事件可以是以下宏的集合:
epoll相對於選擇/輪詢的優勢:
與epoll相關的內核代碼在fs/eventpoll.c文件中。這裏分別分析了epoll_create、epoll_ctl、epoll_wait三個函數在內核中的實現。分析中使用的linux內核的源代碼是版本4.1.2。
Epoll_create用於創建Epoll的句柄，在內核系統中實現如下:
sys_epoll_create:
可以看出，當我們調用epoll_create時，傳入的size參數只是用來判斷是否小於等於0，然後就沒有其他用途了。
整個函數只有三行代碼，真正的工作還是放在sys_epoll_create1函數中。
sys _ epoll _ create-& gt；sys_epoll_create1:
sys_epoll_create1的功能流程如下:
sys _ epoll _ create-& gt；sys _ epoll _ create 1-& gt；ep_alloc:
sys _ epoll _ create-& gt；sys _ epoll _ create 1-& gt；EP _ alloc-& gt；get_unused_fd_flags:
在linux內核中，current是壹個宏，它返回壹個task_struct結構的變量(我們稱之為進程描述符)，這個變量代表當前的進程。進程打開的文件資源存儲在進程描述符的files成員中，所以current->；文件返回的當前進程打開的文件資源。rlimit(RLIMIT_NOFILE)函數獲取當前進程可以打開的文件描述符的最大數量。該值可以設置，默認值為1024。
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__alloc_fd的工作是在[start，end]之間為進程分配壹個可用的文件描述符(註意:這裏start是0，end是進程可以打開的文件描述符的最大數量)，這裏就不贅述了。代碼如下:
sys _ epoll _ create-& gt；sys _ epoll _ create 1-& gt；EP _ alloc-& gt；get _ unused _ FD _ flags-& gt；__alloc_fd:
然後，epoll_create1將調用anon_inode_getfile來創建文件結構，如下所示:
sys _ epoll _ create-& gt；sys _ epoll _ create 1-& gt；匿名信息節點獲取文件:
anon_inode_getfile函數將首先分配壹個文件結構和壹個dentry結構，然後用壹個匿名inode節點anon_inode_inode將文件結構掛鉤。需要註意的是，調用anon_inode_getfile函數申請文件結構時，較早申請的eventpoll結構的ep變量，申請的文件-->；Private_data會指向這個ep變量，同時anon_inode_getfile函數返回後，EP->；File將指向該函數應用的文件結構變量。
簡單說壹下file/dentry/inode，當壹個進程打開壹個文件的時候，內核會給進程分配壹個文件結構，表示打開的文件在進程的上下文中，然後應用會通過壹個int文件描述符來訪問這個結構。實際上，內核進程維護的是壹個文件結構數組，文件描述符就是數組中對應文件結構的下標。
Dentry結構(稱為“目錄條目”)記錄了文件的各種屬性，如文件名、訪問權限等。每個文件只有壹個dentry結構，然後壹個進程可以多次打開壹個文件，多個進程也可以打開同壹個文件。在這些情況下，內核會申請多個文件結構，建立多個文件上下文。但是，對於同壹個文件，無論打開多少次，內核只會給該文件分配壹個dentry。因此，文件結構和條目結構之間是多對壹的關系
同時，每個文件不僅有壹個dentry目錄條目結構，還有壹個索引節點的inode結構，記錄了文件在存儲介質上的位置和分布，在內核中每個文件只分配壹個inode。Dentry和inode描述了不同的目標。壹個文件可能有幾個文件名(如鏈接文件)，通過不同的文件名訪問同壹個文件可能是不同的。Dentry文件表示邏輯意義上的文件並記錄其邏輯屬性，而inode結構表示物理意義上的文件並記錄其物理屬性。dentry和inode結構之間是多對壹的關系
sys _ epoll _ create-& gt；sys _ epoll _ create 1-& gt；fd _安裝:
