linux2.6.9 epoll系统调用源码分析

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linux下ecall用法

linux下ecall用法

linux下ecall用法
在Linux下,ecall是用于执行系统调用的一种机制。

系统调用是操作系统提供给应用程序的接口,用于访问操作系统内核提供的服务。

通过ecall,应用程序可以调用系统调用并与之交互。

在Linux中,ecall的使用通常涉及到以下几个步骤:
1.包含头文件:在程序中包含必要的头文件,以便使用ecall机制。

通常情况下,需要包含<sys/syscall.h>头文件。

2.定义系统调用号:在程序中定义系统调用的编号。

系统调用号是一个整数值,用于标识特定的系统调用。

可以在头文件中找到系统调用号的定义。

3.调用ecall函数:在程序中使用ecall函数来执行系统调用。

ecall函数的原型如下:
long ecall(long num, long arg1, long arg2, long arg3, long arg4, long arg5);
其中,num参数指定要执行的系统调用编号,其他参数是传递给系统调用的参数。

4.处理返回值:ecall函数将返回系统调用的结果。

根据不同的系统调用,返回值的意义可能不同。

可以通过检查返回值来处理系统调用的结果。

需要注意的是,ecall函数是低级函数,通常用于与内核交互。

在实际的应用程序开发中,更常用的是高级的系统调用接口,如open(), read(), write(), close()等函数。

这些函数提供了更高级别的抽象,使得程序更加易于使用和管理。

poll用法linux

poll用法linux

poll用法linux
在Linux中,"poll"是一个系统调用,用于监视多个文件描述
符的状态,以确定是否可以从它们中的任何一个读取或写入数据而
不会被阻塞。

这个系统调用通常用于编写高效的I/O多路复用程序,可以在网络编程和服务器编程中发挥重要作用。

"poll"系统调用的基本语法如下:
c.
#include <poll.h>。

int poll(struct pollfd fds, nfds_t nfds, int timeout);
其中,fds是一个指向struct pollfd结构的指针,用于指定
要监视的文件描述符及其所关注的事件;nfds是要监视的文件描述
符的数量;timeout是超时时间,指定poll调用在阻塞之前要等待
的毫秒数。

成功时,poll会返回就绪的文件描述符的数量,超时时
返回0,出错时返回-1。

在使用poll时,需要注意以下几点:
1. 需要对fds数组中的每个文件描述符进行正确的初始化,设置关注的事件类型和初始状态。

2. 可以使用宏来设置关注的事件类型,如POLLIN(可读事件)、POLLOUT(可写事件)等。

3. 使用超时参数可以避免poll调用永久阻塞,可以在一定时间内轮询文件描述符的状态。

除了基本的使用方法外,还可以从性能、并发性、错误处理等角度对poll系统调用进行深入讨论。

在实际编程中,需要根据具体的应用场景和需求来灵活运用poll系统调用,以实现高效的I/O多路复用。

c语言epoll详解

c语言epoll详解

c语言epoll详解摘要:1.简介- 什么是C 语言epoll- epoll 的优势2.epoll 原理- epoll 的工作机制- epoll 的事件处理3.epoll 的使用- 安装epoll 模块- 创建epoll 实例- 添加、修改、删除事件- 查询事件- 处理事件4.epoll 的例子- 简单的epoll 例子- 更复杂的epoll 例子5.epoll 的应用场景- 网络编程- 服务器开发正文:C 语言epoll 详解C语言epoll是一种高效的I/O事件处理机制,相较于传统的select和poll,epoll在性能上有很大的优势,因此被广泛应用于网络编程和服务器开发等领域。

1.简介epoll是Linux下的一种I/O事件处理机制,它能够实现对大量I/O进行监控,只有发生变化的I/O才会通知用户进程。

这使得用户进程可以更加高效地处理I/O事件,避免了不必要的上下文切换和资源浪费。

2.epoll 原理epoll 的工作机制类似于一个事件驱动的系统。

它包含一个内核模块和一个用户进程。

内核模块负责管理I/O 资源,用户进程通过epoll_create、epoll_ctl 等系统调用与内核模块进行交互,实现对I/O 资源的监控和事件处理。

当用户进程调用epoll_wait 时,内核模块会遍历所有注册的I/O 资源,检查它们的状态是否发生变化。

如果某个I/O 资源的状态发生了变化,内核模块就会将这个变化通知给用户进程。

用户进程可以根据收到的通知来执行相应的操作。

3.epoll 的使用要在C 语言中使用epoll,首先需要安装epoll 模块。

安装方法如下:```#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("An epoll module");module_init(epoll_init);module_exit(epoll_exit);```接下来,可以创建epoll 实例、添加、修改、删除事件以及查询事件。

