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Epoll 能监听普通文件吗?

时间:2021-05-11 23:27     来源/作者:Linux内核那些事

Epoll 能监听普通文件吗?

epoll 是 Linux 系统中常用的多路复用 I/O 组件,一般用于监听 socket 是否能够进行 I/O 操作。那么,epoll 能监听普通文件吗?

我们先通过下面的例子来验证一下,epoll 能不能监听普通文件:

  1. #include <stdio.h> 
  2. #include <sys/epoll.h> 
  3. #include <fcntl.h> 
  4.  
  5. int main() 
  6.    int epfd, fd; 
  7.    struct epoll_event ev, events[2]; 
  8.    int result; 
  9.  
  10.    epfd = epoll_create(10); 
  11.    if (epfd < 0) { 
  12.        perror("epoll_create()"); 
  13.        return -1; 
  14.   } 
  15.  
  16.    fd = open("./test.txt", O_RDONLY | O_CREAT); 
  17.    if (fd < 0) { 
  18.        perror("open()"); 
  19.        return -1; 
  20.   } 
  21.  
  22.    ev.events = EPOLLIN; 
  23.  
  24.    result = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev); 
  25.    if (result < 0) { 
  26.        perror("epoll_ctl()"); 
  27.        return -1; 
  28.   } 
  29.  
  30.    epoll_wait(epfd, events, 2, -1); 
  31.  
  32.    return 0; 

编译并且运行,结果如下:

  1. [vagrant@localhost epoll]$ gcc epoll.c -o epoll 
  2. [vagrant@localhost epoll]$ ./epoll 
  3. epoll_ctl(): Operation not permitted 

可以看到上面的运行结果报 Operation not permitted 的错误,这说明 epoll 是不能监听普通文件的,为什么呢?

寻根究底

 

我们应该对追寻真相抱着热衷的态度,所以必须找出 epoll 不能监听普通文件的原因。

因为在上面的例子中,是 epoll_ctl 函数报的错,所以我们首先应该从 epoll_ctl 的源码入手,如下:

  1. SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd, 
  2.                struct epoll_event __user *, event) 
  3.    int error; 
  4.    struct file *file, *tfile; 
  5.  
  6.   ... 
  7.  
  8.    error = -EBADF; 
  9.    file = fget(epfd);  // epoll 句柄对应的文件对象 
  10.    if (!file) 
  11.        goto error_return; 
  12.  
  13.    tfile = fget(fd);   // 被监听的文件句柄对应的文件对象 
  14.    if (!tfile) 
  15.        goto error_fput; 
  16.  
  17.    error = -EPERM; // Operation not permitted 错误号 
  18.    if (!tfile->f_op || !tfile->f_op->poll) 
  19.        goto error_tgt_fput; 
  20.  
  21.   ... 
  22.  
  23. error_tgt_fput: 
  24.    fput(tfile); 
  25. error_fput: 
  26.    fput(file); 
  27. error_return: 
  28.  
  29.    return error; 

从上面代码可以看出,当被监听的文件没有提供 poll 接口时,就会返回 EPERM 的错误,这个错误就是 Operation not permitted 的错误号。

所以,出现 Operation not permitted 的原因就是:被监听的文件没有提供 poll 接口。

由于我们的文件系统是 ext4,所以我们来看看 ext4 文件系统中的文件是否提供了 poll 接口(位于文件 /fs/ext4/file.c 中):

  1. const struct file_operations ext4_file_operations = { 
  2.   .llseek         = generic_file_llseek, 
  3.   .read           = do_sync_read, 
  4.   .write          = do_sync_write, 
  5.   .aio_read       = generic_file_aio_read, 
  6.   .aio_write      = ext4_file_write, 
  7.   .unlocked_ioctl = ext4_ioctl, 
  8.   .mmap           = ext4_file_mmap, 
  9.   .open           = ext4_file_open, 
  10.  .release        = ext4_release_file, 
  11.  .fsync          = ext4_sync_file, 
  12.  .splice_read    = generic_file_splice_read, 
  13.  .splice_write   = generic_file_splice_write, 

ext4 文件的文件操作函数集被设置为 ext4_file_operations(也说就是:file->f_op = ext4_file_operations),从上面代码可以看出,ext4_file_operations 并没有提供 poll 接口。所以,当调用 epoll_ctl 把文件添加到 epoll 中进行监听时,就会返回 Operation not permitted 的错误。

从上面的分析可知,当文件系统提供 poll 接口时,就可以把文件添加到 epoll 中进行监听。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/HGeHm30pilIFaik2Hi9fBg

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