内核poll和select系统调用的图解（1）-poll系统调用的整体结构图

http://blog.chinaunix.net/uid-20543672-id-3267385.html

看看高手是怎样从整体上分析画图的。

虽然五年前就学了驱动中poll方法的实现，LDD3的描诉也是比较详细的，但当时我是初学者，理解的不够深入，就算学了也很快就还给了LDD3。这次复习驱动的poll方法，顺便认真跟踪了内核poll系统调用的源码，从整体的poll实现结构上理解了从用户层传递下来的poll系统调用在内核中是的实现。这一下就豁然开朗了，彻底明白了驱动中的poll方法为什么如此简单，也明白了驱动中poll的实现在整个poll系统调用中处的位置。 

      poll（轮询）操作在应用程序中用于同时阻塞在多个文件上，当其中任何一个文件有应用程序所等待的事件（可读、可写、出错等）时，poll返回相应的掩码通知应用程序，使得应用程序知道应该对哪个文件做何种操作。按照我的理解，poll的本质可以这样解释：休眠等待多个指定文件中的任何一个发生特定的事件，并将被该文件唤醒；醒来后轮询所有相关文件（通过再次调用所有文件对应驱动的poll方法），获取所有被监控文件的事件信息返回给应用程序。

     从这里就可以看出：

（1）其中等待队列的使用是必不可少的。实际上调用poll的进程将会休眠在多个等待队列（一般所有被监控文件的都有至少一个的等待队列）上，从其中任何一个队列上唤醒该进程，都可能使poll函数返回。

（2）驱动中的poll方法不实现休眠，而是：

1. i、把当前进程添加到相应的等待队列中（仅在休眠时执行，唤醒时不会执行此功能）。
2. ii、返回文件当前的状态掩码（告知是否有事件发生，休眠和唤醒都会执行）。

      通过对内核源码、《深入Linux设备驱动程序内核机制》的学习，我对Poll系统调用和内核驱动的poll方法的关系和结构有了整体且深入的了解，基本搞清了poll系统调用的执行脉络。对于poll系统调用的内核原理，请大家先看《深入Linux设备驱动程序内核机制》那本书写的比较详细了，我不废话了。以后我会把我自己觉得需要注意的地方写出来。这里我把这个关系和数据结构图绘制了出来，请大家指正：

对于等待队列的情况，我用下面一个例子和图来示意一下：

例如有3个进程：

task-1：使用poll检测文件1~3

task-2：使用poll检测文件2~3

task-3：使用poll检测文件3

则等待队列的情况如下：

之后，假设task-2由于文件2或3被唤醒，且task-1/3对此不感兴趣（未设置该掩码），那么等待队列的情况如下：

    等待队列入口项的添加和删除主要是由poll_initwait(&table);和poll_freewait(&table);完成。

    poll_initwait(&table);完成初始化struct poll_wqueues table的工作，而poll_freewait(&table);负责清理这个结构体。这里需要注意的是等待队列中的wait_queue_t并不是在唤醒函数pollwake从队列中删除的，而是最后由poll_freewait(&table);集中处理的。而唤醒函数和普通的wait_event的唤醒函数有很大不同，请大家对比上面的图和之前我写的 《对Linux系统休眠的理解》中的图。