linux设备驱动归纳总结（三）：6.poll和sellct
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接下来会讲系统调用select在驱动中的实现，如果对系统调用select不太懂的话，建议先看书补习一下。
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一、系统调用select的简介
简单来说，select这个系统调用的作用就是在应用层调用驱动函数中的poll来检测指定的文件的状态（读、写和异常）。如果某个状态满足，select函数调用成功后返回，应用程序就可以通过指定的函数来判断现在的文件状态。注意的是：select可以指定判断的时间，指定时间内，应用程序会阻塞在select函数，直到状态满足或者超时。
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二、驱动函数poll的实现
先上代码：
9 #include <linux/poll.h>
10
11 #include <asm/uaccess.h>
12 #include <linux/errno.h>
。。。。。。省略。。。。。。
23 struct _test_t{
24 char kbuf[DEV_SIZE];
25 unsigned int major;
26 unsigned int minor;
27 unsigned int cur_size;
28 dev_t devno;
29 struct cdev test_cdev;
30 wait_queue_head_t test_queue;
31 wait_queue_head_t read_queue; //定义等待队列
32 };
。。。。。。省略。。。。。。。
70 ssize_t test_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset)
71 {
72 int ret;
73 struct _test_t *dev = filp->private_data;
74
75 if(copy_from_user(dev->kbuf, buf, count)){
76 ret = - EFAULT;
77 }else{
78 ret = count;
79 dev->cur_size += count;
80 P_DEBUG("write %d bytes, cur_size:[%d]\n", count, dev->cur_size);
81 P_DEBUG("kbuf is [%s]\n", dev->kbuf);
82 wake_up_interruptible(&dev->test_queue);
83 wake_up_interruptible(&dev->read_queue); //唤醒等待队列
84 }
85
86 return ret; //返回实际写入的字节数或错误号
87 }
88 /*poll的实现*/
89 unsigned int test_poll (struct file *filp, struct poll_table_struct *table)
90 {
91 struct _test_t *dev = filp->private_data;
92 unsigned int mask = 0;
93
94 poll_wait(filp, &dev->read_queue, table);
95
96 if(dev->cur_size > 0) //设备可读
97 mask |= POLLIN;
98
99 P_DEBUG("***maks[%d]***\n", mask);
100 return mask;
101 }
102
103 struct file_operations test_fops = {
104 .open = test_open,
105 .release = test_close,
106 .write = test_write,
107 .read = test_read,
108 .poll = test_poll, //切记要添加，不然多牛X的代码都不能执行
109 };
110
111 struct _test_t my_dev;
112
113 static int __init test_init(void) //模块初始化函数
114 {
115 int result = 0;
116 my_dev.cur_size = 0;
117 my_dev.major = 0;
118 my_dev.minor = 0;
119
120 if(my_dev.major){
121 my_dev.devno = MKDEV(my_dev.major, my_dev.minor);
122 result = register_chrdev_region(my_dev.devno, 1, "test new driver") ;
123 }else{
124 result = alloc_chrdev_region(&my_dev.devno, my_dev.minor, 1, "test alloc diver");
125 my_dev.major = MAJOR(my_dev.devno);
126 my_dev.minor = MINOR(my_dev.devno);
127 }
128
129 if(result < 0){
130 P_DEBUG("register devno errno!\n");
131 goto err0;
132 }
133
134 printk("major[%d] minor[%d]\n", my_dev.major, my_dev.minor);
135
136 cdev_init(&my_dev.test_cdev, &test_fops);
137 my_dev.test_cdev.owner = THIS_MODULE;
138 /*初始化等待队列头，注意函数调用的位置*/
139 init_waitqueue_head(&my_dev.test_queue);
140 init_waitqueue_head(&my_dev.read_queue);
141
142 result = cdev_add(&my_dev.test_cdev, my_dev.devno, 1);
143 if(result < 0){