Linux内核中系统调用详解

Linux内核中系统调用详解

Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?(Linux)内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序,称为系统调用。

用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。

从某种角度来看,系统调用和普通的函数调用非常相似。

区别仅仅在于,系统调用由(操作系统)核心提供,运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供,运行于用户态。

随Linux核心还提供了一些(C语言)函数库,这些库对系统调用进行了一些包装和扩展,因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密,所以习惯上把这些函数也称为系统调用。

为什么要用系统调用?实际上,很多已经被我们习以为常的C语言标准函数,在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的,所以如果想对系统底层的原理作深入的了解,掌握各种系统调用是初步的要求。

进一步,若想成为一名Linux下(编程)高手,也就是我们常说的Hacker,其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。

即使除去上面的原因,在平常的编程中你也会发现,在很多情况下,系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径,所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用,这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。

系统调用是怎么工作的?一般的,进程是不能访问内核的。

它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。

(CPU)(硬件)决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。

系统调用是这些规则的一个例外。

其原理是进程先用适当的值填充(寄存器),然后调用一个特殊的指令,这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然,这个位置是用户进程可读但是不可写的)。

在(Intel)CPU中,这个由中断0x80实现。

硬件知道一旦你跳到这个位置,你就不是在限制模式下运行的用户,而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。

进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。

这个过程检查系统调用号,这个号码告诉内核进程请求哪种服务。

然后,它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。

linux统计 的文件 eventpoll 内容-概述说明以及解释

linux统计 的文件 eventpoll 内容-概述说明以及解释

linux统计的文件eventpoll 内容-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分的概述内容可以包括:- Linux系统中的事件驱动机制在处理文件输入输出和网络通信等方面起着至关重要的作用。

- eventpoll是Linux系统中一种高效的事件驱动机制,能够实现对文件描述符状态变化的监控和处理。

- 本文将深入探讨eventpoll的原理、使用方法以及其在系统中的重要性。

概述部分的内容应该简明扼要地介绍本文将要探讨的主题,引起读者的兴趣,让读者对文章的内容有一个初步的了解。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先对eventpoll进行简要介绍,包括其概念、用途和特点。

随后将详细讨论eventpoll的使用方法,包括如何在Linux系统中进行操作和配置。

接着将深入探讨eventpoll的实现原理,包括其底层机制和算法。

最后,通过总结eventpoll在Linux系统中的重要性,展望其未来的发展,并以一段温馨的结束语来结束整篇文章。

通过这样的结构安排,读者将能够全面了解eventpoll的相关知识,从而更好地理解和应用这一功能。

1.3 目的本文旨在深入了解Linux系统中的文件eventpoll,探讨其在系统中的重要性和应用。

通过对eventpoll的简介、使用和实现原理的分析,希望能够帮助读者更全面地理解eventpoll在Linux系统中的作用和功能,以及其所带来的好处。

同时,也旨在为未来eventpoll的发展提供一些思路和展望,促进Linux系统在事件处理机制上的进一步完善和优化。

通过本文的阐述,希望读者能对Linux中的eventpoll有一个更深入的认识,进而为他们在实际应用中的决策和操作提供一定的参考和帮助。

2.正文2.1 eventpoll简介eventpoll是Linux内核中一个用于事件通知和事件等待的机制。

它通过一个轻量级的数据结构和系统调用接口,实现了高效的事件处理和等待机制。

linux epoll 实例

linux epoll 实例

linux epoll 实例epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll(2),是LINUX下多路复用IO支持的一种机制,它基于事件驱动模型,用户把要发生的事件(就是文件描述符)放入内核的一个poll结构,文件描述符就放在一个数组中,每当一个有效I/O发生,加入到内核队列中,放到用户定义的epoll结构中,这个新发生的事件将立即传送给用户进程,在该进程的某一线程中,使用epoll_Wait()函数等待事件的发生,等待到发生的事件时,epoll会将发生的事件告诉用户程序,比如连接,数据可读等。

epoll的优势:1、内核利用epoll的重新把文件描述符放入有序的数据结构,比poll管理更为高效,更少的遍历处理全部的文件描述符;2、epoll模型支持IO多路复用,同时可以监听到数以千计的fd;3、epoll提供水平触发和边沿触发两种模式;4、epoll支持ET和LT两种类型;5、epoll实现轮询式监视,提升系统性能,使用更轻松和实时;在Linux中使用epoll时,首先need to initilize一个epoll实例,而epoll_create函数来完成这一初始化(epoll_create()的参数是数据要放入epoll的最大句柄数),epoll_create()返回的文件描述符(int类型),被用于后续的epoll操作;然后用epoll_ctl()来添加文件描述符至内核的epoll表头,最后,进程通过调用epoll_wait()来等待某个文件描述符因某种事件发生而Entry Ready状态,epoll_wait()阻塞等待,epoll函数会返回可以操作的文件描述符列表。

