eventfd man

概要
        #include<sys/eventfd.h>
        int eventfd(unsigned int initval, intflags);

描述
eventfd()创建一个“eventfd对象”,这个对象能被用户空间应用用作一个事件等待/响应机制,靠内核去响应用户空间应用事件。这个对象包含一个由内核保持的无符号64位整型计数器。这个计数器由参数initval说明的值来初始化。
从linux2.6.27开始,下面的值可以在flags中被 OR 来改变eventfd()的行为:
EFD_NONBLOCK  在新打开的文件描述符中设置O_NONBLOCK文件状态标示。使用这个标示节省了对fcntl的额外调              用。

EFD_CLOEXEC   在新打开的文件描述符中设置close-on-exec(FD_CLOEXEC)标示。

在linux2.6.26版本以下,flags参数都是不能够使用的,必须为0.

eventfd()返回一个新的与eventfd对象关联的文件描述符。下面的操作能在这个文件描述符上执行:
read
如果eventfd计数器为一个非0值,read返回包含这个值的8个字节,并且这个计数器的值被重置为0.(返回的值为主机字节序)。
如果read的时候计数器为0,调用要么阻塞直到计数器变为非0,要么失败返回EAGAIN,如果文件描述符是非阻塞的话。
read会失败返回EINVAL,如果提供的buffer大小小于8字节的话。

write
write调用向计数器增加一个由它的buffer提供的8字节整型值。计数器能存储的最大值是最大的无符号64位整型值少1(0xfffffffffffffffe)。如果增加导致计时器的值超过了最大值,write要么阻塞直到一个read在这个文件描述符上执行,要么返回EAGAIN,如果文件描述法是非阻塞的。
write会失败返回EINVAL,如果提供的buffer大小小于8字节的话,或者如果试图写入值0xffffffffffffff。

poll,select(等)
返回的文件描述符支持poll和select,如下:
文件描述符是可读的(seceltreadfds参数;)如果计数器值大于0.
文件描述符是可写的,如果它可以被写入一个至少为1的值而不会被阻塞。
如果计数器值被检测到溢出了,select会指示这个文件描述符为可读可写。如上所提醒的,write决不能溢出计数器。
eventfd文件描述符也支持其他文件多路转接API:pselcet,ppoll,epoll。

close
当文件描述符不再被需要的时候它要被关闭。当所有和同一个eventfd对象相联系的文件描述符被关系时,对象的资源就被内核清空。

由eventfd()创建的文件描述符拷贝被子进程通过fork所继承。文件描述符的副本是同同一个eventfd对象相联系的。由eventfd()创建的文件描述符在execve时被保留。

返回值
成功时,eventfd()返回一个新的eventfd文件描述符。失败时,返回-1,errno指出错误情况。

错误
EINVAL   标示不合法;在linux2.6.26或更早版本中,flags非0。
EMFILE   到达进程最大打开文件描述符限制。
ENFILE   到达系统总共能打开的文件数。
ENODEV   不能挂载匿名节点设备。
ENOMEM   没有创建一个新eventfd文件描述符的足够内存。

版本
eventfd()自从2.6.22开始可用。glibc版本2.8开始提供支持。eventfd2()系统调用从linux2.6.27开始可用。自从2.9开始,glibceventfd()用evnetfd2()系统调用封装,如果内核支持的话。

注意
应用可以使用一个eventfd文件描述符来取代一个管道,在所有管道用来作为事件通知的情况下。内核消耗在一个eventfd文件描述符上的远比在一个管道上的少,并且仅需要一个文件描述符(管道需要2个)。
当使用在内核中时,一个eventfd文件描述符能提供一个内核-用户空间的桥梁。
一个关于eventfd要指出的地方是它能像其他文件描述符一样用select,poll。epoll来监控。这意味着一个应用能同时监控:传统“文件的读端,和其他支持eventfd接口的内核机制的读端。

