什么是IO多路復用
簡單來說，就是解決能夠同時操作多個設備的方法，及時處理多個設備的數據。
具體的，是指單線程或單進程同時監測若干個文件描述符是否可以執行IO操作的能力。
IO多路復用的三種方法
Linux的IO多路復用有三種方法：select、poll、epoll，且這三種方法都是 系統調用。
(相關資料圖)
這里介紹嵌入式中常用的兩種select和poll。
select
相關接口
/* According to POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */ #include < sys/select.h > /* According to earlier standards */ #include < sys/time.h > #include < sys/types.h > #include < unistd.h > int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask); int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); void FD_SET(int fd, fd_set *set); void FD_CLR(int fd, fd_set *set); void FD_ZERO(fd_set *set);select把要監視的文件描述符分成三類：readfds、writefds、exceptfds`。
readfds是需要進行讀操作的文件描述符，writefds是需要進行寫操作的文件描述符，exceptfds是需要進行異常處理的文件描述符。對于不需要監聽的，填NULL即可。
第一次對n個文件進行select()的時候，若任何一個文件滿足要求，select()就直接返回；第2次再進行select()的時候，沒有文件滿足讀寫要求，select()的進程阻塞且睡眠。示意圖如下：
fd_set是文件描述符組，需要通過FD_XX系列的函數來操作。例如：
FD_ZERO：清空文件描述符組
fd_set writefds;FD_ZERO(&writefds)FD_SET：添加一個文件描述符到組中
FD_CLR：刪除一個組中的文件描述符
FD_SET(fd, &writefds);//將fd加進組中FD_CLR(fd, &writefds);//將fd從組中刪除FD_ISSET：檢測一個文件描述符是否在組中，我們用這個來檢測一次select調用之后有哪些文件描述符可以進行IO操作
if (FD_ISSET(fd, &readfds)){ /* fd可讀 */}poll
#include < poll.h >int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；poll()函數也是一個 系統調用，可實現類似select()的效果。與select()不同的是，select將要監聽的文件描述符分為讀、寫、異常三種，而poll則使用一個文件描述符集struct pollfd fds[]來管理。
struct pollfd用來描述一個需要監聽的文件描述符，傳參時傳入struct pollfd類型數組fds。
參數說明
| 參數 | 說明 |
|---|---|
| fds | 一個struct pollfd結構類型的數組，用于存放需要檢測其狀態的文件描述符集； |
| nfds | 用于標記數組fds中的結構體元素的總數量 |
| timeout | 阻塞的時間，單位：毫秒；如果timeout==0，那么poll() 函數立即返回而不阻塞，如果設置為負數，那么poll() 函數會一直阻塞下去，直到所檢測的文件描述符上的感興趣的事件發生是才返回。 |
返回值：
==0：代表poll超時-1：代表poll函數調用失敗，同時會自動設置全局變量errno0：數組fds中準備好讀、寫或出錯狀態的那些文件描述符的總數量
struct pollfd結構體
struct pollfd{ int fd; /*文件描述符*/ short events; /* 等待的需要測試事件 */ short revents; /* 實際發生了的事件，也就是返回結果 */}events和revents事件值：
| 常量 | 說明 |
|---|---|
| POLLIN | 普通或優先級帶數據可讀 |
| POLLRDNORM | 普通數據可讀 |
| POLLRDBAND | 優先級帶數據可讀 |
| POLLPRI | 高優先級數據可讀 |
| POLLOUT | 普通數據可寫 |
| POLLWRNORM | 普通數據可寫 |
| POLLWRBAND | 優先級帶數據可寫 |
| POLLERR | 發生錯誤 |
| POLLHUP | 發生掛起 |
| POLLNVAL | 描述字不是一個打開的文件 |
poll系統調用過程
poll系統調用在內核中的入口函數是sys_poll()，sys_poll()的系統調用關系如下：
關鍵點是在vfs_poll()函數：
//include/linux/poll.hstatic inline __poll_t vfs_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *pt){ if (unlikely(!file- >f_op- >poll)) return DEFAULT_POLLMASK; return file- >f_op- >poll(file, pt);//調用到驅動中的poll函數}file->f_op->poll(file,pt)會調用到驅動中的poll函數.
驅動中poll機制實現
驅動中只需要實現struct file_operations結構體里的poll函數，代碼如下：
static unsigned int my_poll(struct file *fp, struct poll_table_struct *wait){ unsigned int mask = 0; poll_wait(fp, &btn_waitq, wait);//將驅動中的等待隊列btn_waitq添加進等待隊列表table中 if(ev_press) mask |= POLLIN|POLLRDNORM; return mask;}static struct file_operations my_fops = { .owner = THIS_MODULE, ...... .poll = my_poll,};應用程序調用poll()時，內核中會調用每個設備驅動中的poll函數，這些底層函數都會調用poll_wait()將本設備驅動中的等待隊列添加到一個等待隊列表中（table）
如果監控設備沒有事件發生，在調用完所有要監控設備驅動的poll函數后，進程會休眠（table）
如果任何一個監控的設備有事件發生，內核中的poll又會重新帶調用每個設備驅動中的poll方法。看看有多少個設備有事件發生，然后才返回到應用層。
