Linux的poll与epoll实现（1）---poll

     这是自己第一次写Linux源码的分析，看的多了，写还是第一次，呵呵。

     废话不多说，相信看这篇文章的都用过poll和epoll，先来看poll系统调用的源码。

asmlinkage long sys_poll(struct pollfd __user * ufds, unsigned int nfds, long timeout)
{
    struct poll_wqueues table;
     int fdcount, err;
     unsigned int i;
    struct poll_list *head;
     struct poll_list *walk;

    /* Do a sanity check on nfds ... */
    if (nfds > current->files->max_fdset && nfds > OPEN_MAX)        //(1)
        return -EINVAL;

    if (timeout) {                                                  //(2)
        /* Careful about overflow in the intermediate values */
        if ((unsigned long) timeout < MAX_SCHEDULE_TIMEOUT / HZ)
            timeout = (unsigned long)(timeout*HZ+999)/1000+1;
        else /* Negative or overflow */
            timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
    }

    poll_initwait(&table);                                       //(3)

    head = NULL;
    walk = NULL;
    i = nfds;
    err = -ENOMEM;
    while(i!=0) { //(4)
        struct poll_list *pp;
        pp = kmalloc(sizeof(struct poll_list)+
                sizeof(struct pollfd)*
                (i>POLLFD_PER_PAGE?POLLFD_PER_PAGE:i),
                    GFP_KERNEL);
        if(pp==NULL)
            goto out_fds;
        pp->next=NULL;
        pp->len = (i>POLLFD_PER_PAGE?POLLFD_PER_PAGE:i);
        if (head == NULL)
            head = pp;
        else
            walk->next = pp;

        walk = pp;
        if (copy_from_user(pp->entries, ufds + nfds-i,
                sizeof(struct pollfd)*pp->len)) {
            err = -EFAULT;
            goto out_fds;
        }
        i -= pp->len;
    }
    fdcount = do_poll(nfds, head, &table, timeout); （5）

    /* OK, now copy the revents fields back to user space. */
    walk = head;
    err = -EFAULT;
    while(walk != NULL) { （6）
        struct pollfd *fds = walk->entries;
        int j;

        for (j=0; j < walk->len; j++, ufds++) {
            if(__put_user(fds[j].revents, &ufds->revents))
                goto out_fds;
        }
        walk = walk->next;
      }
    err = fdcount;
    if (!fdcount && signal_pending(current))
        err = -EINTR;
out_fds:
    walk = head;
    while(walk!=NULL) {
        struct poll_list *pp = walk->next;
        kfree(walk);
        walk = pp;
    }
    poll_freewait(&table);
    return err;
}

(1)这里是检查文件描述符集的最大个数是否符合要求。

(2)这里检查timeout并对他进行一些处理。

(3)这里的函数初始化类型为poll_wqueues的table，

void poll_initwait(struct poll_wqueues *pwq)
{
    init_poll_funcptr(&pwq->pt, __pollwait);
    pwq->error = 0;
    pwq->table = NULL;
}

可以看到，函数里面初始化了poll_wqueues结构体，我们接着看他有什么内涵。

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

每一个poll_wqueue对应每一个poll调用。pt是对外的接口。

接着看poll_table:

typedef struct poll_table_struct {
    poll_queue_proc qproc;
} poll_table;

可以看到，初始化的时候把__pollwait函数赋给poll_table里面的poll队列处理函数（字面翻译）。这个函数在poll_wait函数里面调用，在驱动里面的poll函数就会调用到poll_wait函数。那__pollwait是干什么的呢？这里引用一下别人的图：

这里有人会问，为什么要一个数目为0的数组，那是方便找到邻接着的下一个结构体。

我们回到sys_poll接着往下看。

(4)这个循环的作用就是把要监听的文件描述符从用户态拷到内核态中。注意到因为这里建立了一个链表，如果要监听的描述符很多，超过一页的话，需要分配多个页，可能会影响性能的。

(5)这里有个do_poll函数。看源码：

static int do_poll(unsigned int nfds, struct poll_list *list,
            struct poll_wqueues *wait, long timeout)
{
    int count = 0;
    poll_table* pt = &wait->pt;

    if (!timeout)
        pt = NULL;

    for (;;) {
        struct poll_list *walk;
        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
        walk = list;
        while(walk != NULL) {
            do_pollfd( walk->len, walk->entries, &pt, &count);
            walk = walk->next;
        }
        pt = NULL;
        if (count || !timeout || signal_pending(current))
            break;
        count = wait->error;
        if (count)
            break;
        timeout = schedule_timeout(timeout);
    }
    __set_current_state(TASK_RUNNING);
    return count;
}

do_pollfd就是针对每个传进来的fd，调用它们各自对应的poll函数，简化一下调用过程，如下：
struct file* file = fget(fd);
file->f_op->poll（file, &(table->pt));
“如果fd对应的是某个socket，do_pollfd调用的就是网络设备驱动实现的poll；如果fd对应的是某个ext3文
件系统上的一个打开文件，那do_pollfd调用的就是ext3文件系统驱动实现的poll。一句话，这个file-
>f_op->poll是设备驱动程序实现的，那设备驱动程序的poll实现通常又是什么样子呢？其实，设备驱动
程序的标准实现是：调用poll_wait，即以设备自己的等待队列为参数（通常设备都有自己的等待队列，不
然一个不支持异步操作的设备会让人很郁闷）调用struct poll_table的回调函数。”

(6)就是把结果拷贝回用户态。