poll机制源码详解
要分析poll机制就得分析系统调用的sys_poll
内核调用poll流程：
进入sys_poll():
asmlinkage long sys_poll(struct pollfd __user *ufds, unsigned int nfds,
long timeout_msecs)
{
s64 timeout_jiffies;
/*设置超时时间*/
if (timeout_msecs > 0) {
#if HZ > 1000
/* We can only overflow if HZ > 1000 */
if (timeout_msecs / 1000 > (s64)0x7fffffffffffffffULL / (s64)HZ)
timeout_jiffies = -1;
else
#endif
timeout_jiffies = msecs_to_jiffies(timeout_msecs);
} else {
/* Infinite (< 0) or no (0) timeout */
timeout_jiffies = timeout_msecs;
}
/*调用do_sys_poll()*/
return do_sys_poll(ufds, nfds, &timeout_jiffies);
}其中超时时间就是我们在调用poll时传入的，sys_poll主要调用了do_sys_poll()，我们进行分析：
int do_sys_poll(struct pollfd __user *ufds, unsigned int nfds, s64 *timeout)
{
最主要的：
poll_initwait(&table);
fdcount = do_poll(nfds, head, &table, timeout);
}进入poll_initwait：
void poll_initwait(struct poll_wqueues *pwq)
{
init_poll_funcptr(&pwq->pt, __pollwait);
pwq->error = 0;
pwq->table = NULL;
pwq->inline_index = 0;
}进入init_poll_funcptr：
static inline void init_poll_funcptr(poll_table *pt, poll_queue_proc qproc)
{
pt->qproc = qproc;
}可以看出来进入poll_initwait的作用就是： 填充结构体变量struct poll_wqueues table的成员
table->qproc = __pollwait; // __pollwait将在驱动的poll函数里用到
table->error = 0;
table->table = NULL;
table->inline_index = 0;进入 __pollwait：
static void __pollwait(struct file *filp, wait_queue_head_t *wait_address,
poll_table *p)
{
struct poll_table_entry *entry = poll_get_entry(p);
if (!entry)
return;
get_file(filp);
entry->filp = filp;
entry->wait_address = wait_address;
init_waitqueue_entry(&entry->wait, current);//初始化entry->wait
add_wait_queue(wait_address, &entry->wait);//添加到链表中
}可以看出 __pollwait就是将entry->wait挂入到wait_address队列中去
回到do_sys_poll()：
进入do_poll，这是poll主要实现部分:
static int do_poll(unsigned int nfds, struct poll_list *list,
struct poll_wqueues *wait, s64 *timeout)
{
……
for (;;)
{
/*遍历poll_list链表*/
for (walk = list; walk != NULL; walk = walk->next) {
struct pollfd * pfd, * pfd_end;
pfd = walk->entries;
pfd_end = pfd + walk->len;
for (; pfd != pfd_end; pfd++) {
if (do_pollfd(pfd, pt)) {
count++;
pt = NULL;
}
}
}
/*退出循环的条件*/
pt = NULL;
if (count || !*timeout || signal_pending(current))
break;
/*没有错误时，wait->error为0，有错误时，wait->error非0*/
count = wait->error;
if (count)
break;
__timeout = schedule_timeout(__timeout);
}
__set_current_state(TASK_RUNNING);
……
} 进入do_pollfd：
static inline unsigned int do_pollfd(struct pollfd *pollfd, poll_table *pwait)
{
……
file = fget_light(fd, &fput_needed);
if (file != NULL)
{
mask = DEFAULT_POLLMASK;
if (file->f_op && file->f_op->poll)
mask = file->f_op->poll(file, pwait);//调用驱动程序里的poll函数
/* Mask out unneeded events. */
mask &= pollfd->events | POLLERR | POLLHUP;//根据驱动函数的返回值进行判断
fput_light(file, fput_needed);
}
……
}可以看出来，do_poll(),遍历poll_list链表，然后取出里面的
可以看出do_pollfd的作用就是调用我们的poll处理函数，而do_poll在循环中在链表中查找并且调用do_pollfd，直到
符合四个条件的时候退出循环：
1. count非0 (有调用do_pollfd，也就是驱动程序中有poll处理函数)