epoll能处理上千个fd事件不错过,但是也有其缺点,它不能实现即时通讯,新连接的处理是有延迟的,而且,如果epoll_wait()中断,它会只返回一个已就绪的fd,而不检查其它的fd.综上所述,epoll是LINUX下高效的多路复用IO编程的机制,它能处理上千个fd事件,用在Server开发中是一种正确选择,相对于select/poll很大提高了处理效率,且支持水平触发和边沿触发两种模式,也支持ET和LT两种类型。

poll函数详解以及实例分析

poll函数详解以及实例分析

poll函数详解以及实例分析1、基本知识 poll的机制与select类似,与select在本质上没有多⼤差别,管理多个描述符也是进⾏轮询,根据描述符的状态进⾏处理,但是poll没有最⼤⽂件描述符数量的限制。

poll和select同样存在⼀个缺点就是,包含⼤量⽂件描述符的数组被整体复制于⽤户态和内核的地址空间之间,⽽不论这些⽂件描述符是否就绪,它的开销随着⽂件描述符数量的增加⽽线性增⼤。

2、poll函数 函数格式如下所⽰:# include <poll.h>int poll ( struct pollfd * fds, unsigned int nfds, int timeout);pollfd结构体定义如下:struct pollfd {int fd; /* ⽂件描述符 */short events; /* 等待的事件 */short revents; /* 实际发⽣了的事件 */} ; 每⼀个pollfd结构体指定了⼀个被监视的⽂件描述符,可以传递多个结构体,指⽰poll()监视多个⽂件描述符。

每个结构体的events域是监视该⽂件描述符的事件掩码,由⽤户来设置这个域。

revents域是⽂件描述符的操作结果事件掩码,内核在调⽤返回时设置这个域。

events 域中请求的任何事件都可能在revents域中返回。

合法的事件如下: POLLIN 有数据可读。

POLLRDNORM 有普通数据可读。

POLLRDBAND 有优先数据可读。

POLLPRI 有紧迫数据可读。

POLLOUT 写数据不会导致阻塞。

POLLWRNORM 写普通数据不会导致阻塞。

POLLWRBAND 写优先数据不会导致阻塞。

POLLMSGSIGPOLL 消息可⽤。

此外,revents域中还可能返回下列事件: POLLER 指定的⽂件描述符发⽣错误。

POLLHUP 指定的⽂件描述符挂起事件。

POLLNVAL 指定的⽂件描述符⾮法。

linux中select、poll、epoll原理

linux中select、poll、epoll原理

linux中select、poll、epoll原理select、poll和epoll是Linux下常用的I/O多路复用技术,都用于实现高效的事件驱动型的网络编程。

1. select(选择)select是最古老的I/O多路复用机制,它通过在套接字上设置阻塞(阻塞方式)进行等待,一旦有文件描述符准备就绪(可读、可写等),则返回。

select使用fd_set集合来保存要监听的文件描述符,因此其监听的文件描述符数量受到系统给定的FD_SETSIZE限制。

select的实现原理是:在内核中创建一个称为“等待队列”的数据结构(fd_set),该队列保存了需要等待的文件描述符,当某个文件描述符就绪时,会通过和用户进程的映射表通知用户进程。

select通过轮询所有注册的文件描述符,检查哪些文件描述符已经准备好,并将准备好的文件描述符从用户态拷贝到内核态。

select的缺点是每次调用都需要轮询全部的注册文件描述符,效率较低。

2. poll(轮询)poll是在select的基础上进行改进的多路复用技术。

poll与select的最大区别在于,它没有限制文件描述符的数量,并且使用了一个pollfd结构体数组来保存每个文件描述符及其关注的事件。

poll在内核中创建一个称为“等待队列”的数据结构,该队列保存了需要等待的文件描述符,当某个文件描述符就绪时,会通过和用户进程的映射表通知用户进程。

poll的实现原理是:将用户进程注册要监听的文件描述符及其关注的事件存储在内核中的一个事件表中,当发生事件时,内核会将该事件存储在内核态的事件表中,并通知用户进程。

