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完善 poll 实现机制. 

Signed-off-by: lion.chan <cy187lion@sina.com>
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lion.chan 2022-05-08 11:29:44 +08:00
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20
Chapter8_SOC_与_Linux/8.8_设备驱动中的阻塞与非阻塞_IO.md
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@ -337,7 +337,7 @@ out_cdev:
}
```
上述代码展示了一个 poll() 函数功能以及具体驱动的实现细节。利用这样的框架，我们可以写出类似驱动的 poll() 功能。但是，这个框架很难理解，不知道为什么这样编写。为此，需要了解 Linux 系统 poll 功能实现的机制。
上述代码展示了一个 poll() 函数功能以及具体驱动的实现细节。利用这样的框架，我们可以写出类似驱动的 poll() 功能。其中比较关键的函数 poll_wait() 比较具有迷惑性，虽然名字中带有 wait，但这个函数本身并不会真正的阻塞，因此整个 poll 调用中，不包含任何等待条件满足的程序，这个框架代码开始变得很难理解。想要清楚为何这样编写，就需要了解 Linux 系统 poll 功能实现的机制。
## Linux 内核 poll 实现机制
@ -348,22 +348,22 @@ app: poll
|
drv:sys_poll
|
— do_sys_poll(struct pollfd __user * ufds, unsigned int nfds, struct timespec * end_time)
+- do_sys_poll(struct pollfd __user * ufds, unsigned int nfds, struct timespec * end_time)
|
- poll_initwait(&table); // 实际效果：令函数指针 table.pt.qproc = __pollwait，这个函数指针最终会传递给 poll_wait() 函数调用中的 wait->qproc
+- poll_initwait(&table); // 实际效果：令函数指针 table.pt.qproc = __pollwait，这个函数指针最终会传递给 poll_wait() 函数调用中的 wait->qproc
|
- do_poll(nfds, head, &table, end_time);
+- do_poll(nfds, head, &table, end_time);
|
_ for ( ; ; )
+- for ( ; ; )
{
for (; pfd!=pfd_end; pfd++) { // 可以监测多个驱动设备所产生的事件
if (do_pollfd(pfd, pt)) {
|
_ mask = f.file->f.f_op->poll(f.file, pwait); // 实际效果：执行驱动中的 demo_poll(file, pwait)
+- mask = f.file->f.f_op->poll(f.file, pwait); // 实际效果：执行驱动中的 demo_poll(file, pwait)
|
_ poll_wait(file, &button_waitq, wait); // 实际效果：执行 __pollwait(file, &button_waitq, wait)，也就是将进程挂接到 button_waitq 等待队列下
+- poll_wait(filp, &devp->r_wait, wait); // 实际效果：执行 poll_wait(filp, &devp->r_wait, wait)，也就是将进程挂接到 devp->r_wait 等待队列下
|
— mask赋值; return mask; // 返回事件类型
+- mask赋值; return mask; // 返回事件类型
pollfd->revents = mask; // 将实际事件类型返回
count++; pt = NULL;
@ -372,8 +372,10 @@ drv:sys_poll
if (count || timed_out) // 如果有事件发生，或者超时，则跳出 poll
break;
if (!poll_schedule_timeout(wait, TASK_INTERRUPTIBLE, to, slack)) // 如果没有事件发生，那么陷入休眠状态
|
+- schedule_hrtimeout_range(expires, slack, HRTIMER_MODE_ABS);
timed_out = 1;
}
```
由此可见，demo_poll() 函数，是系统在执行 sys_poll() 过程中的一个调用，调用的目的是“将进程挂接到等待队列下”和“返回事件类型 mask”。当已经发生了请求事件，那么通过标记 mask 非 0，则 if(do_pollfd(pfd, pt)) 判断为真，令 count++，从而可以直接令 poll() 函数成功返回。如果还没有发生请求的事件，那么 mask 被标记为 0，进程将通过函数 poll_schedule_timeout() 陷入休眠状态。因为之前已经将进程挂接到等待队列下，所以一旦发生了请求的事件，则进程将被唤醒，重新执行 demo_poll()，而显然此时能够成功返回。
由此可见，demo_poll() 函数，是系统在执行 sys_poll() 过程中的一个调用，调用的目的是“将进程挂接到等待队列下”和“返回事件类型 mask”。当已经发生了请求事件，那么通过标记 mask 非 0，则 if(do_pollfd(pfd, pt)) 判断为真，令 count++，从而可以直接令 poll() 函数成功返回。如果还没有发生请求的事件，那么 mask 被标记为 0，进程将通过函数 poll_schedule_timeout() 陷入休眠状态，直到定时器到时或者等待队列被触发。因为之前已经在驱动中通过 poll_wait() 将进程挂接到等待队列下，所以一旦发生了请求的事件，则进程将被唤醒，重新执行 demo_poll()，而显然此时能够成功返回。