select源码剖析

我左看右看，上看下看，一不小心看懂了select→_→现在就让它现出原形~*

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

1)nfds参数指定被监听的文件描述符的总数。它通常被设置为select监听的所有的文件描述符中的最大值加1。因为文件描述符是从0开始计数的。
2）readfds,writefds和exceptfds参数分别指向可读、可写和异常等事件对应的文件描述符集合。应用程序调用select函数时，通过这3个参数传入自己感兴趣的文件描述符。select调用返回时，内核将修改它们来通知应用程序哪些文件描述符已经就绪。

//因此fd_set实际上是一个具有32个元素的unsigned long类型的数组typedef struct {    unsigned long fds_bits [__FDSET_LONGS];} __kernel_fd_set;typedef __kernel_fd_set     fd_set;

fd_set结构体仅包含一个整形数组，该数组的每个元素的每一位标记一个文件描述符。fd_set能容纳的文件描述符数量由FD_SETSIZE指定，这就限制了select能同时处理的文件描述符的总量。
3）timeout参数用来设置select函数的超时时间，如果是0，则select立刻返回。如果是NULL，select将一直阻塞，直到某个文件描述符上有时间发生。

select中重要的数据结构fd_set_bits，poll_table_page，poll_tablle_entry，poll_wqueues。

typedef struct {    unsigned long *in, *out, *ex;//要求    unsigned long *res_in, *res_out, *res_ex;//结果} fd_set_bits;

struct poll_wqueues {    poll_table pt;    struct poll_table_page * table;    int error;};

struct poll_table_page {  //一个页面用完了就再分配一个，通过next链成一条单链    struct poll_table_page * next;     //entry总是指向entries中第一个空闲的poll_table_entry结构，根据需要动态的分配entries中的表项    struct poll_table_entry * entry;     //表示该数组可以动态地确定大小，实际使用中分配一个页面，页面中能容纳几个poll_table_entry，这个数组就有多大    struct poll_table_entry entries[0];};

 struct poll_table_entry {    struct file * filp;    wait_queue_t wait;//被封装的wait_queue_t    wait_queue_head_t * wait_address;//等待队列的队头};

//提供了6个宏函数，返回要求位图或结果位图中对应的下标元素的值#define __IN(fds, n)        (fds->in + n)#define __OUT(fds, n)       (fds->out + n)#define __EX(fds, n)        (fds->ex + n)#define __RES_IN(fds, n)    (fds->res_in + n)#define __RES_OUT(fds, n)   (fds->res_out + n)#define __RES_EX(fds, n)    (fds->res_ex + n)//这个元素下标可以同时对应三种位图，所以在一个位图中监听存在就行#define BITS(fds, n)        (*__IN(fds, n)|*__OUT(fds, n)|*__EX(fds, n))

asmlinkage long sys_select(int n, fd_set __user *inp, fd_set __user *outp, fd_set __user *exp, struct timeval __user *tvp){    fd_set_bits fds;    char *bits;    long timeout;    int ret, size, max_fdset;    timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;    if (tvp) {        time_t sec, usec; //将所需数据从用户空间拷贝到内核空间        if ((ret = verify_area(VERIFY_READ, tvp, sizeof(*tvp)))            || (ret = __get_user(sec, &tvp->tv_sec))            || (ret = __get_user(usec, &tvp->tv_usec)))            goto out_nofds;        ret = -EINVAL;        if (sec < 0 || usec < 0)            goto out_nofds;        if ((unsigned long) sec < MAX_SELECT_SECONDS) {            timeout = ROUND_UP(usec, 1000000/HZ);            timeout += sec * (unsigned long) HZ;        }    }    ret = -EINVAL;    if (n < 0)        goto out_nofds;    max_fdset = current->files->max_fdset;     //判断文件描述符数量有没有超过最大值    if (n > max_fdset)        n = max_fdset;    ret = -ENOMEM;    size = FDS_BYTES(n);     //一共分配6个位图    bits = select_bits_alloc(size);      //为要求和结果，一共6个位图初始化    if (!bits)        goto out_nofds;    fds.in      = (unsigned long *)  bits;    fds.out     = (unsigned long *) (bits +   size);    fds.ex      = (unsigned long *) (bits + 2*size);    fds.res_in  = (unsigned long *) (bits + 3*size);    fds.res_out = (unsigned long *) (bits + 4*size);    fds.res_ex  = (unsigned long *) (bits + 5*size);  //将3个要求位图从用户空间复制到内核空间中的fds的要求位图    if ((ret = get_fd_set(n, inp, fds.in)) ||        (ret = get_fd_set(n, outp, fds.out)) ||        (ret = get_fd_set(n, exp, fds.ex)))        goto out;        //将内核空间的fds的结果位图初始化为0    zero_fd_set(n, fds.res_in);    zero_fd_set(n, fds.res_out);    zero_fd_set(n, fds.res_ex); // ret记录就绪事件的总数    ret = do_select(n, &fds, &timeout); //监听用户感兴趣的事件    if (tvp && !(current->personality & STICKY_TIMEOUTS)) {        time_t sec = 0, usec = 0;        if (timeout) {            sec = timeout / HZ;            usec = timeout % HZ;            usec *= (1000000/HZ);        }        put_user(sec, &tvp->tv_sec);        put_user(usec, &tvp->tv_usec);    }    if (ret < 0)        goto out;    if (!ret) {        ret = -ERESTARTNOHAND;        if (signal_pending(current))            goto out;        ret = 0;    } //将3个结果位图的内容复制到用户空间中    if (set_fd_set(n, inp, fds.res_in) ||        set_fd_set(n, outp, fds.res_out) ||        set_fd_set(n, exp, fds.res_ex))        ret = -EFAULT;out:    select_bits_free(bits, size);//释放要求和结果位图的6个位图的空间out_nofds:    return ret;//返回就绪事件的总数}

