深入解析poll机制：内核函数分析

"poll机制分析" 在操作系统中，`poll`机制是一种I/O多路复用技术，用于监视多个文件描述符，等待至少有一个文件描述符处于可读、可写或异常状态，然后返回这些文件描述符的信息。这个机制在处理大量并发连接和服务时尤其有用，因为它可以高效地管理I/O操作，避免了不必要的轮询和阻塞。 在Linux内核中，`poll`机制是通过`sys_poll`系统调用实现的。当用户空间程序调用`poll`函数时，系统会将控制权传递到内核空间的`sys_poll`函数。这个函数定义在`fs/select.c`文件中。在`sys_poll`函数内部，首先会对传入的超时时间`timeout_msecs`进行处理，将其转换为内核能理解的节拍数（jiffies）或者设置为无限等待。如果超时时间超过最大值，会返回错误。 处理完超时参数后，`sys_poll`函数会调用`do_sys_poll`。`do_sys_poll`函数是实际执行I/O多路复用的核心，它会创建一个`poll_wait`结构体`table`，这个结构体用于挂载等待队列，以便在文件描述符准备就绪时唤醒等待进程。然后，`do_poll`函数会被调用来执行实际的文件描述符状态检查。`do_poll`函数会遍历所有待检查的文件描述符，并根据文件描述符的类型和状态，调用相应的设备驱动程序的`poll`方法。 在`do_poll`中，`poll_wait`结构体被用来链接到各个文件描述符的等待队列，这样当文件描述符的状态发生变化时，内核可以通知等待的进程。`poll_initwait`函数在这里用于初始化`poll_wait`结构体，设置其回调函数`__pollwait`，这个函数会在I/O事件发生时被调用，将进程从等待队列中唤醒。 在`do_poll`完成对所有文件描述符的检查后，会返回一个表示文件描述符状态改变的计数。这个计数告诉用户空间哪些文件描述符现在可以进行读、写或接收信号等操作。用户空间的`poll`函数根据这个计数来决定如何继续处理。 总结来说，`poll`机制在Linux内核中是一个高效且灵活的I/O管理工具，它通过内核函数`sys_poll`和`do_sys_poll`实现对多个文件描述符的监视，并在文件描述符准备就绪时通知用户空间。通过这样的机制，系统能够同时处理多个并发I/O请求，提高了系统的并发性和效率。