Linux——訊號驅動IO

 

裝了4天的作業系統 。。。呵呵收穫頗多。

緬懷Stevens大師。

最好的參考資料：

1.師從互連網。

2.Linux man 命令：man 7 signal，man 7 socket。

3.UNP v1第25章 。

第一條：概述 

訊號驅動IO，不是非同步IO。

訊號驅動IO是指：進程預先告知核心，使得 當某個socketfd有events（事件）發生時，核心使用訊號通知相關進程。

非同步IO（Asynchronous IO）是指：進程執行IO系統調用（read / write）告知核心啟動某個IO操作，核心啟動IO操作後立即返回到進程。IO操作即核心當中的服務常式。Posix 通過 aio_XXX函數提供真正的非同步IO（參見 man 7 aio).

linux 2.6.35中定義的相關訊號：

 

#defineSIGPOLLSIGIO/* Pollable event occurred (System V).  */

#defineSIGIO29/* I/O now possible (4.2 BSD).  */

 

第二條： System 訊號驅動IO。

System V Asynchronous I/O

 

APUE的描述：In System V, asynchronous I/O is part of the STREAMS
system and works only with STREAMS devices and STREAMS pipes. The System
V asynchronous I/O signal is SIGPOLL.To enable asynchronous I/O for a STREAMS device, we have to call ioctl with a second argument (request) of I_SETSIG. 

在System V當中，非同步IO是STREAMS機制的一部分，並且她只能工作在流裝置和流管道上。System V 非同步IO訊號是SIGPOLL。我們可以用I_SETSIG為第二個參數調用ioctl，來在一個裝置上開啟非同步IO功能。由於linux拋棄了 STREAMS機制，就不再討論了。呵呵。

第三條：BSD訊號驅動IO。

 

BSD Asynchronous I/O

 

APUE的描述：Asynchronous I/O in BSD-derived systems is a combination of two signals: SIGIO and SIGURG.
The former is the general asynchronous I/O signal, and the latter is
used only to notify the process that out-of-band data has arrived on a
network connection.

基於BSD系統的非同步IO機制是通過SIGIO和SIGURG訊號組合實現的。SIGIO用於一般的非同步IO，SIGURG（urgent）僅用於提醒（notify）進程網路連接上有帶外資料到達，什麼是帶外資料，就是一個位元組的緊急資料，用於告訴對端，我們的機器上有某種緊急事件發生了，比方說要宕機。

（0）在描述符上開啟SIGIO訊號驅動IO功能，只需3步，僅需3步喲，就可以不用輪詢機制來耗費CPU接收資料：

1調用signal或sigaction，為訊號SIGIO建立訊號處理函數。

2設定套介面的屬主。通過調用fcntl得F_SETOWN命令，在套介面設定接收SIGIO訊號的進程或進程組。

3開啟套介面上的訊號驅動IO，通過fcntl的F_SETFL命令，在套介面上設定O_ASYNC。

（0.1）注：

1。ioctl的FIOASYNX功能也可實現第3步這個功能。

2。fctl和ioctl所引用的
描述符只能是終端和網路socket。

例子：

signal(SIGIO, &input_handler);

fcntl(STDIN_FILENO, F_SETOWN, getpid());

oflags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);

fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oflags | FASYNC);

 

（1）在描述符上開啟SIGURG訊號驅動IO功能，只需2步。

 

1調用signal或sigaction，為訊號SIGURG建立訊號處理函數。

2設定套介面的屬主。通過調用fcntl得F_SETOWN命令，在套介面設定接收SIGURG訊號的進程或進程組。

 

（1.1)註：所引用的描述符只能是：支援帶外資料的網路連接的socket描述符。

第四條：Linux訊號驅動IO

Linux支援BSD的訊號驅動IO。

（0）UDP套介面上SIGIO訊號。

SIGIO在UDP使用是最合適的，UDP套介面上的SIGIO只在以下2種事件種產生：

1。套介面上有資料到達。

2。UDP套介面已經串連的前提下，套介面發生非同步錯誤。

（1）TCP套介面上SIGIO訊號。

SIGIO在TCP上幾乎無用原於產生這種訊號的事件，實在是太多了。Stevens 指出：我們應該考慮只對“監聽（形容詞）TCPsocket”（描述符）使用SIGIO，因為對於“監聽TCPsocket”產生SIGIO的唯一條件是新串連完成。