int do_select(int n, fd_set_bits *fds, long *timeout){    struct poll_wqueues table;    poll_table *wait;    int retval, i;    long __timeout = *timeout;    spin_lock(&current->files->file_lock);     //计算所监听的文件描述符在位图中的最大的序号是多少，高于这个序号的文件描述符都与本次操作无关    retval = max_select_fd(n, fds);    spin_unlock(&current->files->file_lock);    if (retval < 0)        return retval;    n = retval; //当一个进程要进入睡眠，而想要某个设备的驱动程序在设备的状态发生变化时将其唤醒，就要准备一个wait_queue_t数据结构，并将这个数据结构挂入目标设备的某个等待队列中。而wait_queue_t就封装在poll_table类型结构中    //初始化poll_table类型结构变量，将table成员置为NULL，error成员置为0    //回调函数    poll_initwait(&table);    wait = &table.pt;    if (!__timeout)        wait = NULL;    retval = 0;     //进入for循环，直到所监听的事件就绪，或指定的睡眠等待时间到期，或者当前进程收到了信号时才会结束    for (;;) {        unsigned long *rinp, *routp, *rexp, *inp, *outp, *exp;        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);//将当前进程的状态置为可中断阻塞，即当前进程将会进入浅睡眠状态        inp = fds->in; outp = fds->out; exp = fds->ex;        rinp = fds->res_in; routp = fds->res_out; rexp = fds->res_ex;        //内层for循环中，对所要监视的文件描述符对应的位图进行一次扫描        for (i = 0; i < n; ++rinp, ++routp, ++rexp) {            unsigned long in, out, ex, all_bits, bit = 1, mask, j;            unsigned long res_in = 0, res_out = 0, res_ex = 0;            struct file_operations *f_op = NULL;            struct file *file = NULL;            in = *inp++; out = *outp++; ex = *exp++;            all_bits = in | out | ex;            if (all_bits == 0) {                i += __NFDBITS;                continue;            }            for (j = 0; j < __NFDBITS; ++j, ++i, bit <<= 1) {                if (i >= n)                    break;                if (!(bit & all_bits))                    continue;                file = fget(i);    //文件的具体询问方式和其类型有关，即是通过file_operations数据结构中的函数指针poll进行的。            if (file) {                if (file) {                    f_op = file->f_op;                    mask = DEFAULT_POLLMASK;                    if (f_op && f_op->poll)                        mask = (*f_op->poll)(file, retval ? NULL : wait);                    fput(file);     //retval记录一共有几个事件就绪     //将询问的输入结果汇集到fds所指的fd_set_bits变量中                    if ((mask & POLLIN_SET) && (in & bit)) {                        res_in |= bit;                        retval++;                    } //将询问的输出结果汇集到fds所指的fd_set_bits变量中                    if ((mask & POLLOUT_SET) && (out & bit)) {                        res_out |= bit; // fd对应的设备可读                        retval++;                    }//将询问的异常结果汇集到fds所指的fd_set_bits变量中                    if ((mask & POLLEX_SET) && (ex & bit)) {                        res_ex |= bit;   // fd对应的设备可写                        retval++;                    }                }                cond_resched();            }// 根据poll的结果写回到输出位图里,返回给上级函数            if (res_in)                *rinp = res_in;            if (res_out)                *routp = res_out;            if (res_ex)                *rexp = res_ex;        }        wait = NULL;        //对所有的文件描述符进行询问后，检查是否有事件就绪、睡眠等待时间超时、接收到了信号，如果有条件满足，就不会再进入睡眠状态，直接结束大循环        //统计好就绪事件后，此时retval不为0，从break跳出，结束大循环        if (retval || !__timeout || signal_pending(current))            break;               //检查是否出错，如果出错，也不会进入睡眠状态，直接结束大循环        if(table.error) {            retval = table.error;            break;        }         //进入睡眠状态，被唤醒后再进行一次扫描询问     //除第一次以外，以后都是在进程被唤醒时才执行一遍循环        __timeout = schedule_timeout(__timeout);    }    __set_current_state(TASK_RUNNING); //设置当前进程的状态为运行态 //将所有进程对应的wait_queue_t结构从各个等待队列中删除    poll_freewait(&table);    *timeout = __timeout;    return retval;//返回就绪事件的总数}

void poll_freewait(struct poll_wqueues *pwq){    struct poll_table_page * p = pwq->table;    //p指向第一个poll_table_page结构，poll_table_page结构由next成员链成单链    //当p不为NULL时，继续循环    while (p) {    //entry指向entries中第一个空闲的poll_table_entry结构，entries是一个数组        struct poll_table_entry * entry;        struct poll_table_page *old;        entry = p->entry;        do {            entry--;            remove_wait_queue(entry->wait_address,&entry->wait);//将entry表示的wait_queue_t结构从等待队列中删除            fput(entry->filp);        } while (entry > p->entries);//判断此entries数组中是否还有元素未删除        old = p;//此时poll_table_page结构中的entries数组中已没有元素，此时old记录当前poll_table_page 结构        p = p->next;//p指向下一个poll_table_page 结构        free_page((unsigned long) old);//释放old所指向的poll_table_page结构页面    }}

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下一篇总结select、poll、epoll三者的比较~~