2. 超时
3. 信号在等待
4. 发生错误
如果处于循环当中，没有退出的话，那么就会让本进程休眠一段时间，注意：应用程序执行poll调用后，如果四个条件不满足，进程就会进入休眠。那么，谁唤醒呢？所谓唤醒就是退出do_poll的死循环，除了休眠到指定时间被系统唤醒外，还可以被驱动程序唤醒，当达到指定的休眠时间后，会在循环中在执行一次，然后发现满足超时这个条件的时候退出循环，──记住这点，这就是为什么驱动的poll里要调用poll_wait的原因，后面分析。
现在来总结一下内核调用poll机制的流程：
sys_poll
do_sys_poll
poll_initwait(&table);
table->qproc = __pollwait; // __pollwait将在驱动的poll函数里用到
init_waitqueue_entry(&entry->wait, current); //初始化waitqueue队列
add_wait_queue(wait_address, &entry->wait); //将进程加入到waitqueue队列
do_poll(nfds, head, &table, timeout);
for (;;)
{
if (do_pollfd(pfd, pt))
do_pollfd的主要代码：
if (file->f_op && file->f_op->poll)
mask = file->f_op->poll(file, pwait);
mask &= pollfd->events | POLLERR | POLLHUP;
fput_light(file, fput_needed);
return mask;
{
count++;
pt = NULL;
}
/*退出循环的条件*/
if (count || !*timeout || signal_pending(current))
break;
/*没有错误时，wait->error为0，有错误时，wait->error非0*/
count = wait->error;
if (count)
break;
/*不退出的话就进入休眠*/
__timeout = schedule_timeout(__timeout);
}从内核调用poll机制的过程中我们可以发现最主要的就是两个函数：__pollwait，和do_pollfd，这两个函数__pollwait的作用就是
将我们驱动程序锁运行的进程加入到waitqueue队列从而使得内核可以找驱动程序所在的进程。do_pollfd的作用是调用驱动程序中的
poll处理函数。
因此我们可以得出结论：在驱动程序中我们实现poll机制，需要填充两个函数：__pollwait和poll处理函数
驱动程序：
内核提供给了我们调用__pollwait的函数为：poll_wait()
进入poll_wait：
static inline void poll_wait(struct file * filp, wait_queue_head_t * wait_address, poll_table *p)
{
if (p && wait_address)
p->qproc(filp, wait_address, p);
}其中p->qproc就是在poll_initwait中填充的__pollwait，三个参数中的wait_address就是需要驱动程序传入的进程当调用了poll_wait()函数之后，进程并不会立即休眠，它的作用只是用来填充调用__pollwait函数，进程进入休眠是在do_poll函数中实现的，当不满足四个退出循环的条件的时候，进程将会进入休眠状态，直到到达休眠时间，或者被驱动程序中的poll函数所唤醒
那么驱动函数怎么唤醒进程呢？
在do_pollfd函数中，调用了我们的poll处理函数，它返回了mask给poll，并且do_pollfd将其作为返回值
那么想要将进程唤醒的话，就得满足四个退出循环的条件，而poll处理函数所满足的就是count非0的情况，
步骤：
1. do_pollfd调用了poll处理函数，获得它的返回值，并且进行一些处理后作为自己的返回值
2. 在do_poll函数中的if (do_pollfd(pfd, pt))条件满足
3. count非0，退出循环，唤醒进程
应用程序：
那么在应用程序中需要做什么呢：
__timeout = schedule_timeout(__timeout)中的休眠时间，就是在应用程序中设置的，当休眠时间到了之后，驱动程序还没有唤醒
进程的话，系统将唤醒进程。
比如在我们的第四个应用程序中，设置休眠时间为5s
在5s内，如果驱动程序发生中断，唤醒进程，打印出按键信息，
如果没有其他程序唤醒进行的话，超过5s,打印出超时。
由于一直处在while（1）死循环中，将会重复做以上事件
而在应用程序中，调用poll函数，还有相应的处理：
加头文件 #include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
三个参数：
struct pollfd *fds ： struct pollfd结构体指针
struct pollfd {
int fd; /*文件描述符*/
short events; /*请求的事件类型*/
short revents; /*返回的时间类型*/
};
nfds, ： 能将进程唤醒的程序个数
timeout ： 超时时间(ms为单位)
三个参数中，需要填充struct pollfd 结构体，然后将其传给poll
struct pollfd fds={
.fd=fd;
.events=POLLIN; /*POLLIN 表示进程时在做数据的读取. 更多的events取值，可以查询man手册*/
}
poll机制使用总结：
1、 在驱动程序实现的poll函数里面调用_pollwait(file结构，队列，休眠时间)，_pollwait并不会让进程立即休眠，而是当此poll函数返回0时，会使得do_sys_poll中的变量count为0，使得不进去if(count ||！*timeout || signal_pending(current)) 语句，不跳出循环，执行下面的休眠语句。
2、在应用程序中，实现poll(struct pollfd结构，唤醒程序个数，休眠时间ms)，如果休眠poll函数返回非0，否则返回0。struct pollfd 结构的成员fd需要对应到所需要执行的程序 fds[0].fd = fd; fds[0].events = POLLIN;
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