详解fd_set结构体

    在使用select函数时，就免不了要遇到fd_set结构体。那我们就来深入研究下fd_set的结构体！

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首先，我们来看下下面几个函数！


这几个函数都有用到fd_set类型的数据，我们就会想这个到底是种什么类型的数据！下面来一步步来看个究竟


在/usr/include/sys/select.h中

typedef long int __fd_mask;


/* It's easier to assume 8-bit bytes than to get CHAR_BIT. */
#define __NFDBITS (8 * (int) sizeof (__fd_mask))
#define __FDELT(d) ((d) / __NFDBITS)
#define __FDMASK(d) ((__fd_mask) 1 << ((d) % __NFDBITS))

/* fd_set for select and pselect. */
typedef struct
  {
    /* XPG4.2 requires this member name. Otherwise avoid the name
       from the global namespace. */
#ifdef __USE_XOPEN
    __fd_mask fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->fds_bits)
#else
    __fd_mask __fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->__fds_bits)
#endif
  } fd_set;

/* Maximum number of file descriptors in `fd_set'. */
#define FD_SETSIZE              __FD_SETSIZE   //__FD_SETSIZE等于1024

/* Access macros for `fd_set'.  */
#define FD_SET(fd, fdsetp)      __FD_SET (fd, fdsetp)
#define FD_CLR(fd, fdsetp)      __FD_CLR (fd, fdsetp)
#define FD_ISSET(fd, fdsetp)    __FD_ISSET (fd, fdsetp)
#define FD_ZERO(fdsetp)         __FD_ZERO (fdsetp)

从上面的代码中简化下来，其实可以改成
typedef struct{
    long int fds_bits[32];
}fd_set;
其实fd_set就是一个long int类型的数组。因为每一位可以代表一个文件描述符。所以fd_set最多表示1024个文件描述符！

在 /usr/include/bit/select.h中

# define __FD_SET(d, set) (__FDS_BITS (set)[__FDELT (d)] |= __FDMASK (d))
# define __FD_CLR(d, set) (__FDS_BITS (set)[__FDELT (d)] &= ~__FDMASK (d))
# define __FD_ISSET(d, set) (__FDS_BITS (set)[__FDELT (d)] & __FDMASK (d))

通过查看这几个源码，我们就可以知道这几个函数的实现！现在我就跟踪下FD_SET(fd, fdsetp)这个函数的实现

#define FD_SET(fd, fdsetp)      __FD_SET (fd, fdsetp)

# define __FD_SET(d, set) (__FDS_BITS (set)[__FDELT (d)] |= __FDMASK (d))

# define __FDS_BITS(set) ((set)->__fds_bits)

#define __FDELT(d) ((d) / __NFDBITS)

#define __FDMASK(d) ((__fd_mask) 1 << ((d) % __NFDBITS))

将上面的函数化简下，就可以得到

#define FD_SET(fd,fdsetp)  fdsetp->__fds_bits[fd/32] |= (long int)1<<(d%32)

也就是将相应的位进行置位！


下面我们通过代码来对我们的结果进行验证！

#include <sys/select.h>

#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    fd_set set;

    FD_ZERO(&set);

    int i;
    for(i = 0;i < 32;i++)
    {
        printf("set.__fds_bits[%d]:%ld\t",i,set.__fds_bits[i]);
    }
    printf("\n/////////////////////////////////////////\n");
    FD_SET(10,&set);
    for(i = 0;i < 32;i++)
    {
        printf("set.__fds_bits[%d]:%ld\t",i,set.__fds_bits[i]);
    }

    printf("\n/////////////////////////////////////////\n");
    FD_ZERO(&set);
    FD_SET(32,&set);
    for(i = 0;i < 32;i++)
    {
        printf("set.__fds_bits[%d]:%ld\t",i,set.__fds_bits[i]);
    }
}

FD_SET(10,&set);将set的第十位置一，也就是set.__fds_bits[0]为1024！
FD_SET(32,&set);将set的第32位置一，也就是set.__fds_bits[1]为1！
执行结果如下：