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. { 
7.    int epfd, fd; 
8.    struct epoll_event ev, events[2]; 
9.    int result; 
10.  
11.    epfd = epoll_create(10); 
12.    if (epfd < 0) { 
13.        perror("epoll_create()"); 
14.        return -1; 
15.   } 
16.  
17.    fd = open("./test.txt", O_RDONLY | O_CREAT); 
18.    if (fd < 0) { 
19.        perror("open()"); 
20.        return -1; 
21.   } 
22.  
23.    ev.events = EPOLLIN; 
24.  
25.    result = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev); 
26.    if (result < 0) { 
27.        perror("epoll_ctl()"); 
28.        return -1; 
29.   } 
30.  
31.    epoll_wait(epfd, events, 2, -1); 
32.  
33.    return 0; 
34. } 

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. { 
4.    int error; 
5.    struct file *file, *tfile; 
6.  
7.   ... 
8.  
9.    error = -EBADF; 
10.    file = fget(epfd);  // epoll 句柄对应的文件对象 
11.    if (!file) 
12.        goto error_return; 
13.  
14.    tfile = fget(fd);   // 被监听的文件句柄对应的文件对象 
15.    if (!tfile) 
16.        goto error_fput; 
17.  
18.    error = -EPERM; // Operation not permitted 错误号 
19.    if (!tfile->f_op || !tfile->f_op->poll) 
20.        goto error_tgt_fput; 
21.  
22.   ... 
23.  
24. error_tgt_fput: 
25.    fput(tfile); 
26. error_fput: 
27.    fput(file); 
28. error_return: 
29.  
30.    return error; 
31. } 

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, 
14. ; 

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