IO 的阻塞和非阻塞二：轮询操作

IO 的阻塞用的是 等待队列
非阻塞用的是 轮询

1. 简介：

轮询操作主要是实现的是用户层 select 和 poll 的支持，用户层的 select()/poll() 会调用设备驱动中的 poll() 函数被执行 ，对 poll 函数的扩展是 epoll()

select() 和 poll() 系统调用的本质一样，前者是 BSD UNIX 中引入，后者在 System V 中引入。

2. 应用程序中：

应用程序中使用最广泛的是 select() 系统调用。

int select(int numfds,

fd_set *readfds,

fd_set *writefds,

fd_set *exceptfds,

struct timeval *timeout);

readfds、writefds、exceptfds 分别是被 select()监视的读、写和异常处理的文件描述符集

numfds，文件描述符集中的文件的个数，因为对于用户来说，文件描述符是从3(0,1,2应经占用了)开始，并且系统会自动的加一的打开其他的文件描述符，所以此值是需要检查的号码最高的文件描述符加 1。

timeout，一个指向 struct timeval类型的指针，它可以使select()在等待timeout时间后若没有文件描述符准备好则返回。如果是NULL，则一直阻塞的等待。

struct timeval {    int tv_sec; /* 秒 */    int tv_usec; /* 微秒 */}; 

对文件描述符集合的操作方法如下图：

3. 设备驱动中：

设备驱动中用 file_operations 机构体中的 .poll 来承接用户层的传输

unsigned int(*poll)(struct file * filp, struct poll_table* wait);

filp，file 结构体指针

wait，轮询表指针，位于内核中，用户只需要使用就行

poll_wait 可以向驱动的 poll_table 结构添加一个等待队列，这个函数不会引起阻塞

void poll_wait(struct file *filp, wait_queue_head_t *queue, poll_table *wait);

filp，file 结构体指针

queue，要添加的等待队列的指针

wait，poll_table 的结构体的指针，同上边的 poll 指针的 wait 参数，这里只要使用就好

它的返回值：

POLLIN，0x0001 设备可以无阻塞的读

POLLOUT，0x0004 设备可以无阻塞的写

POLLPRI

POLLERR

POLLNVAL

设备驱动中使用poll的典型的模板如下：

static unsigned int xxx_poll(struct file *filp, poll_table *wait){     unsigned int mask = 0;    struct xxx_dev *dev = filp->private_data; /*获得设备结构体指针*/    ...     poll_wait(filp, &dev->r_wait, wait);/* 加读等待队列头 */    poll_wait(filp, &dev->w_wait, wait);/* 加写等待队列头，由 wake_up()一系列的函数唤醒 */    if (...) /* 可读 */    mask |= POLLIN | POLLRDNORM; /*标示数据可获得*/    if (...) /* 可写 */    mask |= POLLOUT | POLLWRNORM; /*标示数据可写入*/    ...     return mask;}