与select不同的是,poll只需在事件发生时拷贝某些信息到内核态,而不需要拷贝全部的文件描述符。

poll的缺点是,当注册的文件描述符数量较大时,每次调用poll都需要遍历整个事件表,效率较低。

3. epoll(事件通知)epoll是Linux特有的一种I/O多路复用机制,通过内核与用户空间的共享内存来实现高效的事件通知。

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linux2.6.9 epoll系统调用源码分析一、相关的数据结构1、struct eventpollstruct eventpoll {/* Protect the this structure access *//*读写锁*/rwlock_t lock;/** This semaphore is used to ensure that files are not removed* while epoll is using them. This is read-held during the event* collection loop and it is write-held during the file cleanup* path, the epoll file exit code and the ctl operations.*//*读写信号量*/struct rw_semaphore sem;/* Wait queue used by sys_epoll_wait() */wait_queue_head_t wq;/* Wait queue used by file->poll() */wait_queue_head_t poll_wait;/* List of ready file descriptors *//*已完成的操作时间队列*/struct list_head rdllist;/* RB-Tree root used to store monitored fd structs *//*红黑树的跟,保存epoll监视的文件描述符*/struct rb_root rbr;};该结构体用来保存与epoll节点关联的多个文件描述符,保存的方式是使用红黑树实现的hash表。

2、struct ep_pqueue/* Wrapper struct used by poll queueing */struct ep_pqueue {poll_table pt;struct epitem *epi;};这个结构体类似于select/poll中的struct poll_wqueues。

由于epoll需要在内核态保存大量信息,所以光光一个回调函数指针已经不能满足要求,所以在这里引入了一个新的结构体struct epitem。

3、struct epoll_eventstruct epoll_event {__u32events;__u64data;} EPOLL_PACKED;4、struct epitem/** Each file descriptor added to the eventpoll interface will* have an entry of this type linked to the hash.*/struct epitem {/* RB-Tree node used to link this structure to the eventpoll rb-tree *//*红黑树节点,将本节点挂载到eventpoll 所对应的红黑树*/ struct rb_node rbn;/* List header used to link this structure to the eventpoll ready list *//*双向链表,用来将该节点链接到已完成队列上*/struct list_head rdllink;/* The file descriptor information this item refers to *//*这个结构体对应被监听的文件描叙符信息*/struct epoll_filefd ffd;/* Number of active wait queue attached to poll operations *//*poll操作中事件的个数*/int nwait;/* List containing poll wait queues *//*双向链表,保存着被监视文件的等待队列,功能*//*类似于select/poll中的poll_table*/struct list_head pwqlist;/* The "container" of this item *//*指向eventpoll,多个epitem对应一个eventpoll*/struct eventpoll *ep;/* The structure that describe the interested events and the source fd *//*记录发生的时间和对应fd*/struct epoll_event event;/** Used to keep track of the usage count of the structure. This avoids* that the structure will desappear from underneath our processing.*//*引用计数*/atomic_t usecnt;/* List header used to link this item to the "struct file" items list *//*双向链表,用来链接被监视的文件描述符对应的struct file。

因为file 里有f_ep_link,用来保存所有监视这个文件的epoll节点*/struct list_head fllink;/* List header used to link the item to the transfer list *//*双向链表,用来保存传输队列*/struct list_head txlink;/** This is used during the collection/transfer of events to userspace* to pin items empty events set.*//*文件描述符的状态,在收集和传输时用来锁住空的事件集合*/unsigned int revents;};5、eppoll_entry/* Wait structure used by the poll hooks */struct eppoll_entry {/* List header used to link this structure to the "struct epitem" */struct list_head llink;/* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */void *base;/** Wait queue item that will be linked to the target file wait* queue head.*/wait_queue_t wait;/* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */wait_queue_head_t *whead;};6、epoll_filefdstruct epoll_filefd {struct file *file;int fd;};二、源码分析1、eventpoll_init函数源码static int__init eventpoll_init(void){int error;init_MUTEX(&epsem);/* Initialize the structure used to perform safe poll wait head wake ups */ep_poll_safewake_init(&psw);/* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|EPI_SLAB_DEBUG|SLAB_PANIC,NULL, NULL);/* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",sizeof(struct eppoll_entry), 0,EPI_SLAB_DEBUG|SLAB_PANIC, NULL, NULL);/** Register the virtual file system that will be the source of inodes* for the eventpoll files*//*注册了一个新的文件系统,叫"eventpollfs"(在eventpoll_fs_type结构里),然后挂载此文件系统*/error = register_filesystem(&eventpoll_fs_type);if (error)goto epanic;/* Mount the above commented virtual file system */eventpoll_mnt = kern_mount(&eventpoll_fs_type);error = PTR_ERR(eventpoll_mnt);if (IS_ERR(eventpoll_mnt))goto epanic;DNPRINTK(3, (KERN_INFO"[%p] eventpoll: successfully initialized.\n",current));return 0;epanic:panic("eventpoll_init() failed\n");}epoll是个module,所以先看看module的入口eventpoll_init。

这个module在初始化时注册了一个新的文件系统,叫"eventpollfs"(在eventpoll_fs_type结构里),然后挂载此文件系统。

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