poll機(jī)制分析

1、poll機(jī)制分析韋東山 2009.12.10所有的系統(tǒng)調(diào)用，基于都可以在它的名字前加上“sys_”前綴，這就是它在內(nèi)核中對應(yīng)的函數(shù)。比如系統(tǒng)調(diào)用 open、read、write、poll ,與之對應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)為：sys_open、sys_read、sys_write、sys_poll。一、內(nèi)核框架：對于系統(tǒng)調(diào)用poll或select,它們對應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)都是sys_poll。分析sys_poll,即可理解poll機(jī)制。1. sys_poll函數(shù)位于fs/select.c文件中，代碼如下：asmlinkage long sys_poll(struct pollfd _user *ufds, uns

2、igned int nfds,long timeout_msecs)s64 timeout_jiffies;if (timeout_msecs > 0) #if HZ > 1000/* We can only overflow if HZ > 1000 */if (timeout_msecs / 1000 > (s64)0x7fffffffffffffffULL / (s64)HZ)timeout_jiffies = -1;else#endiftimeout_jiffies = msecs_to_jiffies(timeout_msecs);) else /* Infi

3、nite (< 0) or no (0) timeout */timeout_jiffies = timeout_msecs;)return do_sys_poll (ufds, nfds, &timeout_jiffies);)它對超時參數(shù)稍作處理后，直接調(diào)用do_sys_poll。2. do_sys_poll函數(shù)也位于位于 fs/select.c文件中，我們忽略其他代碼：int do_sys_poll(struct pollfd _user *ufds, unsigned int nfds, s64 *timeout),poll_initwait(&table);,f

4、dcount = do_poll(nfds, head, &table, timeout);,)poll_initwait函數(shù)非常簡單，它初始化一個poll_wqueues變量table：poll_initwait > init_poll_funcptr(&pwq->pt, _pollwait); > pt->qproc = qproc;(0102030405060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435即 table->pt->qproc = _pollwait ,

5、_pollwait 將在驅(qū)動的 poll 函數(shù)里用到。3. do_sys_poll函數(shù)位于fs/select.c文件中，代碼如下:static int do poll(unsigned int nfds, struct poll list *list,struct poll_wqueues *wait, s64 *timeout)for (;) (if (do_pollfd(pfd, pt) (count+;pt = NULL;if (count | !*timeout | signal_pending(current)break;count = wait->error;if (coun

6、t)break;if (*timeout < 0) (/* Wait indefinitely */_timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT; else if (unlikely(*timeout >= (s64)MAX_SCHEDULE_TIMEOUT-1) /* Wait for longer than MAX_SCHEDULE_TIMEOUT. Do it in* a loop*/_timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT - 1;*timeout -= _timeout; else _timeout = *timeout;*time

7、out = 0;_timeout = schedule_timeout(_timeout);if (*timeout >= 0)*timeout += _timeout;_set_current_state(TASK_RUNNING);return count;36 )分析其中的代碼，可以發(fā)現(xiàn)，它的作用如下： 從02行可以知道，這是個循環(huán)，它退出的條件為：a. 09行的3個條件之一 (count非0,超時、有信號等待處理)count非0表示04行的do_pollfd至少有一個成功。b. 11、12行：發(fā)生錯誤 重點(diǎn)在do_pollfd函數(shù)，后面再分析 第30行，讓本進(jìn)程休眠一段時間，注意

8、：應(yīng)用程序執(zhí)行poll調(diào)用后，如果的條件不滿足，進(jìn)程就會進(jìn)入休眠。那么，誰喚醒呢？除了休眠到指定時間被系統(tǒng)喚醒外，還可以被驅(qū)動程序喚醒 記住這點(diǎn)，這就是為什么驅(qū)動的poll里要調(diào)用poll_wait的原因,后面分析。4. do_pollfd函數(shù)位于fs/select.c文件中，代碼如下：static inline unsigned int do_pollfd(struct pollfd *pollfd, poll_table *pwait),if (file->f_op && file->f_op->poll)mask = file->f_op->

9、poll(file, pwait);,)可見，它就是調(diào)用我們的驅(qū)動程序里注冊的poll函數(shù)。二、驅(qū)動程序：驅(qū)動程序里與poll相關(guān)的地方有兩處：一是構(gòu)造file_operation結(jié)構(gòu)時，要定義自己的poll函數(shù)。二是通過 poll_wait來調(diào)用上面說到的 _pollwait函數(shù)，pollwait的代碼如下： static inline void poll_wait(struct file * filp, wait_queue_head_t * wait_address, poll_table *p) if (p && wait_address)p->qproc(fil

10、p, wait_address, p); )p->qproc就是_pollwait函數(shù)，從它的代碼可知，它只是把當(dāng)前進(jìn)程掛入我們驅(qū)動程序 里定義的一個隊列里而已。它的代碼如下：static void _pollwait(struct file *filp, wait_queue_head_t *wait_address,poll_table *p) struct poll_table_entry *entry = poll_get_entry(p);if (!entry)return;get_file(filp);entry->filp = filp;entry->wait_

11、address = wait_address;init_waitqueue_entry(&entry->wait, current);add_wait_queue(wait_address, &entry->wait);)執(zhí)行到驅(qū)動程序的 poll_wait函數(shù)時，進(jìn)程并沒有休眠，我們的驅(qū)動程序里實現(xiàn)的poll函數(shù)是不會引起休眠的。 讓進(jìn)程進(jìn)入休眠，是前面分析的do_sys_poll函數(shù)的30行"_timeout =schedule_timeout _timeout)"。poll_wait只是把本進(jìn)程掛入 某個隊列，應(yīng)用程序調(diào)用poll >

12、 sys_poll > do_sys_poll >poll_initwait , do_poll > do_pollfd > 我們自己寫的 poll 函數(shù)后，再調(diào)用 schedule_timeout 進(jìn)入 休眠。如果我們的驅(qū)動程序發(fā)現(xiàn)情況就緒，可以把這個隊列 上掛著的進(jìn)程喚醒。可見，poll_wait的作用，只是為了讓驅(qū)動程序 能找到要喚醒的進(jìn)程。即使不用poll_wait ,我們的程序也有機(jī)會被喚醒：chedule_timeout(_timeout),只是要休眠_(dá)time_out這段時間。現(xiàn)在來總結(jié)一下 poll機(jī)制：1. poll > sys_poll > do_sys_poll > poll_initwait , poll_initwait 函數(shù)注冊一下回調(diào)函數(shù) _pollwait ,它就是我們的驅(qū)動程序執(zhí)行poll_wait時，真正被調(diào)用的函數(shù)。2. 接下來執(zhí)行file->f_op->poll ,即我們驅(qū)動程序里自己實現(xiàn)的poll函數(shù)它會調(diào)用poll_wait把自己掛入某個隊列，這個隊列也是我們的驅(qū)動自己定義的； 它還判斷一下設(shè)備是否就緒。3. 如果設(shè)備未就緒，