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驅動支持select函數

I/O多路轉接至今還不是 POSIX的組成部分。SVR4和 4.3 + BSD都提供select函數以執行I/O多路轉接。poll函數只由SVR4 提供。SVR4 實際上用poll實現select。I/O多路轉接的基本思想是:先構造一張有關描述符的表,然後調用一個函數,它要到這些描述符中的一個已准備好進行 I/O時才返回。在返回時,它告訴進程哪一個描述符已准備好可以進行 I/O。
 
I/O多路轉接在服務器端用的比較多,可以同時處理多個連接的接入,但是也有缺陷,貌似只能接受1024個接入,因此現在又了epoll,當然這不是討論的重點了。
 
select的函數原型為:
 
int select(int  numfds,  fd_set  *readfds,  fd_set  *writefds,  fd_set  *exceptfds,  struct  timeval  *timeout);
 
 
 
其中 readfds、writefds、exceptfds 分別是被 select()監視的讀、寫和異常處理的文件描述符集合,numfds 的值是需要檢查的號碼最高的文件描述符加 1。timeout 參數是一個指向 struct timeval類型的指針,它可以使select()在等待timeout時間後若沒有文件描述符准備好則返回。
 
struct timeval 數據結構為: 
 
struct timeval 
 

 
    int tv_sec; /* seconds */ 
 
    int tv_usec; /* microseconds */ 
 
};
 
除此之外,我們還將使用下列 API:
 
FD_ZERO(fd_set *set)――清除一個文件描述符集; 
 
FD_SET(int fd,fd_set *set)――將一個文件描述符加入文件描述符集中; 
 
FD_CLR(int fd,fd_set *set)――將一個文件描述符從文件描述符集中清除; 
 
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)――判斷文件描述符是否被置位。
 
 
 
select 用於查詢設備的狀態,以便用戶程序獲知是否能對設備進行非阻塞的訪問,需要設備驅動程序中的poll 函數支持。 驅動程序中 poll 函數中最主要用到的一個 API 是 poll_wait,其原型如下:
 
void poll_wait(struct file *filp, wait_queue_heat_t *queue, poll_table * wait);
 
poll_wait 函數所做的工作是把當前進程添加到 wait 參數指定的等待列表(poll_table)中。
 
需要說明的是,poll_wait 函數並不阻塞,程序中 poll_wait(filp, &outq, wait)這句話的意思並不是說一直等待 outq 信號量可獲得,真正的阻塞動作是上層的 select/poll 函數中完成的。select/poll 會在一個循環中對每個需要監聽的設備調用它們自己的 poll 支持函數以使得當前進程被加入各個設備的等待列表。若當前沒有任何被監聽的設備就緒,則內核進行調度(調用 schedule)讓出 cpu 進入阻塞狀態,schedule 返回時將再次循環檢測是否有操作可以進行,如此反復;否則,若有任意一個設備就緒,select/poll 都立即返回。
 
針對前面的文章的程序,我們在驅動中加入對poll的支持,程序改進為:
 
/*  global_poll.c */
 
#include <linux/module.h>
 
#include <linux/init.h>
 
#include <linux/fs.h>
 
#include <asm/uaccess.h>
 
#include <linux/wait.h>
 
#include <linux/semaphore.h>
 
#include <linux/device.h>
 
#include <linux/cdev.h>
 
#include <linux/sched.h>
 
#include <linux/poll.h>
 
 
 
MODULE_LICENSE("GPL");
 
 
 
#define init_MUTEX(LOCKNAME) sema_init(LOCKNAME,1)
 
 
 
 
 
#define DEVICE_NAME "CDEV_ZHU"
 
static struct class *cdev_class;
 
 
 
struct cdev dev_c;
 
dev_t dev;
 
 
 
static ssize_t globalvar_read(struct file *, char *, size_t, loff_t*);
 
static ssize_t globalvar_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t*);
 
static unsigned int globalvar_poll(struct file *filp, poll_table *wait);
 
 
 
struct file_operations globalvar_fops =
 
{
 
read: globalvar_read,
 
write: globalvar_write,
 
poll: globalvar_poll,
 
};
 
 
 
static int global_var = 0;
 
static struct semaphore sem;
 
static wait_queue_head_t outq;
 
static int flag = 0;
 
 
 
static int __init globalvar_init(void)
 
{
 
int ret,err;
 
ret = alloc_chrdev_region(&dev,0,1,DEVICE_NAME) ;
 
if (ret)
 
{
 
printk("globalvar register failure");
 
}
 
else
 
{
 
 

cdev_init(&dev_c,&globalvar_fops);
 
 
 
err = cdev_add(&dev_c,dev,1);
 
 
 
if(err)
 
{
 
printk(KERN_NOTICE "error %d adding FC_dev\n",err);
 
unregister_chrdev_region(dev, 1);
 
return err;
 
}
 
else
 
{
 
printk("device register success! \n");
 
}
 
 
 
cdev_class = class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);
 
if(IS_ERR(cdev_class))
 
{
 
printk("ERR:cannot create a cdev_class\n");
 
unregister_chrdev_region(dev, 1);
 
return -1;
 
}
 
device_create(cdev_class, NULL, dev, 0, DEVICE_NAME);
 
 
 
init_MUTEX(&sem);
 
init_waitqueue_head(&outq);
 
}
 
return ret;
 
}
 
 
 
 
 
static void __exit globalvar_exit(void)
 
{
 
device_destroy(cdev_class,dev);
 
class_destroy(cdev_class);
 
unregister_chrdev_region(dev,1);
 
printk("device ");
 
}
 
 
 
 
 
static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off)
 
{
 
 
 
if (wait_event_interruptible(outq, flag != 0))
 
{
 
return - ERESTARTSYS;
 
}
 
 
 
if (down_interruptible(&sem))
 
{
 
return - ERESTARTSYS;
 
}
 
 
 
flag = 0;
 
if (copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int)))
 
{
 
up(&sem);
 
return - EFAULT;
 
}
 
 
 
up(&sem);
 
 
 
return sizeof(int);
 
}
 
 
 
static ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off)
 
{
 
if (down_interruptible(&sem))
 
{
 
return - ERESTARTSYS;
 
}
 
if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int)))
 
{
 
up(&sem);
 
return - EFAULT;
 
}
 
up(&sem);
 
flag = 1;
 
 
 
wake_up_interruptible(&outq);
 
 
 
return sizeof(int);
 
}
 
 
 
static unsigned int globalvar_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
 
{
 
unsigned int mask = 0;
 
 
 
poll_wait(filp, &outq, wait);
 
 
 
if(flag != 0)
 
{
 
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
 
}
 
 
 
return mask;
 

 
module_init(globalvar_init);
 
module_exit(globalvar_exit);

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