Linux 新的API signalfd、timerfd、eventfd使用说明

Linux 新的API signalfd、timerfd、eventfd使用说明

三种新的fd加入linux内核的的版本：

signalfd：2.6.22

timerfd：2.6.25

eventfd：2.6.22

三种fd的意义：

lsignalfd

传统的处理信号的方式是注册信号处理函数；由于信号是异步发生的，要解决数据的并发访问，可重入问题。signalfd可以将信号抽象为一个文件描述符，当有信号发生时可以对其read，这样可以将信号的监听放到select、poll、epoll等监听队列中。

ltimerfd

可以实现定时器的功能，将定时器抽象为文件描述符，当定时器到期时可以对其read，这样也可以放到监听队列的主循环中。

leventfd

实现了线程之间事件通知的方式，也可以用于用户态和内核通信。eventfd的缓冲区大小是sizeof(uint64_t)；向其write可以递增这个计数器，read操作可以读取，并进行清零；eventfd也可以放到监听队列中，当计数器不是0时，有可读事件发生，可以进行读取。

三种新的fd都可以进行监听，当有事件触发时，有可读事件发生。

signalfd涉及API：

#include  
 
int signalfd(int fd, const sigset_t *mask, int flags);

参数fd：如果是-1则表示新建一个，如果是一个已经存在的则表示修改signalfd所关联的信号；

参数mask：信号集合；

参数flag：内核版本2.6.27以后支持SFD_NONBLOCK、SFD_CLOEXEC；

成功返回文件描述符，返回的fd支持以下操作：read、select(poll、epoll)、close

l例子

 #include  
 
 #include  
#include  
 #include  
 #include  

 #define handle_error(msg) \ 
do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0) 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
 sigset_t mask; 
 int sfd; 
 struct signalfd_siginfo fdsi; 
 ssize_t s; 

 sigemptyset(&mask); 
 sigaddset(&mask, SIGINT); 
 sigaddset(&mask, SIGQUIT); 

 if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL) == -1) 
   handle_error("sigprocmask"); 

 sfd = signalfd(-1, &mask, 0); 
 if (sfd == -1) 
   handle_error("signalfd"); 

 for (;;) { 
   s = read(sfd, &fdsi, sizeof(struct signalfd_siginfo)); 
   if (s != sizeof(struct signalfd_siginfo)) 
     handle_error("read"); 

   if (fdsi.ssi_signo == SIGINT) { 
     printf("Got SIGINT\n"); 
   } else if (fdsi.ssi_signo == SIGQUIT) { 
   printf("Got SIGQUIT\n"); 
   exit(EXIT_SUCCESS); 
   } else { 
   printf("Read unexpected signal\n"); 
   } 
  } 
 }

L17-L21：将感兴趣的信号加入到sigset_t中；

L24：调用signalfd，把信号集与fd关联起来，第一个参数为-1表示新建一个signalfd，不是-1并且是一个合法的signalfd表示向其添加新的信号。

L29：阻塞等待信号的发生并读取。根据读取的结果可以知道发生了什么信号。

timerfd涉及的API

#include  
 
int timerfd_create(int clockid, int flags); 
int timerfd_settime(int fd, int flags, const struct itimerspec *new_value,struct itimerspec *old_value); 
int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value);

timerfd_create：创建一个timerfd；返回的fd可以进行如下操作：read、select(poll、epoll)、close

timerfd_settime：设置timer的周期，以及起始间隔

timerfd_gettime：获取到期时间。

//函数参数中数据结构如下： 
 
struct timespec 
{ 
time_t tv_sec; /* Seconds */ 
long   tv_nsec; /* Nanoseconds */ 
}; 
struct itimerspec 
{ 
struct timespec it_interval; /* Interval for periodic timer */ 
struct timespec it_value; /* Initial expiration */ 
};

l例子

1. #include
   
2. #include
   
3. #include
   
4. #include
   
5. #include
   
6. #include
   
7. #include /* Definition of uint64_t */
   
8. 
   
9. #define handle_error(msg) \
   
10. do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
    
11. 
    
12. void printTime()
    
13. {
    
14. struct timeval tv;
    
15. gettimeofday(&tv, NULL);
    
16. printf("printTime: current time:%ld.%ld ", tv.tv_sec, tv.tv_usec);
    
17. }
    
18. 
    
19. int main(int argc, char *argv[])
    
20. {
    
21. struct timespec now;
    
22. if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &now) == -1)
    
23. handle_error("clock_gettime");
    
24. 
    
25. struct itimerspec new_value;
    
26. new_value.it_value.tv_sec = now.tv_sec + atoi(argv[1]);
    
27. new_value.it_value.tv_nsec = now.tv_nsec;
    
28. new_value.it_interval.tv_sec = atoi(argv[2]);
    
29. new_value.it_interval.tv_nsec = 0;
    
30. 
    
31. int fd = timerfd_create(CLOCK_REALTIME, 0);
    
32. if (fd == -1)
    
33. handle_error("timerfd_create");
    
34. 
    
35. if (timerfd_settime(fd, TFD_TIMER_ABSTIME, &new_value, NULL) == -1)
    
36. handle_error("timerfd_settime");
    
37. 
    
38. printTime();
    
39. printf("timer started\n");
    
40. 
    
41. for (uint64_t tot_exp = 0; tot_exp < atoi(argv[3]);)
    
42. {
    
43. uint64_t exp;
    
44. ssize_t s = read(fd, &exp, sizeof(uint64_t));
    
45. if (s != sizeof(uint64_t))
    
46. handle_error("read");
    
47.