Linux驱动学习笔记：IO多路复用

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什么是IO多路复用

简单来说，就是解决能够同时操作多个设备的方法，及时处理多个设备的数据。

具体的，是指单线程或单进程同时监测若干个文件描述符是否可以执行IO操作的能力。

IO多路复用的三种方法

（Linux）的IO多路复用有三种方法：select、poll、epoll，且这三种方法都是系统调用。

这里介绍（嵌入式）中常用的两种select和poll。

select

相关接口

/*AccordingtoPOSIX.1-2023,POSIX.1-2023*/#include/*Accordingtoearlierstandards*/#include#include#includeintselect(intnfds,fd_set*re（ad）fds,fd_set*wri（te）fds,fd_set*exceptfds,struct（ti）meval*timeout);intpselect(intnfds,fd_set*readfds,fd_set*writefds,fd_set*exceptfds,conststructtimespec*timeout,constsigset_t*sigmask);intFD_ISSET(intfd,fd_set*set);voidFD_SET(intfd,fd_set*set);voidFD_CLR(intfd,fd_set*set);voidFD_ZERO(fd_set*set);select把要监视的文件描述符分成三类：readfds、writefds、exceptfds`。

readfds是需要进行读操作的文件描述符，writefds是需要进行写操作的文件描述符，exceptfds是需要进行异常处理的文件描述符。对于不需要监听的，填NULL即可。

第一次对n个文件进行select()的时候，若任何一个文件满足要求，select()就直接返回；第2次再进行select()的时候，没有文件满足读写要求，select()的进程阻塞且睡眠。示意图如下：

fd_set是文件描述符组，需要通过FD_XX系列的函数来操作。例如：

FD_ZERO：清空文件描述符组

fd_setwritefds;FD_ZERO("class="hljslessvditor-linenumber">FD_SET(fd,//将fd加进组中FD_CLR(fd,//将fd从组中删除FD_ISSET：（检测）一个文件描述符是否在组中，我们用这个来检测一次select调用之后有哪些文件描述符可以进行IO操作

if(FD_ISSET(fd,"class="hljsobjectivecvditor-linenumber">#includeintpoll(structpollfdfds[],nfds_tnfds,inttimeout)；poll()函数也是一个系统调用，可实现类似select()的效果。与select()不同的是，select将要监听的文件描述符分为读、写、异常三种，而poll则使用一个文件描述符集structpollfdfds[]来管理。

structpollfd用来描述一个需要监听的文件描述符，传参时传入structpollfd类型数组fds。

参数说明

参数说明fds一个structpollfd结构类型的数组，用于存放需要检测其状态的文件描述符集；nfds用于标记数组fds中的结构体元素的总数量timeout阻塞的时间，单位：毫秒；如果timeout==0，那么poll()函数立即返回而不阻塞，如果设置为负数，那么poll()函数会一直阻塞下去，直到所检测的文件描述符上的感兴趣的事件发生是才返回。返回值：

0：数组fds中准备好读、写或出错状态的那些文件描述符的总数量

==0：代表poll超时-1：代表poll函数调用失败，同时会自动设置全局变量errnostructpollfd结构体

structpollfd{intfd;/*文件描述符*/shortevents;/*等待的需要测试事件*/shortrevents;/*实际发生了的事件，也就是返回结果*/}events和revents事件值：

常量说明POLLIN普通或优先级带数据可读POLLRDNORM普通数据可读POLLRDBAND优先级带数据可读POLLPRI高优先级数据可读POLLOUT普通数据可写POLLWRNORM普通数据可写POLLWRBAND优先级带数据可写POLLERR发生错误POLLHUP发生挂起POLLNVAL描述字不是一个打开的文件poll系统调用过程poll系统调用在内核中的入口函数是sys_poll()，sys_poll()的系统调用关系如下：

关键点是在vfs_poll()函数：

//include/linux/poll.hstaticinline__poll_tvfs_poll(structfile*file,structpoll_table_struct*pt){if(unlikely(!file->f_op->poll))returnDEFAULT_POLLMASK;returnfile->f_op->poll(file,pt);//调用到驱动中的poll函数}file->f_op->poll(file,pt)会调用到驱动中的poll函数.

驱动中poll机制实现

驱动中只需要实现structfile_operations结构体里的poll函数，代码如下：

staticunsignedintmy_poll(structfile*fp,structpoll_table_struct*w（ai）t){unsignedintmask=0;poll_wait(fp,//将驱动中的等待队列btn_waitq添加进等待队列表table中if(ev_press)mask|=POLLIN|POLLRDNORM;returnmask;}staticstructfile_operationsmy_fops={.owner=THIS_MODULE,.poll=my_poll,};应用程序调用poll()时，内核中会调用每个设备驱动中的poll函数，这些底层函数都会调用poll_wait()将本设备驱动中的等待队列添加到一个等待队列表中（table）

如果监控设备