UNIX中的Poll函数

本文详细解析了poll函数的工作原理和使用方法,对比了其与select函数的区别,介绍了poll函数的参数、事件掩码及返回值,通过实例展示了如何在代码中应用poll函数进行文件描述符的监控。

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poll函数和select函数非常相似,但是函数接口不一样。

  int poll(struct pollfd fdarray[], nfds_t nfds, int timeout);

  int select(int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict expectfds, struct timeval * restrict tvptr);

  其中poll函数中,结构pollfd如下:

  struct pollfd{

    int fd; //file descriptor

    short event;//event of interest on fd

    short revent;//event that occurred on fd

  }

  

  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。
POLLMSG
SIGPOLL 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。


这些事件在events域中无意义,因为它们在合适的时候总是会从revents中返回。使用poll()和select()不一样,你不需要显式地请求异常情况报告。
POLLIN | POLLPRI等价于select()的读事件,POLLOUT |POLLWRBAND等价于select()的写事件。POLLIN等价于POLLRDNORM |POLLRDBAND,而POLLOUT则等价于POLLWRNORM。
例如,要同时监视一个文件描述符是否可读和可写,我们可以设置 events为POLLIN |POLLOUT。在poll返回时,我们可以检查revents中的标志,对应于文件描述符请求的events结构体。如果POLLIN事件被设置,则文件描述符可以被读取而不阻塞。如果POLLOUT被设置,则文件描述符可以写入而不导致阻塞。这些标志并不是互斥的:它们可能被同时设置,表示这个文件描述符的读取和写入操作都会正常返回而不阻塞。
timeout参数指定等待的毫秒数,无论I/O是否准备好,poll都会返回。timeout指定为负数值表示无限超时;timeout为0指示poll调用立即返回并列出准备好I/O的文件描述符,但并不等待其它的事件。这种情况下,poll()就像它的名字那样,一旦选举出来,立即返回。


返回值和错误代码
成功时,poll()返回结构体中revents域不为0的文件描述符个数;如果在超时前没有任何事件发生,poll()返回0;失败时,poll()返回-1,并设置errno为下列值之一:
EBADF
一个或多个结构体中指定的文件描述符无效。
EFAULT
fds指针指向的地址超出进程的地址空间。
EINTR
请求的事件之前产生一个信号,调用可以重新发起。
EINVAL
nfds参数超出PLIMIT_NOFILE值。
ENOMEM
可用内存不足,无法完成请求。


poll函数退出后,struct pollfd变量的所有值被清零,需要重新设置。


下面给出一个实例程序说明用法:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/ioctl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h> /*文件控制*/#include <sys/select.h>#include <sys/time.h> /*时间方面的函数*/#include <errno.h> /*有关错误方面的宏*/#include<sys/poll.h> //poll()#include<fcntl.h>#include<string.h> //memset()int main(void)int fd,key_value,ret; struct pollfd event; //创建一个struct pollfd结构体变量,存放文件描述符、要等待发生的事件 fd=open("/dev/key",O_RDWR);  if(fd<0){  perror("open /dev/key error!\n");  exit(1); } printf("open /dev/key sucessfully!\n"); while(1){ //poll结束后struct pollfd结构体变量的内容被全部清零,需要再次设置  memset(&event,0,sizeof(event)); //memst函数对对象的内容设置为同一值  event.fd=fd; //存放打开的文件描述符  event.events=POLLIN; //存放要等待发生的事件  ret=poll((struct pollfd *)&event,1,5000); //监测event,一个对象,等待5000毫秒后超时,-1为无限等待//判断poll的返回值,负数是出错,0是设定的时间超时,整数表示等待的时间发生  if(ret<0){   printf("poll error!\n");   exit(1);  }  if(ret==0){   printf("Time out!\n");   continue;  }  if(event.revents&POLLERR){ //revents是由内核记录的实际发生的事件,events是进程等待的事件   printf("Device error!\n");   exit(1);  }  if(event.revents&POLLIN){   read(fd,&key_value,sizeof(key_value));   printf("Key value is '%d'\n",key_value);  } } close(fd); return 0;}


           

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