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2012年(53)

2011年(6)

分类: C/C++

2012-02-03 22:37:16

     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。
  1. asmlinkage long sys_poll(struct pollfd __user * ufds, unsigned int nfds, long timeout)
  2. {
  3.     struct poll_wqueues table;
  4.      int fdcount, err;
  5.      unsigned int i;
  6.     struct poll_list *head;
  7.      struct poll_list *walk;

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

  11.     if (timeout) {                                                  //(2)
  12.         /* Careful about overflow in the intermediate values */
  13.         if ((unsigned long) timeout < MAX_SCHEDULE_TIMEOUT / HZ)
  14.             timeout = (unsigned long)(timeout*HZ+999)/1000+1;
  15.         else /* Negative or overflow */
  16.             timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
  17.     }

  18.     poll_initwait(&table);                                       //(3)

  19.     head = NULL;
  20.     walk = NULL;
  21.     i = nfds;
  22.     err = -ENOMEM;
  23.     while(i!=0) { //(4)
  24.         struct poll_list *pp;
  25.         pp = kmalloc(sizeof(struct poll_list)+
  26.                 sizeof(struct pollfd)*
  27.                 (i>POLLFD_PER_PAGE?POLLFD_PER_PAGE:i),
  28.                     GFP_KERNEL);
  29.         if(pp==NULL)
  30.             goto out_fds;
  31.         pp->next=NULL;
  32.         pp->len = (i>POLLFD_PER_PAGE?POLLFD_PER_PAGE:i);
  33.         if (head == NULL)
  34.             head = pp;
  35.         else
  36.             walk->next = pp;

  37.         walk = pp;
  38.         if (copy_from_user(pp->entries, ufds + nfds-i,
  39.                 sizeof(struct pollfd)*pp->len)) {
  40.             err = -EFAULT;
  41.             goto out_fds;
  42.         }
  43.         i -= pp->len;
  44.     }
  45.     fdcount = do_poll(nfds, head, &table, timeout); (5)

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

  52.         for (j=0; j < walk->len; j++, ufds++) {
  53.             if(__put_user(fds[j].revents, &ufds->revents))
  54.                 goto out_fds;
  55.         }
  56.         walk = walk->next;
  57.       }
  58.     err = fdcount;
  59.     if (!fdcount && signal_pending(current))
  60.         err = -EINTR;
  61. out_fds:
  62.     walk = head;
  63.     while(walk!=NULL) {
  64.         struct poll_list *pp = walk->next;
  65.         kfree(walk);
  66.         walk = pp;
  67.     }
  68.     poll_freewait(&table);
  69.     return err;
  70. }

(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,
  1. void poll_initwait(struct poll_wqueues *pwq)
  2. {
  3.     init_poll_funcptr(&pwq->pt, __pollwait);
  4.     pwq->error = 0;
  5.     pwq->table = NULL;
  6. }
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。
  1. struct poll_wqueues {
  2.     poll_table pt;
  3.     struct poll_table_page * table;
  4.     int error;
  5. };
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:
  1. typedef struct poll_table_struct {
  2.     poll_queue_proc qproc;
  3. } 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:
  1. static int do_poll(unsigned int nfds, struct poll_list *list,
  2.             struct poll_wqueues *wait, long timeout)
  3. {
  4.     int count = 0;
  5.     poll_table* pt = &wait->pt;

  6.     if (!timeout)
  7.         pt = NULL;

  8.     for (;;) {
  9.         struct poll_list *walk;
  10.         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
  11.         walk = list;
  12.         while(walk != NULL) {
  13.             do_pollfd( walk->len, walk->entries, &pt, &count);
  14.             walk = walk->next;
  15.         }
  16.         pt = NULL;
  17.         if (count || !timeout || signal_pending(current))
  18.             break;
  19.         count = wait->error;
  20.         if (count)
  21.             break;
  22.         timeout = schedule_timeout(timeout);
  23.     }
  24.     __set_current_state(TASK_RUNNING);
  25.     return count;
  26. }

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。
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