Linux select 机制深入分析
Linux select 机制深入分析
/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h> /* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set); #include <sys/select.h>
int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
const sigset_t *sigmask);
/*
* SYSCALL_DEFINE5宏的作用就是将其转成系统调用的常见形式,
* asmlinkage long sys_select(int n, fd_set __user *inp, fd_set __user *outp,fd_set __user *exp, struct timeval __user *tvp);
*/
SYSCALL_DEFINE5(select, int, n, fd_set __user *, inp, fd_set __user *, outp,
fd_set __user *, exp, struct timeval __user *, tvp)
{
struct timespec end_time, *to = NULL;
struct timeval tv;
int ret; if (tvp) {//假设设置了超时阈值
if (copy_from_user(&tv, tvp, sizeof(tv)))
return -EFAULT; to = &end_time;
// 从timeval(秒 微秒)转换为(秒 纳秒) 继而建立超时
if (poll_select_set_timeout(to,
tv.tv_sec + (tv.tv_usec / USEC_PER_SEC),
(tv.tv_usec % USEC_PER_SEC) * NSEC_PER_USEC))
return -EINVAL;
}
// 核心工作
ret = core_sys_select(n, inp, outp, exp, to);
//core_sys_select处理的fd_set 接下来更新timeout的值
ret = poll_select_copy_remaining(&end_time, tvp, 1, ret); return ret;
} /*
* We can actually return ERESTARTSYS instead of EINTR, but I'd
* like to be certain this leads to no problems. So I return
* EINTR just for safety.
*
* Update: ERESTARTSYS breaks at least the xview clock binary, so
* I'm trying ERESTARTNOHAND which restart only when you want to.
*/
int core_sys_select(int n, fd_set __user *inp, fd_set __user *outp,
fd_set __user *exp, struct timespec *end_time)
{
// poll.h :fd_set_bits包装了6个long *,代表三个描写叙述表集的值-结果
fd_set_bits fds;
void *bits;
int ret, max_fds;
unsigned int size;
struct fdtable *fdt;
/* Allocate small arguments on the stack to save memory and be faster
* 先是预分配256B的空间 大多数情况下可以满足须要 特殊情况在以下会分配空间
*/
long stack_fds[SELECT_STACK_ALLOC/sizeof(long)]; ret = -EINVAL;
if (n < 0)
goto out_nofds; /* max_fds can increase, so grab it once to avoid race */
rcu_read_lock();
// 获得打开文件描写叙述符表(指针析取)
fdt = files_fdtable(current->files);
max_fds = fdt->max_fds;
rcu_read_unlock();
if (n > max_fds)
n = max_fds;//參数修正 /*
* 如今要监视的描写叙述符个数个size*8个对于每个都须要6个位来标示
* 它是否可以读写异常而且把结果写在res_in res_out res_exp中
* 所以构成了以下的内存布局(见图1)
*/
size = FDS_BYTES(n);
bits = stack_fds;
if (size > sizeof(stack_fds) / 6) {
/* Not enough space in on-stack array; must use kmalloc */
ret = -ENOMEM;
bits = kmalloc(6 * size, GFP_KERNEL);
if (!bits)
goto out_nofds;
}
fds.in = bits;
fds.out = bits + size;
fds.ex = bits + 2*size;
fds.res_in = bits + 3*size;
fds.res_out = bits + 4*size;
fds.res_ex = bits + 5*size; // 从用户空间得到这些fd sets
if ((ret = get_fd_set(n, inp, fds.in)) ||
(ret = get_fd_set(n, outp, fds.out)) ||
(ret = get_fd_set(n, exp, fds.ex)))
goto out;
// 初始化这些结果參数为0
zero_fd_set(n, fds.res_in);
zero_fd_set(n, fds.res_out);
zero_fd_set(n, fds.res_ex); // 到这里 一切准备工作都就绪了.....
