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“小王，來聊聊，今天面試的情況怎么樣，應(yīng)該挺順利的吧..”看著小王平淡的眉頭，我問道。 “唉，別提了，你說，我的運(yùn)氣咋這差呢，面試前你不是給我講了有關(guān)阻塞的問題嗎，我見了面試官是吧，還跟他好好的用今天排隊(duì)的例子說了有關(guān)阻塞的問題，但是..”小王哀聲嘆氣地說到。 “別但是了，怎么啦..” “可問題是面試官壓根就沒打算問我有關(guān)阻塞的問題及解決方案，但是問我說：這樣吧，你給我說說在Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)中有關(guān)非阻塞的方法，我這一聽，傻眼了不是，你剛好給我講的是阻塞的東西，可人家偏要問我有關(guān)非阻塞的問題，我..”小王欲哭無淚啊.. “怎么這樣呢，算了，機(jī)會(huì)多的是，亡羊補(bǔ)牢，我現(xiàn)在就給你說說有關(guān)非阻塞的問題----Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之阻塞非阻塞IO----輪詢操作”。 通過上一節(jié)，我們都明白了，有關(guān)阻塞的相關(guān)知識(shí)(不知道，那我沒轍了，飯送到嘴，你還挑食，難不成我拿把起子把嘴撬開不成，自己看上一篇吧)，現(xiàn)在就來聊聊對(duì) 立面非阻塞。 使用非阻塞I/O的應(yīng)用程序通常會(huì)使用select()和poll()系統(tǒng)調(diào)用查詢是否可對(duì)設(shè)備進(jìn)行無阻塞的訪問，這兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用最終又會(huì)引發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的poll()函數(shù)被執(zhí)行 ，所以我們的問題就集中到了如何編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的poll()函數(shù)就可以了。二話不說，先來看看設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的poll()函數(shù)原型： unsigned int (*poll)(struct file *filp, struct poll_table *wait); 這個(gè)函數(shù)要進(jìn)行下面兩項(xiàng)工作。首先，對(duì)可能引起設(shè)備文件狀態(tài)變化的等待隊(duì)列調(diào)用poll_wait(),將對(duì)應(yīng)的等待隊(duì)列頭添加到poll_table.然后，返回表示是否能對(duì)設(shè)備進(jìn)行無阻塞讀寫訪問的掩碼。在上面提到了一個(gè)poll_wait()函數(shù)，它的原型： void poll_wait(struct file *filp, wait_queue_head_t *queue, poll_table *wait); 它的作用就是把當(dāng)前進(jìn)程添加到wait參數(shù)指定的等待列表(poll_table)中。需要注意的是這個(gè)函數(shù)是不會(huì)引起阻塞的，呵呵，誰給它取得個(gè)名字帶wait的，給咱們添這么多麻煩。 “等等，你先停停，你是高手，我可是菜鳥呢，你先給我說說poll_table結(jié)構(gòu)吧，心里總是想它是什么..”小王打斷我道。 行行，說起這個(gè)結(jié)構(gòu)，我也是費(fèi)了一番周折，它定義在“include/linux/poll.h, line 38“，具體如下： typedef struct poll_table_struct { poll_queue_proc qproc; unsigned long key; } poll_table; 看看，其實(shí)沒什么吧，不要想的太復(fù)雜了 經(jīng)過以上驅(qū)動(dòng)程序的poll()函數(shù)應(yīng)該返回設(shè)備資源的可獲取狀態(tài)，即POLLIN,POLLOUT,POLLPRI,POLLERR,POLLNVAL等宏的位"或"結(jié)果.每個(gè)宏的含義都表示設(shè)備的一種狀態(tài),如：
"小王，你明白了沒.."看著小王眨巴眨巴的小眼睛，我說。 "呵呵，你干脆給我來個(gè)典型模板，行不？"小王苛求道。 行，沒問題，你現(xiàn)在特殊時(shí)期，我是有求必應(yīng)。請(qǐng)看下邊： static unsigned int XXX_poll(struct file *filp, poll_table *wait) { unsigned int mask = 0; struct XXX_dev *dev = filp->private_data; //獲得設(shè)備結(jié)構(gòu)指針 ... poll_wait(filp, &dev->r_wait, wait); //加讀等待對(duì)列頭 poll_wait(filp ,&dev->w_wait, wait); //加寫等待隊(duì)列頭 if(...)//可讀 ｛ mask |= POLLIN | POLLRDNORM; //標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)可獲得 ｝ if(...)//可寫 ｛ mask |= POLLOUT | POLLRDNORM; //標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)可寫入 ｝ .. return mask; } "小王，這次看明白了吧，要是還看不明白，我就再給你講講用戶空間的輪詢編程，兩個(gè)結(jié)合起來也許好懂點(diǎn)，行不"。我補(bǔ)充道。 在用戶程序中，select()和poll()本質(zhì)上是一樣的， 不同只是引入的方式不同，前者是在BSD UNIX中引入的，后者是在System V中引入的。用的比較廣泛的是select 系統(tǒng)調(diào)用。原型如下： int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptionfds, struct timeval *timeout); 其中readfs，writefds，exceptfds分別是select()監(jiān)視的讀，寫和異常處理的文件描述符集合，numfds的值是需要檢查的號(hào)碼最高的文件描述符加1，timeout則是一個(gè)時(shí)間上限值，超過該值后，即使仍沒有描述符準(zhǔn)備好也會(huì)返回。 struct timeval { int tv_sec; //秒 int tv_usec; //微秒 } 涉及到文件描述符集合的操作主要有以下幾種: 1)清除一個(gè)文件描述符集 FD_ZERO(fd_set *set); 2)將一個(gè)文件描述符加入文件描述符集中 FD_SET(int fd,fd_set *set); 3)將一個(gè)文件描述符從文件描述符集中清除 FD_CLR(int fd,fd_set *set); 4)判斷文件描述符是否被置位 FD_ISSET(int fd,fd_set *set); 最后我們利用上面的文件描述符集的相關(guān)來寫個(gè)驗(yàn)證添加了設(shè)備輪詢的驅(qū)動(dòng)，把上邊兩塊聯(lián)系起來：
#define FIFO_CLEAR 0x1
#define BUFFER_LEN 20
main()
{
int fd, num;
char rd_ch[BUFFER_LEN];
fd_set rfds,wfds;
/*以非阻塞方式打開/dev/polltest設(shè)備文件*/
fd = open("/dev/polltest", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
if (fd != - 1)
{ /*FIFO清0*/
if (ioctl(fd, FIFO_CLEAR, 0) < 0)
{
printf("ioctl command failed\n");
}
while (1)
{
FD_ZERO(&rfds);
FD_ZERO(&wfds);
FD_SET(fd, &rfds);
FD_SET(fd, &wfds);
select(fd + 1, &rfds, &wfds, NULL, NULL);
/*數(shù)據(jù)可獲得*/
if (FD_ISSET(fd, &rfds))
{
printf("Device can be read now\n");
}
/*數(shù)據(jù)可寫入*/
if (FD_ISSET(fd, &wfds))
{
printf("Device can be written now\n");
}
}
}
else
{
printf("Device open failure now\n");
}
} |
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