Linux 命名 fifo 非阻塞读取选择返回伪造的 read_fds

Question

类似于problem asked a while ago on kernel 3.x，但我在 4.9.37 看到它。 命名的 fifo 是使用 mkfifo -m 0666 创建的。在读取端它是用

打开的

int fd = open(FIFO_NAME, O_RDONLY | O_NONBLOCK);

生成的fd 被传递到对select() 的调用中。一切正常，直到我运行echo >> <fifo-name>。

现在fd 在select() 返回之后出现在read_fds 中。 fd 上的 read() 将返回一个字节的数据。到现在为止还挺好。

下次调用select() 并返回时，fd 仍会出现在read_fds 中，但read() 将始终返回零含义而没有数据。实际上，读取端将消耗 100% 的处理器容量。这与引用问题所观察到的问题完全相同。

有人遇到过同样的问题吗？以及如何正确解决或解决它？

我想如果我关闭fifo的读取端，然后再次打开它，它会正常工作。这可能没问题，因为我们没有发送大量数据。虽然这不是一个好的或一般的解决方法。

Answer 1

这是预期的行为，因为输入结束的情况导致read() 不会阻塞；它立即返回 0。

如果您查看man 2 select，它清楚地表明，如果readfds 中的描述符不会阻塞（在select() 调用时），则该描述符上的read() 已设置。

如果您使用poll()，它也会立即返回POLLHUP in revents。

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正如 OP 所述，正确的解决方法是重新打开 FIFO。

因为 Linux 内核只维护一个内部管道对象来表示每个打开的 FIFO（请参阅 man 7 fifo 和 man 7 pipe），Linux 中稳健的方法是在遇到输入结束时打开另一个描述符到 FIFO（ read() 返回 0)，然后关闭原件。在 两个 描述符打开期间，它们引用同一个内核管道对象，因此不存在竞争窗口或数据丢失风险。

在伪 C 中：

fifoflags = O_RDONLY | O_NONBLOCK;
fifofd = open(fifoname, fifoflags);
if (fifofd == -1) {
    /* Error checking */
}

/* ... */

/* select() readfds contains fifofd, or
   poll() returns POLLIN for fifofd: */

    n = read(fifofd, buffer, sizeof buffer)
    if (!n) {
        int tempfd;

        tempfd = open(fifopath, fifoflags);
        if (tempfd == -1) {
            const int cause = errno;
            close(fifofd);

            /* Error handling */

        }
        close(fifofd);
        fifofd = tempfd;

        /* A writer has closed the FIFO. */

    } else
        /* Handling for the other read() result cases */

Linux 中的文件描述符分配策略是 tempfd 将是编号最小的空闲描述符。

在我的系统（Core i5-7200U 笔记本电脑）上，以这种方式重新打开 FIFO 只需不到 1.5 µs。也就是说，每秒可以完成大约 680,000 次。我不认为这种重新打开是任何合理场景的瓶颈，即使在低功率嵌入式 Linux 机器上也是如此。