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epoll是如何监控多个描述符及如何获得通知(2) 2013-04-09
22:53:45

分类： LINUX

作者：gfree.wind@gmail.com

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上文书说到，epoll是如何加到每个监控描述符的wait queue中，这只是第一步。上次也提过，epoll实际上也是一个阻塞操作，只不过是可以同时监控多个文件描述符。下面看一下epoll_wait->ep_poll的实现。

epoll既然是阻塞的，必然需要wait queue。但是这个不能使用监控的文件描述符的wait queue，epoll自己本身也是一个虚拟的文件系统。epoll_create的返回值也是一个文件描述符。Unix下，一切皆是文件嘛。

所以epoll的实现代码如下：

init_waitqueue_entry(&wait, current);

__add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);

for (;;) {

/*

* We don't want to sleep if the
ep_poll_callback() sends us

* a wakeup in between. That's
why we set the task state

* to TASK_INTERRUPTIBLE before doing the checks.

*/

set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);

if (ep_events_available(ep) || timed_out)

break;

if (signal_pending(current)) {

res = -EINTR;

break;

}

spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);

if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS))

timed_out = 1;

spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);

}

__remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);

这里epoll_wait是将当前进程添加到epoll自身的wait queue中。那么问题来了，前文说到epoll已经将当前进程加到了各个监控描述符的wait queue中。现在这里又有了一个epoll自身的wait queue。这是为什么呢？

回答这个问题，需要我们再跳回ep_ptable_queue_proc——不记得这个函数的同学，请翻看前面的文章。这个函数调用init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);，将epoll当前进程的wait queue节点的回调函数设置为ep_poll_callback。对比epoll调用的init_waitqueue_entry函数，这个函数设置wait queue节点的回调函数为default_wake_function。

那么当监控文件描述符执行wakeup动作时，比如一个socket收到数据时，调用sk_data_ready->sock_def_readable->wake_up_interruptible_sync_poll->....最终会执行wait_queue节点的回调函数。对于epoll来说，即ep_poll_callback。

static int ep_poll_callback(wait_queue_t *wait, unsigned
mode, int sync, void *key)

{

int pwake = 0;

unsigned long flags;

struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);

struct eventpoll *ep = epi->ep;

spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);

/*

* If the event mask does not contain any poll(2) event, we
consider the

* descriptor to be disabled. This condition is likely
the effect of the

* EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,

* until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.

*/

if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))

goto out_unlock;

/*

* Check the events coming with the callback. At this stage, not

* every device reports the events in the "key" parameter of the

* callback. We need to be able to handle
both cases here, hence the

* test for "key" != NULL before
the event match test.

*/

if (key && !((unsigned
long) key & epi->event.events))

goto out_unlock;

/*

* If we are transferring events to userspace, we
can hold no locks

* (because we're accessing user memory, and because
of linux f_op->poll()

* semantics). All the events that happen during that period of time are

* chained in ep->ovflist and requeued
later on.

*/

if (unlikely(ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR)) {

if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR) {

epi->next = ep->ovflist;

ep->ovflist = epi;

}

goto out_unlock;

}

/* If this file is already in the
ready list we exit soon */

if (!ep_is_linked(&epi->rdllink))

list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);

/*

* Wake up ( if active ) both
the eventpoll wait list and the ->poll()

* wait list.

*/

if (waitqueue_active(&ep->wq))

wake_up_locked(&ep->wq);

if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))

pwake++;

out_unlock:

spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);

/* We have to call this
outside the lock */

if (pwake)

ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);

return 1;

}

这个函数的注释相当清楚，可以清晰的知道每一行代码的用途。其中

if (waitqueue_active(&ep->wq))

wake_up_locked(&ep->wq);

这两行代码，检测了epoll自身的wait queue上是否有等待的节点，如果有的话，就执行唤醒动作。对于epoll的使用者来说，如果用户态正阻塞在epoll_wait中，那么ep->wq一定不为空，这时就会被唤醒。将该进程移到就绪队列中。

这两篇文章基本上理清了epoll如何监控多个描述符及如何获得通知的过程。对于如何监控来说，还欠缺了epoll内部结构，如何保存的各个描述符，如何维护的信息等。不过这样的文章网上已经有了很多。也许以后我会针对这个问题，再写两篇文章吧。