后面的不想翻译了

EXAMPLE

       The following program creates an eventfd file descriptor and then forks to
       create a child process.  While the parent briefly sleeps, the child writes
       each of the integers supplied in the program's command-line arguments to the
       eventfd file descriptor.  When the parent has finished sleeping, it reads from
       the eventfd file descriptor.
The following shell session shows a sample run of the program:
 $ ./a.out 1 2 4 7 14 
 Child writing 1 to efd 
 Child writing 2 to efd 
 Child writing 4 to efd 
 Child writing 7 to efd 
 Child writing 14 to efd 
 Child completed write loop 
 Parent about to read
           Parent read 28 (0x1c) from efd

Program source

       #include <sys/eventfd.h> 
#include <unistd.h> 
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h> 
#include <stdint.h> 
  
 #define handle_error(msg) \ 
 do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0) 
 int
       main(int argc, char *argv[]) 
 {
           int efd, j; 
 uint64_t u; 
 ssize_t s; 
 if (argc < 2) 

 fprintf(stderr, "Usage: %s <num>...\n", argv[0]); 
 exit(EXIT_FAILURE); 
 
 efd = eventfd(0, 0);
 if (efd == -1)
               handle_error("eventfd"); 
 switch (fork()) 

 case 0: 
 for (j = 1; j < argc; j++) 

 printf("Child writing %s to efd\n", argv[j]);
 u = strtoull(argv[j], NULL, 0); 
  
 s = write(efd, &u, sizeof(uint64_t)); 
 if (s != sizeof(uint64_t)) 
 handle_error("write"); 
 
 printf("Child completed write loop\n"); 
 exit(EXIT_SUCCESS); 
 default:
 sleep(2); 
 printf("Parent about to read\n"); 
 s = read(efd, &u, sizeof(uint64_t));
 if (s != sizeof(uint64_t)) 
 handle_error("read"); 
 printf("Parent read %llu (0x%llx) from efd\n",
                       (unsigned long long) u, (unsigned long long) u); 
 exit(EXIT_SUCCESS); 
 case -1: 
 handle_error("fork"); 
 }
 }
### 使用 `eventfd` 配合 `epoll` 进行高效事件驱动编程 #### 创建并初始化 `eventfd` 为了实现高效的事件通知机制,通常会在 Linux 中使用 `eventfd` 来创建一个文件描述符。此文件描述符支持原子性的读写操作,并且可以用于在不同线程间传递整数值。 ```c #include <sys/eventfd.h> int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC); if (efd == -1) { perror("Failed to create eventfd"); } ``` 这段代码创建了一个具有非阻塞特性和关闭执行属性的 `eventfd` 文件描述符[^1]。 #### 将 `eventfd` 添加到 `epoll` 实例中 一旦有了 `eventfd` 描述符,就可以将其加入到现有的 `epoll` 实例里以便监控其状态变化: ```c struct epoll_event ev; ev.events = EPOLLIN; // 监听可读事件 ev.data.fd = efd; // 假设 epfd 是已经创建好的 epoll 句柄 if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, efd, &ev) == -1) { perror("Error adding eventfd to epoll instance"); } ``` 这里通过调用 `epoll_ctl()` 函数将 `eventfd` 加入到了指定的 `epoll` 实例中进行监视[^2]。 #### 发送信号给 `eventfd` 当某个特定条件满足时(比如有新的数据到达),可以通过向 `eventfd` 写入来触发相应的事件: ```c uint64_t u = 1; write(efd, &u, sizeof(uint64_t)); ``` 这一步骤使得关联于该 `eventfd` 的任何等待中的 `epoll_wait()` 调用都会立刻返回,从而允许应用程序及时响应新发生的事件[^3]。 #### 接收来自 `eventfd` 的通知 最后,在主循环内部处理由 `epoll_wait()` 返回的结果集时,应该检查是否有针对 `eventfd` 的活动发生: ```c while (true) { int nfds = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1); for (int n = 0; n < nfds; ++n) { if (events[n].data.fd == efd) { uint64_t u; read(events[n].data.fd, &u, sizeof(uint64_t)); // 执行必要的动作... } } } ``` 上述逻辑展示了如何在一个典型的事件轮询循环内识别并回应来自 `eventfd` 的通知消息[^4]。
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