什么是IO多路复用
简单来说，就是解决能够同时操作多个设备的方法，及时处理多个设备的数据。
具体的，是指单线程或单进程同时监测若干个文件描述符是否可以执行IO操作的能力。
IO多路复用的三种方法
Linux的IO多路复用有三种方法：select、poll、epoll，且这三种方法都是系统调用。
这里介绍嵌入式中常用的两种select和poll。
select
相关接口
/* 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把要监视的文件描述符分成三类：readfds、writefds、exceptfds`。
readfds是需要进行读操作的文件描述符，writefds是需要进行写操作的文件描述符，exceptfds是需要进行异常处理的文件描述符。对于不需要监听的，填NULL即可。
第一次对n个文件进行select()的时候，若任何一个文件满足要求，select()就直接返回；第2次再进行select()的时候，没有文件满足读写要求，select()的进程阻塞且睡眠。示意图如下：
fd_set是文件描述符组，需要通过FD_XX系列的函数来操作。例如：
FD_ZERO：清空文件描述符组
fd_set writefds; FD_ZERO(&writefds)
FD_SET：添加一个文件描述符到组中
FD_CLR：删除一个组中的文件描述符
FD_SET(fd, &writefds);//将fd加进组中 FD_CLR(fd, &writefds);//将fd从组中删除
FD_ISSET：检测一个文件描述符是否在组中，我们用这个来检测一次select调用之后有哪些文件描述符可以进行IO操作
if (FD_ISSET(fd, &readfds)){ /* fd可读 */ }
poll
#include <poll.h> int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；
poll()函数也是一个系统调用，可实现类似select()的效果。与select()不同的是，select将要监听的文件描述符分为读、写、异常三种，而poll则使用一个文件描述符集struct pollfd fds[]来管理。
struct pollfd用来描述一个需要监听的文件描述符，传参时传入struct pollfd类型数组fds。
参数说明
| 参数 | 说明 |
| fds | 一个struct pollfd结构类型的数组，用于存放需要检测其状态的文件描述符集； |
| nfds | 用于标记数组fds中的结构体元素的总数量 |
| timeout | 阻塞的时间，单位：毫秒；如果timeout==0，那么poll() 函数立即返回而不阻塞，如果设置为负数，那么poll() 函数会一直阻塞下去，直到所检测的文件描述符上的感兴趣的事件发生是才返回。 |
返回值：
- >0：数组fds中准备好读、写或出错状态的那些文件描述符的总数量
- ==0：代表poll超时
- -1：代表poll函数调用失败，同时会自动设置全局变量errno
struct pollfd结构体
struct pollfd{ int fd; /*文件描述符*/ short events; /* 等待的需要测试事件 */ short revents; /* 实际发生了的事件，也就是返回结果 */ }
events和revents事件值：
| 常量 | 说明 |
| POLLIN | 普通或优先级带数据可读 |
| POLLRDNORM | 普通数据可读 |
| POLLRDBAND | 优先级带数据可读 |
| POLLPRI | 高优先级数据可读 |
| POLLOUT | 普通数据可写 |
| POLLWRNORM | 普通数据可写 |
| POLLWRBAND | 优先级带数据可写 |
| POLLERR | 发生错误 |
| POLLHUP | 发生挂起 |
| POLLNVAL | 描述字不是一个打开的文件 |
poll系统调用过程
poll系统调用在内核中的入口函数是sys_poll()，sys_poll()的系统调用关系如下：
关键点是在vfs_poll()函数：
//include/linux/poll.h static 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);//调用到驱动中的poll函数 }
file->f_op->poll(file,pt)会调用到驱动中的poll函数.
驱动中poll机制实现
驱动中只需要实现struct file_operations结构体里的poll函数，代码如下：
static unsigned int my_poll(struct file *fp, struct poll_table_struct *wait) { unsigned int mask = 0; poll_wait(fp, &btn_waitq, wait);//将驱动中的等待队列btn_waitq添加进等待队列表table中 if(ev_press) mask |= POLLIN|POLLRDNORM; return mask; } static struct file_operations my_fops = { .owner = THIS_MODULE, ...... .poll = my_poll, };
应用程序调用poll()时，内核中会调用每个设备驱动中的poll函数，这些底层函数都会调用poll_wait()将本设备驱动中的等待队列添加到一个等待队列表中（table）
如果监控设备没有事件发生，在调用完所有要监控设备驱动的poll函数后，进程会休眠（table）
如果任何一个监控的设备有事件发生，内核中的poll又会重新带调用每个设备驱动中的poll方法。看看有多少个设备有事件发生，然后才返回到应用层。
end
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