9.阻塞IO1
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2022-08-03
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9 阻塞 IO
IO 是 Input stream/Output stream 的缩写，即输入输出。对于驱动程序来说的 IO 就是用
户程序对设备资源的访问和操作。接下来简单的说说几种 IO 模型以及 Linux 对他们的支持。
9.1 阻塞和非阻塞、同步和异步与 IO 操作
阻塞和非阻塞、同步和异步是在 IO 操作中几种不可避免的状态。
先分开来看，通俗的讲：
1) 阻塞就是指某个操作如果不满足执行的条件，他会一直处于等待状态直至条件满足。
2) 非阻塞是指某个操作如果不满足执行的条件，他不会等待并且会返回未执行的结果。
3) 同步指多个操作同时发生时，这些操作需要排队逐个执行。
4) 异步指多个操作同时发生时，这些操作可以一起执行。
对于驱动来说 IO 操作一般可以理解为对外设的读写。一个完整的 IO 操作有两个阶段：
第一阶段：查看外设数据是否就绪；
第二阶段：数据就绪，读写外设数据。
再结合起来看。
阻塞 IO、非阻塞 IO：
当应用程序发出了 IO 请求。如果目标外设或数据没有准备好，对于阻塞 IO 来说，就会
在 read 方法一直等待，直到数据准备好才会返回。而非阻塞 IO 会直接返回数据未准备好，
应用程序再去处理 NG 的情况，重新读取或是其他。可见阻塞 IO 和非阻塞 IO 体现在 IO 操作
的第一阶段。
同步 IO、异步 IO：
同步 IO 和异步 IO 实际上是针对应用程序和内核的交互来说的，应用程序发出 IO 请求
后，如果数据没有就绪，需要应用程序不断的去轮询，直到准备就绪再执行第二阶段。对于
异步 IO，应用程序发出 IO 请求之后，第一阶段和第二阶段全都交友内核完成，当然驱动程
序也属于内核的一部分。
9.2 阻塞 IO
这里说的阻塞 IO 实际上是同步阻塞 IO。Linux 的阻塞式访问中，应用程序调用 read()函
数从设备中读取数据时，如果设备或者数据没有准备好，就会进入休眠让出 CPU 资源，准
备好时就会唤醒并返回数据给应用程序。 内核提供了等待队列机制来实现这里的休眠唤醒
工作。
9.2.1 等待队列
等待队列也就是进程组成的队列，Linux 在系统执行会根据不同的状态把进程分成不同
的队列，等待队列就是其中之一。
在驱动中使用等待队列步骤如下:
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