Linux의 아티팩트: eventfd의 원리 및 응용

Linux는 파이프, 신호, 메시지 큐, 공유 메모리 등과 같은 다양한 효율적인 프로세스 간 통신 메커니즘을 제공하는 강력한 운영 체제입니다. 하지만 더 간단하고 유연하며 효율적인 의사소통 방법이 있을까요? 대답은 '예'입니다. 그게 eventfd입니다. eventfd는 Linux 버전 2.6에 도입된 시스템 호출로, 이벤트 알림을 구현하는 데, 즉 파일 설명자를 통해 이벤트를 전달하는 데 사용할 수 있습니다. eventfd에는 커널이 유지 관리하는 64비트 부호 없는 정수 카운터가 포함되어 있습니다. 프로세스는 프로세스 간 통신을 달성하기 위해 이 파일 설명자를 읽고 써서 카운터 값을 읽고 변경할 수 있습니다. eventfd의 장점은 무엇입니까? 다음과 같은 기능이 있습니다:

• eventfd는 추가 파일이나 메모리 공간을 만들 필요가 없으며 파일 설명자만 필요합니다. eventfd는 효율적인 이벤트 기반 프로그래밍을 달성하기 위해 select, poll 및 epoll과 같은 다중화 메커니즘과 함께 사용할 수 있습니다.
eventfd는 비차단 또는 세마포어 모드로 설정하여 다양한 통신 의미를 제공할 수 있습니다
eventfd는 프로세스 또는 스레드 경계를 넘어 다양한 수준의 통신을 달성할 수 있습니다.
• 그렇다면 eventfd는 어떻게 작동하나요? 어떤 응용 시나리오가 있습니까? 이 기사에서는 원칙과 적용이라는 두 가지 측면에서 아티팩트 eventfd를 소개합니다.
일반적으로 말하면 Linux 프로세스 간 통신에는 파이프, 메시지 대기열, 세마포어, 공유 메모리 및 소켓의 다섯 가지 주요 솔루션이 있습니다.

나는 파이프에 대해 잘 알지 못하며, 일반적인 파이프의 한계와 상위 프로세스와 하위 프로세스 간의 관계에 대해서만 알고 있습니다. 처음에는 명명된 파이프가 독립적인 프로세스 간 통신이 아닌 것 같아서 제외했습니다. 부모 및 자식 프로세스로 제한되지만 커널 상태에서는 사용 방법을 모르겠습니다.

나는 Message Queue를 전혀 이해하지 못합니다.

세마포어의 핵심은 커널 변수의 원자적 연산인데, 인터페이스는 사용자 모드에서만 반영되고, 세마포어의 PV 연산은 내가 원하는 알림 웨이크업 메커니즘보다는 상호 배타적인 것 같습니다.

공유 메모리는 더욱 문제가 됩니다. 인터페이스는 사용자 모드에서만 가능합니다. 커널 모드와 사용자 모드 간에 메모리를 공유하려면 파일을 직접 작성한 다음 mmap 인터페이스를 제공해야 합니다.
소켓은 이전에 af_inet의 tcp/udp 및 af_unix의 dgram에서만 사용되었습니다. 커널은 sock->ops->recvmsg와 같은 기능을 사용하여 직접 호출할 수 있지만 여전히 동일합니다. 결국 입력 매개변수를 직접 구성해야 하는데 여전히 안전하지 않다고 느껴집니다.

남은 것은 netlink뿐인 것 같습니다. 이 소켓은 netlink_kernel_create 함수를 명확하게 내보내므로 커널의 패킷 전송 기능을 명확하게 제공하므로 커널 상태 함수가 이 소켓을 사용하여 패킷을 보낼 수 있습니다. 하지만 하나는 사용자 모드에서 패킷 수신 기능을 등록해야 하고, 다른 하나는 커널 모드에서 패킷을 보내기 위해 여전히 skb를 조립해야 한다는 것입니다. 단순히 알림으로 깨어나려는 저에게는 여전히 너무 복잡합니다.

그래서 다시 검색해보니 eventfd가 KVM과 Qemu 사이의 통신 중에 Daniel이 훌륭하게 사용하고 있는 것이었습니다. .

파일로서(리눅스에는 파일이 아닌 것이 있나요~~) private_data 구조인 eventfd_ctx에는 불쌍한 변수가 4개뿐입니다.

으아악

사실 코드를 보면 더 명확해지죠

으아악
본질은 읽거나 쓰지 않고 한 번 깨우는 것입니다. eventfd_write와의 차이점은 차단이 없다는 것입니다

내 구체적인 사용법은 다음과 같습니다.

커널 상태는 기타 장치를 등록하고 작동할 커널 스레드를 생성하는 모듈입니다(매개변수는 모듈의 file->private_data입니다). 자체 eventfd에서 생성된 fd를 전달하기 위해 사용자 모드 프로세스에 ioctl 인터페이스를 제공하고 이를 커널 스레드에서 액세스할 수 있는 file->private_data에 저장합니다.

커널 상태가 사용자 상태를 알리려면 eventfd_signal이 직접 사용됩니다. 이때 사용자 상태 스레드는 먼저 eventfd_ctx->wqh에 위치해야 합니다. 하나는 read를 호출하는 것이고, 다른 하나는 다음과 같습니다. 설문 조사를 호출합니다. 읽은 경우 eventfd_ctx->count는 나중에 지워지고, 다음에 차단될 수 있습니다. 그러나 poll을 사용하면 이후에 count가 지워지지 않아 다시 polling할 때 커널 상태에 eventfd_signal이 없더라도 poll이 즉시 반환되게 된다.

사용자 상태에서 커널 상태를 알리는 것이 조금 더 번거롭습니다. 먼저 eventfd를 생성한 후 file->private_data로 보내야 합니다(여기서의 작업은 위와 동일합니다). 커널 상태를 알리기 위해 사용자 상태를 담당하는 모듈에서 iotcl을 만드십시오. 커널 상태 스레드는 먼저 vfs_read를 사용하거나 수행할 수 있습니다. 커널 상태에 대한 설문 조사를 직접 수행하십시오(또 귀찮은 것 같습니다).

이 기사에서는 Linux의 아티팩트인 eventfd를 소개합니다. 이는 간단하고 유연하며 효율적인 프로세스 간 통신 메커니즘입니다. 우리는 eventfd의 생성, 읽기, 쓰기, 플래그 비트를 원칙적인 측면에서 분석하고 해당 코드 예제를 제공했습니다. 또한 애플리케이션 관점에서 사용자 모드 및 커널 모드 통신, 타이머 및 이벤트 트리거와 같은 시나리오에서 eventfd 사용을 소개하고 해당 코드 예제를 제공했습니다. 이 기사의 연구를 통해 우리는 eventfd의 기본 사용법을 익힐 수 있으며 실제 개발에서 eventfd를 유연하게 사용하여 다양한 통신 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이 기사가 도움이 되기를 바랍니다!

위 내용은 Linux의 아티팩트: eventfd의 원리 및 응용의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!