總結壹下epoll_create函數的作用:調用epoll_create後，在內核中分配壹個eventpoll結構和壹個表示epoll文件的file結構，將兩個結構關聯在壹起，同時返回壹個也與file結構關聯的epoll文件描述符fd。當應用程序操作epoll時，它需要傳入壹個epoll文件描述符fd。根據這個fd，內核可以找到epoll的文件結構，然後通過該文件可以獲得epoll_create所申請的eventpoll的結構變量，所有與epoll相關的重要信息都存儲在這個結構中。接下來，epoll接口函數的所有操作都在eventpoll結構變量上執行。
所以epoll_create的作用就是為進程建立壹個從epoll文件描述符到內核中eventpoll結構變量的通道。
Epoll_ctl接口用於添加/修改/刪除文件監聽事件。內核代碼如下:
sys_epoll_ctl:
根據epoll_ctl接口的介紹，op是epoll操作(添加/修改/刪除事件)的動作，ep_op_has_event(op)判斷是否不是刪除操作。If OP！= EPOLL_CTL_DEL為真，那麽就需要調用copy_from_user函數將事件從用戶空間復制到內核的epds變量中。因為，只有刪除操作，內核不需要使用進程傳入的event事件。
然後連續兩次調用fdget，獲取epoll文件和被監控文件(以下簡稱目標文件)的文件結構變量(註意:該函數返回fd結構變量，fd結構包含文件結構)。
下壹步是檢查參數。在以下情況下，可以認為傳入的參數有問題，直接返回錯誤:
當然，如果是加法運算，對於運算動作還是有壹些判斷的。這裏就不解釋了，比較簡單，可以自己看。
在ep中，維護了壹個紅黑樹。每增加壹個註冊的事件，就應用壹個具有epitem結構的變量來表示事件監聽器，然後插入ep的紅黑樹中。在epoll_ctl中，會調用ep_find函數從ep的紅黑樹中尋找目標文件所代表的監聽項，返回的監聽項可能為空。
接下來，switch區域的代碼是整個epoll_ctl函數的核心。切換op有三種情況:添加(EPOLL_CTL_ADD)、刪除(EPOLL_CTL_DEL)和修改(EPOLL_CTL_MOD)。這裏我就以加法為例來說明壹下。其他兩種情況類似。我知道如何添加監聽事件，其他刪除和修改監聽事件也可以外推。
向目標文件添加監控事件時，您必須首先確保目標文件沒有在當前ep中被監控。如果存在(epi不為空)，將返回-EEXIST錯誤。否則參數正常，然後默認設置目標文件的POLLERR和POLLHUP監控事件，然後調用ep_insert函數將目標文件的監控事件插入到ep維護的紅黑樹中:
sys _ epoll _ CTL-& gt；ep_insert:
如前所述，對目標文件的監控是由壹個具有epitem結構的監聽器變量來維護的，所以在ep_insert函數中，首先調用kmem_cache_alloc函數，從slab分配器中分配壹個epitem結構監聽器，然後初始化該結構。這裏沒什麽好說的。接下來讓我們看看函數調用ep_item_poll:
sys _ epoll _ CTL-& gt；EP _ insert-& gt；ep _ item _輪詢:
在ep_item_poll函數中，調用目標文件的poll函數，針對不同的目標文件指向不同的函數。如果目標文件是套接字，輪詢指向sock_poll，而如果目標文件是tcp套接字，輪詢是tcp_poll函數。雖然poll指向的函數可能不壹樣，但是它們的作用都是壹樣的，就是獲取目標文件當前生成的事件位，將監聽項綁定到目標文件的poll鉤子上(最重要的是註冊poll回調函數EP _ PTABLE _ QUEEN _ PROC)。這個操作完成後，以後目標文件生成事件時會調用EP _ PTABLE _ QUEEN _ PROC回調函數。
接下來調用list_add_tail_rcu將當前監聽項添加到目標文件的f_ep_links鏈表中，也就是目標文件的epoll鉤子鏈表，所有監聽目標文件的監聽項都會添加到鏈表中。
然後調用ep_rbtree_insert，將epi監聽器添加到ep維護的紅黑樹中。這裏不做解釋，代碼如下:
sys _ epoll _ CTL-& gt；EP _ insert-& gt；ep_rbtree_insert:
如前所述，ep_insert調用ep_item_poll來獲取目標文件生成的事件位。在調用epoll_ctl之前的壹段時間內，可能有相關進程需要監控的事件。如果有被監視的事件，(Revents &:event-& gt；Events為真)，且與目標文件相關的監聽項沒有鏈接到ep的準備鏈表rdlist，監聽項被添加到ep的準備鏈表rdlist，rdlist鏈接epoll描述符所監控的所有就緒目標文件的監聽項。而且，如果有任務等待生成事件，調用wake_up_locked函數喚醒所有等待的任務，處理相應的事件。當壹個進程調用epoll_wait時，它出現在ep的wq等待隊列中。接下來，解釋epoll_wait函數。
