Linux设备驱动编程之阻塞与非阻塞 2

+还有一个与设备阻塞与非阻塞访问息息相关的论题，即select和poll，select和poll的本质一样，前者在BSD Unix中引入，后者在System V中引入。poll和select用于查询设备的状态，以便用户程序获知是否能对设备进行非阻塞的访问，它们都需要设备驱动程序中的poll函数支持。

　　驱动程序中poll函数中最主要用到的一个API是poll_wait，其原型如下：

void poll_wait(struct file *filp, wait_queue_heat_t *queue, poll_table * wait);

　　poll_wait函数所做的工作是把当前进程添加到wait参数指定的等待列表（poll_table）中。下面我们给globalvar的驱动添加一个poll函数：

static unsigned int globalvar_poll(struct file *filp, poll_table *wait) { 　unsigned int mask = 0; 　poll_wait(filp, &outq, wait); 　//数据是否可获得？ 　if (flag != 0) 　{ 　　mask |= POLLIN | POLLRDNORM; //标示数据可获得 　} 　return mask; }

　 　需要说明的是，poll_wait函数并不阻塞，程序中poll_wait(filp, &outq, wait)这句话的意思并不是说一直等待outq信号量可获得，真正的阻塞动作是上层的select/poll函数中完成的。select/poll会在 一个循环中对每个需要监听的设备调用它们自己的poll支持函数以使得当前进程被加入各个设备的等待列表。若当前没有任何被监听的设备就绪，则内核进行调 度（调用schedule）让出cpu进入阻塞状态，schedule返回时将再次循环检测是否有操作可以进行，如此反复；否则，若有任意一个设备就绪， select/poll都立即返回。

　　我们编写一个用户态应用程序来测试改写后的驱动。程序中要用到BSD Unix中引入的select函数，其原型为：

int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

　 　其中readfds、writefds、exceptfds分别是被select()监视的读、写和异常处理的文件描述符集合，numfds的值是需要 检查的号码最高的文件描述符加1。timeout参数是一个指向struct timeval类型的指针，它可以使select()在等待timeout时间后若没有文件描述符准备好则返回。struct timeval数据结构为：

struct timeval { 　　int tv_sec; /* seconds */ 　　int tv_usec; /* microseconds */ };

　　除此之外，我们还将使用下列API：

　　FD_ZERO(fd_set *set)――清除一个文件描述符集；
　　FD_SET(int fd,fd_set *set)――将一个文件描述符加入文件描述符集中；
　　FD_CLR(int fd,fd_set *set)――将一个文件描述符从文件描述符集中清除；
　　FD_ISSET(int fd,fd_set *set)――判断文件描述符是否被置位。

　　下面的用户态测试程序等待/dev/globalvar可读，但是设置了5秒的等待超时，若超过5秒仍然没有数据可读，则输出"No data within 5 seconds"：

#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> main() { 　int fd, num; 　fd_set rfds; 　struct timeval tv; 　fd = open("/dev/globalvar", O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR); 　if (fd != - 1) 　{ 　　while (1) 　　{ 　　　//查看globalvar是否有输入 　　　FD_ZERO(&rfds); 　　　FD_SET(fd, &rfds); 　　　//设置超时时间为5s 　　　tv.tv_sec = 5; 　　　tv.tv_usec = 0; 　　　select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &tv); 　　　//数据是否可获得？ 　　　if (FD_ISSET(fd, &rfds)) 　　　{ 　　　　read(fd, &num, sizeof(int)); 　　　　printf("The globalvar is %d/n", num); 　　　　//输入为0，退出 　　　　if (num == 0) 　　　　{ 　　　　　close(fd); 　　　　　break; 　　　　} 　　　} 　　　else 　　　　printf("No data within 5 seconds./n"); 　　} 　} 　else 　{ 　　printf("device open failure/n"); 　} }

　 　开两个终端，分别运行程序：一个对globalvar进行写，一个用上述程序对globalvar进行读。当我们在写终端给globalvar输入一个 值后，读终端立即就能输出该值，当我们连续5秒没有输入时，"No data within 5 seconds"在读终端被输出，如下图：