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Linux eventfd 原理与实践

10/5/2023

# 1. 基本原理

eventfd 是 Linux 2.6.27 添加了一个新的特性，用来实现多进程或多线程的之间的事件通知的，也可以由内核通知用户空间应用程序。

eventfd 通过一个进程间共享的 64 位计数器完成进程间通信，这个计数器在 linux 内核空间维护，用户可以通过调用 write 方法向内核空间写入一个 64 位的值，也可以调用 read 方法读取这个值。

eventfd 有三个常用的操作：

  • 初始化：给内核计数器赋初始值，一般为 0
  • 写操作：递增内核计数器
  • 读操作：当内核计数器为 0 时，读操作阻塞，当内核计数器大于 0 时，读操作不会阻塞

# 2. eventfd 的使用

# 2.1 初始化

使用 eventfd 函数来进行初始化：

#include <sys/eventfd.h>
int eventfd(unsigned int initval, int flags);
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  • initval：创建eventfd时它所对应的 64 位计数器的初始值；
  • flags： eventfd文件描述符的标志，用以改变 eventfd 的行为，大多情况设置为 0 即可。
    • 如果是2.6.26或之前版本的内核，flags 必须设置为 0
    • EFD_CLOEXEC (since Linux 2.6.27)：文件被设置成 O_CLOEXEC，创建子进程 (fork) 时不继承父进程的文件描述符
    • EFD_NONBLOCK(since Linux 2.6.27)：设置文件描述符为非阻塞的，设置了这个标志后，如果没有数据可读，就返回一个 EAGAIN 错误，不会一直阻塞。
    • EFD_SEMAPHORE (since Linux 2.6.30)：提供类似信号量语义的 read 操作，简单说就是计数值 count 递减 1。可以多次 read

举个例子：

int efd = eventfd(0, 0);
if (efd == -1)
{
    handle_error("eventfd");
}
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# 2.2 读写操作

初始化后的 eventfd，在内核中有一个 64 位的整数与之对应，我们可以通过 read/write 系统调用来修改这个数字。

write 的时候，累加计数：

uint64_t u = 1;
ssize_t n;

// 写 eventfd，必须是 64 位整数
// 内部计数器变为 1
n = write(efd, &u, sizeof(uint64_t));

// 内部计数器变为 3
u = 2；
n = write(efd, &u, sizeof(uint64_t));

// 内部计数器变为 6
u = 3；
n = write(efd, &u, sizeof(uint64_t));
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read 的时候，读出计数器的值，并将内核中的计数器赋值为 0：

n = read(efd, &u, sizeof(uint64_t));
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# 参考资料

# 关于

我叫阿豪，2015 年本科毕业于国防科学技术大学指挥信息系统专业，毕业后从事信息化装备的研发工作，主要研究方向是 Android Framework 与 Linux Kernel。

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