂，捡主要的内容列出来：

app:poll

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drv:sys_poll

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do_sys_poll(struct pollfd __user *ufds, unsigned int nfds, struct timespec *end_time)

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poll_initwait(&table);//实际效果：令函数指针table.pt.qproc = __pollwait,这个函数指针最后会传递给poll_wait函数调用中的wait->qproc

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-do_poll(nfds, head, &table, end_time);

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_for(;;)

{

    for (;pfd != pfd_end; pfd++) { //可以监测多个驱动设备所产生的事件

        if (do_pollfd(pfd, pt) {

            _mask = file->f_op->poll(file, pwait);//实际效果：执行我们写的drivers_poll(file, pwait)

        })

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    _poll_wait(file, &button_waitq, wait);//实际效果：执行__pollwait(file, &button_waitq, wait),也就是将进程挂接到button_waitq等待队列下

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    pollfd->revents = mask; //--mask赋值

    return mask; //将实际事件类型返回

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count++;

pt = NULL;

}

}

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if (count || timed_out) //如果有事件发生，或者超时，则跳出poll

break;

if (!poll_schedule_timeout(wait, TASK_INTERRUPTIBLE, to, slack)) //如果没有事件发生，那么陷入睡眠状态

timed_out = 1;

}

??由此可见，我们的driver_poll()函数，是系统在执行sys_poll()过程中的一个调用，调用的目的是“将进程挂接到等待队列下”和“返回事件类型mask”。当已经发生了请求事件，那么通过标记mask非0，if(do_pollfd(pfd, pt))判断为真，令count++，从而可以直接令poll()函数成功返回。如果还没有发生请求的事件，那么mask将被标记为0，进程将通过函数poll_schedule_timeout()陷入休眠状态，一旦发生了请求的事件，因为之前已经将进程挂接到等待队列下，所以进程将被唤醒，重新执行drivers_poll()，而显然此时能够成功返回。