144 P_DEBUG("cdev_add errno!\n");
145 goto err1;
146 }
147
148 printk("hello kernel\n");
149 return 0;
150
151 err1:
152 unregister_chrdev_region(my_dev.devno, 1);
153 err0:
154 return result;
155 }
。。。。。省略。。。。。
poll函数的实现同样需要使用等待队列，在这里没有把上节阻塞型IO代码注释掉，主要是想说明一个问题，它们两个的功能是不一样的，并不会冲突。后面会具体讲述。
上面的函数其实也就三部：
1定义并初始化等待队列头；
2实现test_poll；
3唤醒等待队列。
接下来先对照程序说一下poll函数的实现：
1）定义等待队列头：
poll_wait函数里面的操作需要用到等待队列，所以需要定义并初始化等待队列头。
2）test_poll的实现：
test_poll的实现有两个步骤：
2.1）调同poll_wait，将进程添加到指定的等待队列（注意，仅仅是添加，没有休眠）。
poll_wait的原型是：
unsigned int test_poll (struct file *filp, struct poll_table_struct *table)
注意：这里的两个参数都不是用户传给它的，全部都是有内核传的。可以这样说，poll没有做实际的什么操作，只是返回些信息给内核来操作。
来个代码来分析poll_wait究竟干了什么：
/*include/linux/poll.h */
31 typedef void (*poll_queue_proc)(struct file *, wait_queue_head_t *, struct poll_table_struct *);
32
33 typedef struct poll_table_struct { //poll_table_struct的原型
34 poll_queue_proc qproc;
35 } poll_table;
36
37 static inline void poll_wait(struct file * filp, wait_queue_head_t * wait_address, poll_table *p)
38 {
39 if (p && wait_address)
40 p->qproc(filp, wait_address, p);
//这里就断了线索
41 }
42
43 static inline void init_poll_funcptr(poll_table *pt, poll_queue_proc qproc)
44 {
45 pt->qproc = qproc;
46 }
47
48 struct poll_table_entry {
49 struct file *filp;
50 wait_queue_t wait;
51 wait_queue_head_t *wait_address;
52 };
。。。。。省略。。。。。
57 struct poll_wqueues {
58 poll_table pt;
59 struct poll_table_page *table;
60 struct task_struct *polling_task;
61 int triggered;
62 int error;
63 int inline_index;
64 struct poll_table_entry inline_entries[N_INLINE_POLL_ENTRIES];
65 };
poll_wait执行了一个函数，但没找出函数是做什么的。在另外的文件我找到一点线索：
/*fs/select.c*/
85 struct poll_table_page {
86 struct poll_table_page * next;
87 struct poll_table_entry * entry;
88 struct poll_table_entry entries[0];
89 };
。。。。。。。。
198 /* Add a new entry */
199 static void __pollwait(struct file *filp, wait_queue_head_t *wait_address,
200 poll_table *p)
201 {
202 struct poll_wqueues *pwq =
container_of(p, struct poll_wqueues, pt);
203 struct poll_table_entry *entry = poll_get_entry(pwq);
204 if (!entry)
205 return;
206 get_file(filp);
207 entry->filp = filp;
208 entry->wait_address = wait_address;
209 init_waitqueue_func_entry(&entry->wait, pollwake);
210 entry->wait.private = pwq;
211 add_wait_queue(wait_address, &entry->wait);
212 }
因为函数的传参和名字都差不多，我猜想内核是调用该函数的。
从上面的代码和《设备驱动程序》我得出来一下的结论：
1.应用层调用函数select，内核为了管理等待队列（有时候不止一个等待队列，因为select函数可以检测多个文件的状态），建立了一个poll_table_struct结构体（一个select系统调用对应一个结构体）。
2.poll_wait函数的调用，将三个参数传给了内核。内核中，通过结构体poll_table_struct找到另一个结构体poll_table_page，上面的代码可以看出来，这个结构体是一个维护多个poll_table_entry结构体的内存页链表，poll_wait函数的参数就是传到poll_table_entry结构体中。
3.再看一下poll_table_entry里面的成员，第一个成员srutct file是poll_wait的第一个参数，第二个成员就是定义了一个wait_queue_t的结构体，而这个结构体是正要添加到等待队列头中，也就是从poll_wait传来的第二个参数。
4.现在重头戏了，poll_wait的调用实际上调用了__pollwiat。看一下大概的操作：