ret = do_select(n, &fds, end_time); if (ret < 0)
goto out;
if (!ret) {
ret = -ERESTARTNOHAND;
if (signal_pending(current))
goto out;
ret = 0;
}
// do_select正确返回后 通过copy_to_user将fds中的描写叙述符就绪结果參数
// 反馈到用户空间
if (set_fd_set(n, inp, fds.res_in) ||
set_fd_set(n, outp, fds.res_out) ||
set_fd_set(n, exp, fds.res_ex))
ret = -EFAULT; out:
if (bits != stack_fds)
kfree(bits);
out_nofds:
return ret;
} // select 的核心工作
int do_select(int n, fd_set_bits *fds, struct timespec *end_time)
{
ktime_t expire, *to = NULL;
struct poll_wqueues table;
poll_table *wait;
int retval, i, timed_out = 0;
unsigned long slack = 0;
unsigned int busy_flag = net_busy_loop_on() ? POLL_BUSY_LOOP : 0;
unsigned long busy_end = 0; // 得到Select要监測的最大的描写叙述符值
rcu_read_lock();
retval = max_select_fd(n, fds);
rcu_read_unlock(); if (retval < 0)
return retval;
n = retval; poll_initwait(&table);
wait = &table.pt;
// 定时器值(秒 纳秒)为0的话标示不等待
if (end_time && !end_time->tv_sec && !end_time->tv_nsec) {
wait->_qproc = NULL;
timed_out = 1;
} if (end_time && !timed_out)
slack = select_estimate_accuracy(end_time); // 以下会用到这个变量统计就绪的描写叙述符个数 所以先清0
retval = 0;
for (;;) {
unsigned long *rinp, *routp, *rexp, *inp, *outp, *exp;
bool can_busy_loop = false; inp = fds->in; outp = fds->out; exp = fds->ex;
rinp = fds->res_in; routp = fds->res_out; rexp = fds->res_ex; for (i = 0; i < n; ++rinp, ++routp, ++rexp) {
unsigned long in, out, ex, all_bits, bit = 1, mask, j;
unsigned long res_in = 0, res_out = 0, res_ex = 0; in = *inp++; out = *outp++; ex = *exp++;
all_bits = in | out | ex;
// 要一次轮询这些这些位图 定位到某个有我们关心的fd的区间
// 否则以32bits步长前进
if (all_bits == 0) {
i += BITS_PER_LONG;
continue;
}
// 当前这个区间有我们关心的fd 所以深入细节追踪(图2)
for (j = 0; j < BITS_PER_LONG; ++j, ++i, bit <<= 1) {
struct fd f;
if (i >= n)
break;
if (!(bit & all_bits))
continue;
// 假设发现了当前区间的某一个bit为1 则说明相应的fd须要我们处理
// 此时此刻的i正是文件描写叙述符值
f = fdget(i);
if (f.file) {
const struct file_operations *f_op;
f_op = f.file->f_op;
mask = DEFAULT_POLLMASK;
//详细到文件操作结果中的poll函数指针 对于
if (f_op->poll) {
wait_key_set(wait, in, out,
bit, busy_flag);
mask = (*f_op->poll)(f.file, wait);// TODO
}
// 上面的fdget添加了file引用计数 所以这里恢复
fdput(f);
/* 推断关注的描写叙述符是否就绪 就绪的话就更新到结果參数中
* 而且添加就绪个数
*/
if ((mask & POLLIN_SET) && (in & bit)) {
res_in |= bit;
retval++;
wait->_qproc = NULL;
}
if ((mask & POLLOUT_SET) && (out & bit)) {
res_out |= bit;
retval++;
wait->_qproc = NULL;
}
if ((mask & POLLEX_SET) && (ex & bit)) {
res_ex |= bit;
retval++;
wait->_qproc = NULL;
}
/* got something, stop busy polling
* 停止忙循环
*/
if (retval) {
can_busy_loop = false;
busy_flag = 0; /*
* only remember a returned
* POLL_BUSY_LOOP if we asked for it
*/
} else if (busy_flag & mask)
can_busy_loop = true; }
}
// 这一轮的区间遍历完之后 更新结果參数
if (res_in)
*rinp = res_in;
if (res_out)
*routp = res_out;
if (res_ex)
*rexp = res_ex;
/* 进行一次调度 同意其它进程执行
* 后面有等待队列唤醒
*/
cond_resched();
}
// 一轮轮询之后
wait->_qproc = NULL;
// 假设有描写叙述符就绪 或者设置了超时 或者有待处理信号 则退出这个死循环
if (retval || timed_out || signal_pending(current))
break;
if (table.error) {
retval = table.error;
break;
} /* only if found POLL_BUSY_LOOP sockets && not out of time */
if (can_busy_loop && !need_resched()) {
if (!busy_end) {
busy_end = busy_loop_end_time();
continue;
}
if (!busy_loop_timeout(busy_end))
continue;
}
busy_flag = 0; /* 假设设置超时 而且这是首次循环(to==NULL) */
if (end_time && !to) {
// 从timespec转化为ktime类型(64位的有符号值)
expire = timespec_to_ktime(*end_time);
to = &expire;
}
/*设置该进程状态TASK_INTERRUPTIBLE 睡眠直到超时
* 返回到这里后进程 TASK_RUNNING
*/
if (!poll_schedule_timeout(&table, TASK_INTERRUPTIBLE, to, slack))
timed_out = 1;
} // 释放该poll wait queue
poll_freewait(&table); return retval;
}
附图1:
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvdm9uemhvdWZ6/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="">
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvdm9uemhvdWZ6/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="">
Linux select 机制深入分析的更多相关文章
- windows和linux套接字中的select机制浅析
先来谈谈为什么会出现select函数,也就是select是解决什么问题的? 平常使用的recv函数时阻塞的,也就是如果没有数据可读,recv就会一直阻塞在那里,这是如果有另外一个连接过来,就得一直等待 ...
