10、驱动中的阻塞与非阻塞IO

    阻塞，就是在获取资源的时候，不能获取到，那么就会将当前的进程挂起（睡眠，也就是将当前进程从调度器拿走了，不会调度当前进程），直到满足条件为止再进行操作。相反，非阻塞，就是即使不能获取到资源，非阻塞的进程是，要么是直接放弃，要么就不停地的进行查询，直到满足为止。

 

    当上层 read 或者 write 的时候，希望是阻塞地去获取资源时候，那么底层的驱动，就应该去以阻塞的方式去实现；而当是希望以非阻塞的方式的时候，当不慢满足的时候，就立即返回，且应用层收到 –EAGAIN 的返回值。

 

1、驱动中的阻塞

   底层驱动的阻塞操作，是借助了 等待队列的方式进行实现的，定义一个等待队列头，本质上是一个双向链表，队列的后续挂接了不同的节点，这些节点就是等待的任务，当在程序的某一个位置唤醒了等待队列头的时候，那么挂接在等待队列头的双向链表的任务节点，都会被唤醒。

 

1.1、API

（1）定义等待队列头

wait_queue_head_t myqueue; 

（2）初始化队列头

init_waitqueue_head(&myqueue);

    其实可以通过定义和初始化一体的宏代码： DECLARE-WAITQUEUQ(name)    name. 就是定义以及被初始化的头部

（3）定义等待任务

    DECLARE_WAITQUEUE(name, tsk)

    定义了一个等待任务，name。而 tsk 是任务进程，一般是设置为 current，也就是设置为当前的进程。

（4）添加/删除队列

    void add_wait_queue(wait_queue_head_t *myqueue, wait_queue_t * wait);

    void remove_wait_queue(wait_queue_head_t *myqueue, wait_queue_t * wait)

    将等待队列（wait），添加到 以myqueue 作为头部的，双向链表中，

（5）等待事件

    wait_event(myqueue, condition)

    将以 myqueue 的队列，全部进行阻塞，等待 condition 为真，不能被打断

    wait_event_interruptible(wq, condition)    ，是先等待的同时，可以被打断

（6）唤醒队列

wake_up(wait_queue_head_t *myqueue)

    唤醒等待队列头，会将队列中的所有进程都进行唤醒。

 

2、驱动的非阻塞

     驱动中的非阻塞实现，可以通过 struct file 中的 f_flags 标志进行判断，当 f_flags & O_NONBLOCK （因为上次应用的标志位的设置的时候，不仅仅是非阻塞，也有其他的，所以用 与，而不是等号）不等于零的，在资源不能获取的时候，立刻进行返回。还有一种是借助了 select 或者 poll 实习。

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

nfd : 是检测文件描述符中最大的 加一，

fd_set  ： 是检测文件的文件集，可见，可以按照读、写、异常，分开进行检测

timeout ：阻塞时间，

    select 会对指定的文件，进行实时检测，当检测到文件状态的变动，立马返回；没有检测到的时候，就直接进行阻塞，，但是阻塞不是一直进行下去的，阻塞的时间是通过 timeout 指定的时间。超过时间，即使没有检测到，也进行返回

2.1、文件集的设置

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);   // 清空文件集
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);  // 检测文件，是否以及被置为到文件集
void FD_SET(int fd, fd_set *set);  // 将文件描述符，置为到文件集
void FD_ZERO(fd_set *set);   // 清空

 

2.2、底层poll

    当上层调用了select 或者 poll 、epoll 的时候，底层的 poll  被调用，

unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);

第一个参数，是被打开文件，相关的参数；第二个参数，是被轮询设备的表格。poll 函数里面，当返回的时候，需要返回以下：

POLLIN ： 表示设备可读，参考是应用层，

POLLOUT ： 表示设备可写，

POLLERR ： 错误

POLLRDNORM ：必须被设置，

一般是：

unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *)

{

        if (XXXXX)

           mask |= POLLIN |  POLLRDNORM ;

        else

             mask |= POLLOUT |  POLLRDNORM ;

}