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1. select接口簡介
1.1 select接口使用用例
select是操作系統多路I/O復用技術實現的方式之一。
多路I/O復用技術大致使用場景為：構造一張感興趣的文件描述符列表，然后調用多路復用的IO接口，在接口中進行阻塞，直到這些描述符中的一個已準備好進行I/O時，該函數才返回。
select在應用中使用的例子如下段代碼所示。
#include <sys/select.h>
int main (int argc, char **argv)
{ fd_set fdset;struct timeval timeout;timeout.tv_sec = 10;timeout.tv_usec = 0;int fd = open("/dev/htm2", O_RDWR, 0666);for (;;) {FD_ZERO(&fdset);FD_SET(fd, &fdset);select(fd + 1, &fdset, &fdset, NULL, &timeout);sleep(1);}return (0);
}
1.2 select函數原型分析
LW_API INT select(INT iWidth, fd_set *pfdsetRead,fd_set *pfdsetWrite,fd_set *pfdsetExcept,struct timeval *ptmvalTO);
- iWidth為設置的文件集中，最大的文件號 + 1；
- pfdsetRead為關心的可讀文件集；
- pfdsetWrite為關心的可寫文件集；
- pfdsetExcept為關心的異常文件集；
- ptmvalTO為等待超時時間，LW_NULL表示永遠等待。
- 返回值：正常返回等待到的文件數量，錯誤返回 PX_ERROR。
2. 驅動中的select實現
2.1 驅動的ioctl實現
SylixOS的select接口實現中，系統會調用到每一個fd對應的設備驅動的ioctl接口，并會調用到如下表所示的兩個命令。
| 命令 | 說明 |
|---|---|
| FIOSELECT | 添加SEL_WAKE_NODE節點 |
| FIOUNSELECT | 移除SEL_WAKE_NODE節點 |
2.2 SylixOS的select等待鏈
添加與移除SEL_WAKE_NODE的操作實際都是對SylixOS的select等待鏈進行操作， 對應調用如SEL_WAKE_NODE_ADD與SEL_WAKE_NODE_DELETE的系統接口。
等待鏈的作用就是將一堆阻塞待喚醒的線程組成集合，當需要被喚醒時可以通過調用系統的SEL_WAKE_UP系列函數實現對線程的喚醒。
SylixOS提供的喚醒命令如下表所示。
| 命令 | 說明 |
|---|---|
| SEL_WAKE_UP | 喚醒一個等待線程 |
| SEL_WAKE_UP_ALL | 喚醒等待某一類型操作的所有線程 |
| SEL_WAKE_UP_TYPE | 獲取節點的等待類型 |
| SEL_WAKE_UP_ERROR | 由于產生了錯誤，喚醒一個等待的線程 |
| SEL_WAKE_UP_TERM | 由于產生了錯誤，喚醒所有等待某一類型操作的所有線程 |
2.3 SylixOS中的select上下文
需要注意的是：select阻塞操作使用的信號量為select上下文之中的，并不需要在驅動的FIOSELECT里再實現一個信號量。
select的上下文如下段程序所示。
typedef struct {LW_OBJECT_HANDLE SELCTX_hSembWakeup; /* 喚醒信號量 */BOOL SELCTX_bPendedOnSelect; /* 是否阻塞在 select() 上 */fd_set *SELCTX_pfdsetReadFds; /* 阻塞的讀文件集指針 */fd_set *SELCTX_pfdsetWriteFds; /* 阻塞的寫文件集指針 */fd_set *SELCTX_pfdsetExceptFds; /* 阻塞的異常文件集指針 */fd_set SELCTX_fdsetOrigReadFds; /* 原始的讀文件集 */fd_set SELCTX_fdsetOrigWriteFds; /* 原始的寫文件集 */fd_set SELCTX_fdsetOrigExceptFds; /* 原始的異常文件集 */INT SELCTX_iWidth; /* select() 第一個參數 */
} LW_SEL_CONTEXT;
typedef LW_SEL_CONTEXT *PLW_SEL_CONTEXT;
3. 阻塞與喚醒實現
3.1 阻塞操作
select的阻塞操作是在其內部調用的pselect函數中調用二進制信號量的pend操作實現的。但是在調用pend之前，pselect會首先調用ioctl，傳遞FIOSELECT參數，此接口中會判斷當前是否滿足select的喚醒條件，若滿足則先調用post，以使之后調用的pend不會被阻塞。
其流程如下圖所示。
3.2 喚醒操作
在需要進行喚醒的地方調用SEL_WAKE_UP系列接口，如產生中斷的地方、檢測的線程中。
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