LinuxIO模型的具体函数实现方法
时间: 2023-05-11 13:02:56 浏览: 61
LinuxIO模型的具体函数实现方法包括select、poll、epoll等函数。这些函数都是用来实现I/O多路复用的,可以同时监视多个文件描述符,当其中任意一个文件描述符就绪时,就会通知应用程序进行相应的操作。这些函数的具体实现方法可以参考相关的文档和代码示例。
相关问题
linux内核IO模型
Linux内核的IO模型主要包括阻塞IO、非阻塞IO、多路复用IO和异步IO。下面我将逐个介绍这些模型的特点。
1. 阻塞IO(Blocking IO):当应用程序发起一个IO操作后,内核会一直阻塞等待,直到IO操作完成才返回结果给应用程序。在这期间,应用程序是被阻塞的,无法进行其他操作。阻塞IO模型适用于对实时性要求不高的场景,简单易用,但会导致资源浪费。
2. 非阻塞IO(Non-Blocking IO):当应用程序发起一个IO操作后,内核会立即返回一个结果给应用程序,无论IO操作是否完成。如果IO操作还未完成,应用程序可以继续做其他事情,而不需要一直等待。应用程序可以通过轮询来检查IO操作的状态,直到操作完成。非阻塞IO模型可以提高系统的并发性能,但需要应用程序自己处理轮询逻辑。
3. 多路复用IO(Multiplexing IO):多路复用IO模型通过一个系统调用(如select、poll、epoll等)来同时监听多个IO事件,当有任意一个IO事件就绪时,内核会通知应用程序进行处理。这种模型避免了阻塞和轮询的问题,可以同时处理多个IO操作,提高系统的并发性能。
4. 异步IO(Asynchronous IO):异步IO模型中,应用程序发起一个IO操作后,可以立即返回继续执行其他操作,而不需要等待IO操作完成。当IO操作完成后,内核会通知应用程序,并返回结果。异步IO模型通过回调函数来处理IO完成的通知,相比于其他模型,可以更高效地处理大量的IO操作。
这些IO模型在不同的场景下有各自的优劣,选择合适的IO模型可以提高系统的性能和响应能力。
Linux平台下,如何让字符设备驱动支持阻塞与非阻塞IO模型,以read操作为例,编写代码简要说明
要让字符设备驱动支持阻塞与非阻塞IO模型,需要在驱动程序中使用select/poll机制,同时使用文件操作的O_NONBLOCK标志。下面以read操作为例,简要说明如下:
1. 在设备驱动程序中,使用`file_operations`结构体中的`read`函数实现读操作,同时在该函数中添加对阻塞和非阻塞IO模型的支持。
2. 对于阻塞IO模型,可以直接在`read`函数中调用`wait_event_interruptible`函数使进程进入睡眠状态,等待数据就绪后再唤醒进程。当然在等待数据就绪的过程中,如果进程接收到了信号,则需要立即返回`-ERESTARTSYS`。
3. 对于非阻塞IO模型,需要在`read`函数中使用`O_NONBLOCK`标志进行判断。如果该标志被设置,则可以直接调用`poll_wait`函数等待数据就绪,如果数据没有准备好,则直接返回`-EAGAIN`。
4. 在`poll`函数中,需要添加对于设备文件的监控,以便在数据就绪时通知进程。这可以通过在驱动程序中添加`poll`函数来实现。在该函数中,需要使用`poll_wait`函数将当前进程添加到等待队列中,并在数据就绪时唤醒进程。
下面是一个简单的代码示例:
```c
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(read_wait_queue);
static unsigned int mydevice_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
unsigned int mask = 0;
struct mydevice_data *data = file->private_data;
poll_wait(file, &read_wait_queue, wait);
if (data->data_ready) {
mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
}
return mask;
}
static ssize_t mydevice_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
struct mydevice_data *data = file->private_data;
ssize_t ret = 0;
if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
/* 非阻塞IO模型 */
if (!data->data_ready) {
return -EAGAIN;
}
} else {
/* 阻塞IO模型 */
wait_event_interruptible(read_wait_queue, data->data_ready);
if (signal_pending(current)) {
return -ERESTARTSYS;
}
}
/* 读取数据 */
if (copy_to_user(buf, data->buffer, data->size)) {
ret = -EFAULT;
} else {
ret = data->size;
data->data_ready = 0;
}
return ret;
}
```
在上面的代码示例中,`mydevice_read`函数是`read`操作对应的函数,`mydevice_poll`函数是`poll`操作对应的函数。其中,`wait_event_interruptible`函数用于阻塞进程,等待数据就绪;`poll_wait`函数用于将进程添加到等待队列中,等待数据就绪时唤醒进程。同时,根据文件操作的O_NONBLOCK标志,判断当前使用的是阻塞IO模型还是非阻塞IO模型。