- Linux内核poll/select机制简析
0 I/O多路复用机制 I/O多路复用 (I/O multiplexing),提供了同时监测若干个文件描述符是否可以执行IO操作的能力. select/poll/epoll 函数都提供了这样的机制,能 ...
- linux的IO复用,select机制理解--ongoing
一:首先需要搞清楚IO复用.阻塞的概念: Ref: https://blog.csdn.net/u010366748/article/details/50944516 二:select机制 作为IO ...
- linux select 与 阻塞( blocking ) 及非阻塞 (non blocking)实现io多路复用的示例
除了自己实现之外,还有个c语言写的基于事件的开源网络库:libevent http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html 最简单的select示例: #incl ...
- linux select 与 阻塞( blocking ) 及非阻塞 (non blocking)实现io多路复用的示例【转】
转自:https://www.cnblogs.com/welhzh/p/4950341.html 除了自己实现之外,还有个c语言写的基于事件的开源网络库:libevent http://www.cnb ...
- [转帖]Linux分页机制之分页机制的演变--Linux内存管理(七)
Linux分页机制之分页机制的演变--Linux内存管理(七) 2016年09月01日 20:01:31 JeanCheng 阅读数:4543 https://blog.csdn.net/gatiem ...
- Linux VFS机制简析(一)
Linux VFS机制简析(一) 本文主要基于Linux内核文档,简单分析Linux VFS机制,以期对编写新的内核文件系统(通常是给分布式文件系统编写内核客户端)的场景有所帮助. 个人渊源 切入正文 ...
- 从select机制谈到epoll机制
目录 为什么要用select机制 等待队列 唤醒操作 什么是select机制 关于fd_set select使用 poll函数 为什么select效率较低 什么是epoll epoll机制实现思路 e ...
- select机制
select机制 函数作用: 在一段时间指定的时间内,监听用户感兴趣的文件描述符上可读.可写和异常事件. 函数原型: #include <sys/time.h> #include < ...
随机推荐
- Spring Boot干货系列:(三)启动原理解析
Spring Boot干货系列:(三)启动原理解析 2017-03-13 嘟嘟MD 嘟爷java超神学堂 前言 前面几章我们见识了SpringBoot为我们做的自动配置,确实方便快捷,但是对于新手来说 ...
- js图片转base64并压缩
/* 2015-09-28 上传图片*/ function convertImgToBase64(url, callback, outputFormat){ var canvas = document ...
- 桶排序——PowerShell版
读啊哈磊的算法书有感,十一期间想要重新学一学一些基本的算法和数据结构.不想下载编程工具了,毕竟是用室友的电脑,就用PowerShell写一下吧: $scores = @(88,13,99,26,62, ...
- emWin教程目录汇总
目录 第一章: 当前主流的小型嵌入式 GUI 第2章 初学 emWin 的准备工作及其快速上手
- 10分钟-jQuery过滤选择器
1.:first过滤选择器 本次我们介绍过滤选择器,该类型的选择器是依据某过滤规则进行元素的匹配.书写时以":"号开头,通经常使用于查找集合元素中的某一位置的单个元素. 在jQue ...
- tcp与http的区别
1.TCP连接 手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接.TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上. ...
- 【Unity笔记】摄像机跟随目标角色
public class CameraFollow : MonoBehaviour { public Transform target; // The position that that camer ...
- 【C#/WPF】TextBlock/TextBox/Label编辑文字的问题
标题有点描述不清,就当是为了方便自己用时易于搜索到. 总之需求是:显示用户信息(文字)时,允许用户编辑自己的信息. 效果图如下: 点击[编辑]按钮前: 点击[编辑]按钮后,允许编辑: 别吐槽为甚性别还 ...
- web应用中文乱码问题的原因分析
为了让使用Java语言编写的程序能在各种语言的平台下运行,Java在其内部使用Unicode字符集来表示字符,这样就存在Unicode字符集和本地字符集进行转换的过程.当在Java中读取字符数据的时候 ...
- Java 并发编程学习笔记 理解CLH队列锁算法
CLH算法实现 CLH队列中的结点QNode中含有一个locked字段,该字段若为true表示该线程需要获取锁,且不释放锁,为false表示线程释放了锁.结点之间是通过隐形的链表相连,之所以叫隐形的链 ...