内核态与用户态通信之eventfd使用

首先需要确定eventfd已经被编译进内核，其次还要确定所使用的交叉编译器支持eventfd。

函数原型：

#include <sys/eventfd.h>
int eventfd(unsigned int initval, int flags);

说明：initval的范围是0~0xfffffffffffffffe；flags的值可以是如下枚举值：

enum
{EFD_SEMAPHORE = 00000001,//since Linux 2.6.30
#define EFD_SEMAPHORE EFD_SEMAPHOREEFD_CLOEXEC = 02000000,//since Linux 2.6.27
#define EFD_CLOEXEC EFD_CLOEXECEFD_NONBLOCK = 00004000//since Linux 2.6.27
#define EFD_NONBLOCK EFD_NONBLOCK
};

如果设置了EFD_SEMAPHORE，则不会出现粘包的情况，即write多少次，就需要read多少次；

如果设置了0（内核2.6.27版本之前必须设置为0），则会出现粘包的可能，write多次，可能read到的是若干次的值的和；

另外两种一般不需要，所以并未进行测试。

用户态

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>     //Definition of uint64_t
#include <sys/eventfd.h>
int efd; //Eventfd file descriptor
uint64_t eftd_ctr;
int retval;     //for select()
fd_set rfds;        //for select()
int s;
int main() {//Create eventfdefd = eventfd(0,0);if (efd == -1){printf("\nUnable to create eventfd! Exiting...\n");exit(EXIT_FAILURE);}printf("\nefd=%d pid=%d",efd,getpid());//Watch efdFD_ZERO(&rfds);FD_SET(efd, &rfds);printf("\nNow waiting on select()...");fflush(stdout);retval = select(efd+1, &rfds, NULL, NULL, NULL);if (retval == -1){printf("\nselect() error. Exiting...");exit(EXIT_FAILURE);} else if (retval > 0) {printf("\nselect() says data is available now. Exiting...");printf("\nreturned from select(), now executing read()...");s = read(efd, &eftd_ctr, sizeof(uint64_t));if (s != sizeof(uint64_t)){printf("\neventfd read error. Exiting...");} else {printf("\nReturned from read(), value read = %lld",eftd_ctr);}} else if (retval == 0) {printf("\nselect() says that no data was available");}printf("\nClosing eventfd. Exiting...");close(efd);printf("\n");exit(EXIT_SUCCESS);
}

内核态

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/pid.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/fdtable.h>
#include <linux/rcupdate.h>
#include <linux/eventfd.h>
//Received from userspace. Process ID and eventfd's File descriptor are enough to uniquely identify an eventfd object.
int pid;
int efd;
//Resolved references...
struct task_struct * userspace_task = NULL; //...to userspace program's task struct
struct file * efd_file = NULL;          //...to eventfd's file struct
struct eventfd_ctx * efd_ctx = NULL;        //...and finally to eventfd context
//Increment Counter by 1
static uint64_t plus_one = 1;
int init_module(void) {printk(KERN_ALERT "~~~Received from userspace: pid=%d efd=%d\n",pid,efd);userspace_task = pid_task(find_vpid(pid), PIDTYPE_PID);printk(KERN_ALERT "~~~Resolved pointer to the userspace program's task struct: %p\n",userspace_task);printk(KERN_ALERT "~~~Resolved pointer to the userspace program's files struct: %p\n",userspace_task->files);rcu_read_lock();efd_file = fcheck_files(userspace_task->files, efd);rcu_read_unlock();printk(KERN_ALERT "~~~Resolved pointer to the userspace program's eventfd's file struct: %p\n",efd_file);efd_ctx = eventfd_ctx_fileget(efd_file);if (!efd_ctx) {printk(KERN_ALERT "~~~eventfd_ctx_fileget() Jhol, Bye.\n");return -1;}printk(KERN_ALERT "~~~Resolved pointer to the userspace program's eventfd's context: %p\n",efd_ctx);eventfd_signal(efd_ctx, plus_one);printk(KERN_ALERT "~~~Incremented userspace program's eventfd's counter by 1\n");eventfd_ctx_put(efd_ctx);return 0;
}
void cleanup_module(void) {printk(KERN_ALERT "~~~Module Exiting...\n");
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_param(pid, int, 0);
module_param(efd, int, 0);

如何使用以上示例

Compile the userspace program (efd_us.out) and the kernel module (efd_lkm.ko)
Run the userspace program (./efd_us.out) and note the pid and efd values that it print. (for eg. “pid=2803 efd=3”. The userspace program will wait endlessly on select()
Open a new terminal window and insert the kernel module passing the pid and efd as params: sudo insmod efd_lkm.ko pid=2803 efd=3
Switch back to the userspace program window and you will see that the userspace program hasbroken out of select and exited.

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