浙江省住院医生规范化:Linux select学习笔记(附:监测多个文件描述符状态的例子) - reille的笔记 - CSDN博客

来源:百度文库 编辑:西欧教育 时间:2020/03/31 18:16:51

 Linux select学习笔记(附:监测多个文件描述符状态的例子)收藏

select(I/O多工机制) 表头文件 #include
#include
#include
定义函数 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
函数说明 select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1,参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组,是用来回传该描述词的读,写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set);用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set);用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET(int fd,fd_set*set);用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO(fd_set *set); 用来清除描述词组set的全部位
参数 timeout为结构timeval,用来设置select()的等待时间,其结构定义如下
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
返回值 如果参数timeout设为NULL则表示select()没有timeout。
错误代码 执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数,如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足
范例 常见的程序片段:fs_set readset;
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}

 

select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符(file descrīptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待即阻塞,直到被监视的文件描述符有某一个或多个发生了状态改变。select()函数机制中提供一fd_set的数据结构,实际上是一long类型的数组,每一个数组元素都能与一打开的文件描述符(不管是Socket描述符,还是其他文件或命名管道或设备描述符)建立联系,建立联系的工作由应用程序员完成。当调用select()时,由内核根据IO状态修改fd_set的内容,由此来通知执行了select()的进程哪一Socket或文件可读。

select函数原型如下:
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

函数的最后一个参数timeout是一个超时时间值,类型为struct timeval *,即一个struct timeval结构的变量的指针,所以我们在程序里要申明一个struct timeval tv;然后把变量tv的地址&tv传递给select函数。

struct timeval结构如下:

struct timeval

{
long   tv_sec;     /* seconds */
long   tv_usec;    /* microseconds */

};

第2、3、4三个参数的类型是一样的: fd_set *,即我们在程序里要申明几个fd_set类型的变量,比如定义了rfds, wfds, efds。

另外关于fd_set类型的变量,还有一组标准的宏定义来处理此类变量:

FD_ZERO(fd_set *fdset):清空fdset与所有文件描述符的联系。

FD_SET(int fd, fd_set *fdset):建立文件描述符fd与fdset的联系。

FD_CLR(int fd, fd_set *fdset):清除文件描述符fd与fdset的联系。

FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset):检查fd_set联系的文件描述符fd是否可读写,>0表示可读写。

(关于fd_set及相关宏的定义见/usr/include/sys/types.h)定义的这三个参数都是文件描述符的集合,第一个rfds是用来保存这样的描述符的:当描述符的状态变成可读时系统就会告诉select函数返回,第二个wfds是指有描述符状态变成可写时系统就会告诉select函数返回,第三个参数efds是特殊情况,即描述符上有特殊情况发生时系统会告诉select函数返回。下面以一个输入为例来说明:

int fd1, fd2;         /* 在定义两个描述符*/

fd1 = socket(...);    /* 创建socket连接*/

fd2 = open(“/dev/tyS0”,O_RDWR); /* 打开一个串口*/

FD_ZERO(&rfds);       /* 用select函数之前先把集合清零 */

FD_SET(fd1, &rfds);   /* 分别把2个描述符加入读监视集合里去 */

FD_SET(fd2, &rfds);

int maxfd = 0;

maxfd = (fd1>fd2)?(fd1+1):(fd2+1);           /* 注意是最大值还要加1 */

ret = select(maxfd, &rfds, NULL, NULL, &tv); /*然后调用select函数*/

这样就可以使用一个开关语句(switch语句)来判断到底是哪一个输入源在输入数据。具体判断如下:

switch(ret)

{

case -1:perror("select");/* 这说明select函数出错 */

case 0:printf("超时\n"); /* 说明在设定的时间内,socket的状态没有发生变化 */

default:

if(FD_ISSET(fd1, &rfds)) 处理函数1();/*socket有数据来*/

if(FD_ISSET(fd2, &rfds)) 处理函数2();/*ttyS0有数据来*/

}

 

以下来自网络搜索:

Linux下select调用的过程:

1.用户层应用程序调用select(),底层调用poll())

2.核心层调用sys_select() ------> do_select()

最终调用文件描述符fd对应的struct file类型变量的struct file_operations *f_op的poll函数。

poll指向的函数返回当前可否读写的信息。

1)如果当前可读写,返回读写信息。

2)如果当前不可读写,则阻塞进程,并等待驱动程序唤醒,重新调用poll函数,或超时返回。

3.驱动需要实现poll函数。

当驱动发现有数据可以读写时,通知核心层,核心层重新调用poll指向的函数查询信息。

poll_wait(filp,&wait_q,wait) // 此处将当前进程加入到等待队列中,但并不阻塞

在中断中使用wake_up_interruptible(&wait_q)唤醒等待队列