Linux——信号驱动IO

 

装了4天的操作系统 。。。呵呵收获颇多。

缅怀Stevens大师。

最好的参考资料：

1.师从互联网。

2.Linux man 命令：man 7 signal，man 7 socket。

3.UNP v1第25章 。

第一条：概述 

信号驱动IO，不是异步IO。

信号驱动IO是指：进程预先告知内核，使得 当某个socketfd有events（事件）发生时，内核使用信号通知相关进程。

异步IO（Asynchronous IO）是指：进程执行IO系统调用（read / write）告知内核启动某个IO操作，内核启动IO操作后立即返回到进程。IO操作即内核当中的服务例程。Posix 通过 aio_XXX函数提供真正的异步IO（参见 man 7 aio).

linux 2.6.35中定义的相关信号：

 

#define SIGPOLL SIGIO /* Pollable event occurred (System V).  */

#define SIGIO 29 /* I/O now possible (4.2 BSD).  */

 

第二条： System 信号驱动IO。

System V Asynchronous I/O

 

APUE的描述：In System V, asynchronous I/O is part of the STREAMS system and works only with STREAMS devices and STREAMS pipes. The System V asynchronous I/O signal is SIGPOLL.To enable asynchronous I/O for a STREAMS device, we have to call ioctl with a second argument (request) of I_SETSIG. 

在System V当中，异步IO是STREAMS机制的一部分，并且她只能工作在流设备和流管道上。System V 异步IO信号是SIGPOLL。我们可以用I_SETSIG为第二个参数调用ioctl，来在一个设备上开启异步IO功能。由于linux抛弃了 STREAMS机制，就不再讨论了。呵呵。

第三条：BSD信号驱动IO。

 

BSD Asynchronous I/O

 

APUE的描述：Asynchronous I/O in BSD-derived systems is a combination of two signals: SIGIO and SIGURG. The former is the general asynchronous I/O signal, and the latter is used only to notify the process that out-of-band data has arrived on a network connection.

基于BSD系统的异步IO机制是通过SIGIO和SIGURG信号组合实现的。SIGIO用于一般的异步IO，SIGURG（urgent）仅用于提醒（notify）进程网络连接上有带外数据到达，什么是带外数据，就是一个字节的紧急数据，用于告诉对端，我们的机器上有某种紧急事件发生了，比方说要宕机。

（0）在描述符上开启SIGIO信号驱动IO功能，只需3步，仅需3步哟，就可以不用轮询机制来耗费CPU接收数据：

1调用signal或sigaction，为信号SIGIO建立信号处理函数。

2设置套接口的属主。通过调用fcntl得F_SETOWN命令，在套接口设置接收SIGIO信号的进程或进程组。

3开启套接口上的信号驱动IO，通过fcntl的F_SETFL命令，在套接口上设置O_ASYNC。

（0.1）注：

1。ioctl的FIOASYNX功能也可实现第3步这个功能。

2。fctl和ioctl所引用的 描述符只能是终端和网络socket。

例子：

signal(SIGIO, &input_handler);

fcntl(STDIN_FILENO, F_SETOWN, getpid());

oflags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);

fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oflags | FASYNC);

 

（1）在描述符上开启SIGURG信号驱动IO功能，只需2步。

 

1调用signal或sigaction，为信号SIGURG建立信号处理函数。

2设置套接口的属主。通过调用fcntl得F_SETOWN命令，在套接口设置接收SIGURG信号的进程或进程组。

 

（1.1)注：所引用的描述符只能是：支持带外数据的网络连接的socket描述符。

第四条：Linux信号驱动IO

Linux支持BSD的信号驱动IO。

（0）UDP套接口上SIGIO信号。

SIGIO在UDP使用是最合适的，UDP套接口上的SIGIO只在以下2种事件种产生：

1。套接口上有数据到达。

2。UDP套接口已经连接的前提下，套接口发生异步错误。

（1）TCP套接口上SIGIO信号。

SIGIO在TCP上几乎无用原于产生这种信号的事件，实在是太多了。Stevens 指出：我们应该考虑只对“监听（形容词）TCPsocket”（描述符）使用SIGIO，因为对于“监听TCPsocket”产生SIGIO的唯一条件是新连接完成。