總結壹下epoll_ctl函數:該函數根據監控到的事件為目標文件申請監聽項，並將監聽項掛入eventpoll結構的紅黑樹中。
Epoll_wait等待事件，內核代碼如下:
sys_epoll_wait:
第壹個是檢查流程傳入的壹些參數:
檢查完所有參數後，調用ep_poll函數進行實際處理:
sys _ epoll _ wait-& gt；ep_poll:
ep_poll第壹件事就是處理等待時間。超時超時以毫秒為單位，超時大於0，表示等待超時時間超時。如果超時等於0，函數不會阻塞，直接返回。如果它小於0，它將被永久阻止，直到事件發生時才會返回。
當沒有事件生成時((！Ep_events_available(ep))為true)，調用__add_wait_queue_exclusive函數將當前進程添加到EP->；Wq在隊列中等待，然後在壹個無限for循環中，先調用set _ current _ state(task _ interruptible)將當前進程設置為可中斷睡眠狀態，然後當前進程放棄cpu進入睡眠，直到另壹個進程調用wake_up或者有中斷信號進來喚醒這個進程，它才會執行下壹個代碼。
如果進程被喚醒，首先檢查是否有事件，或者是否超時或者被其他信號喚醒。如果出現這些情況，跳出循環，將當前進程從EP->；Wp從等待隊列中移除，當前進程設置為TASK_RUNNING就緒狀態。
如果有事件，調用ep_send_events函數將事件轉移到用戶空間。
sys _ epoll _ wait-& gt；EP _ poll-& gt；ep _發送_事件:
Ep_send_events沒有工作，但是真正的工作在ep_scan_ready_list函數中:
sys _ epoll _ wait-& gt；EP _ poll-& gt；EP _ send _ events-& gt；ep_scan_ready_list:
Ep_scan_ready_list首先將Ep就緒列表中的數據鏈接到壹個全局txlist，然後清除ep就緒列表，還將ep的ovflist列表設置為NULL。ovflist是壹個單鏈表，它是壹個接受就緒事件的備份鏈表。當內核進程將事件從內核復制到用戶空間時，目標文件可能會在此期間生成新事件。這時候就需要將新的時間鏈放入ovlist。
然後，調用存儲過程回調函數(這裏將調用ep_send_events_proc函數)將事件數據從內核復制到用戶空間。
sys _ epoll _ wait-& gt；EP _ poll-& gt；EP _ send _ events-& gt；EP _ scan _ ready _ list-& gt；ep_send_events_proc:
ep_send_events_proc回調函數循環獲取被監控項的事件數據。對於每個被監控的項目，它調用ep_item_poll來獲取被監控目標文件的事件。如果獲得了事件，它調用__put_user函數將數據復制到用戶空間。
回到ep_scan_ready_list函數，上面提到了在執行存儲過程回調函數的過程中，目標文件可能會生成新的事件鏈接到ovlist中，所以在回調之後，需要再次將ovlist中的事件添加到rdllist ready事件列表中。
同時，在最後，如果rdlist不為空(表示是否有ready事件)且進程正在等待事件，則調用wake_up_locked再次喚醒內核進程來處理事件的到來(流程同前，即把事件復制到用戶空間)。
至此，epoll_wait的進程結束了，但是有壹個問題，就是上面提到的進程在調用epoll_wait之後會休眠，但是這個進程什麽時候會被喚醒呢？調用epoll_ctl為目標文件註冊監聽器項時，為目標文件的監聽器項註冊壹個EP _ PTABLE _ QUEEN _ PROC回調函數。EP _ PTABLE _ QUEEN _ PROC回調函數將進程添加到目標文件的喚醒列表中，並註冊壹個ep_poll_callbak回調函數。當目標文件生成壹個事件時，ep_poll_callbak回調將喚醒等待隊列中的進程。
總結壹下epoll函數:epoll_wait函數會讓調用它的進程進入睡眠狀態(timeout為0時除外)。如果有被監控的事件，進程將被喚醒，事件將從內核復制到用戶空間，並返回到進程。