Linux 应用开发常用函数速查手册

一、设备操作基本函数（最常用）

所有 Linux 设备访问都遵循一个套路：

open → read/write → ioctl → close

1. open()

int open(const char *pathname, int flags);

作用：
打开设备 / 文件。

例子：

int fd = open("/dev/led", O_RDWR);

返回：

• 成功 → 文件描述符 fd
• 失败 → -1

驱动对应：

file_operations
    .open

---

2. read()

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

作用：

从设备读取数据。

例子：

char buf[10];
read(fd, buf, sizeof(buf));

驱动对应：

file_operations
    .read

---

3. write()

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

作用：

向设备写数据。

例子：

write(fd, "1", 1);

驱动对应：

file_operations
    .write

---

4. ioctl()

int ioctl(int fd, unsigned long cmd, unsigned long arg);

作用：

发送 控制命令。

例子：

ioctl(fd, LED_ON);

驱动对应：

file_operations
    .unlocked_ioctl

---

5. close()

int close(int fd);

作用：

关闭设备。

例子：

close(fd);

驱动对应：

file_operations
    .release

---

二、I/O 多路复用函数（重点）

当你看到：

应用程序使用 select()、poll() 或 epoll()

其实就是 等待多个设备同时有数据。

比如：

• 键盘
• socket
• 触摸屏
• 管道

---

1. select()

最早的多路复用函数。

int select(int nfds,
           fd_set *readfds,
           fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds,
           struct timeval *timeout);

例子：

fd_set rfds;
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd, &rfds);

select(fd+1, &rfds, NULL, NULL, NULL);

if (FD_ISSET(fd, &rfds))
{
    read(fd, buf, sizeof(buf));
}

特点：

• 最老
• 最大 1024 fd
• 效率低

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2. poll()

比 select 更现代。

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

例子：

struct pollfd fds;

fds.fd = fd;
fds.events = POLLIN;

poll(&fds, 1, -1);

if (fds.revents & POLLIN)
{
    read(fd, buf, sizeof(buf));
}

特点：

• 没有 1024 限制
• 内核遍历

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3. epoll()

Linux 最强 I/O 模型。

epoll_create()
epoll_ctl()
epoll_wait()

例子：

int epfd = epoll_create(1);

struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = fd;

epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);

epoll_wait(epfd, events, 10, -1);

特点：

• 高并发服务器
• nginx / redis 使用

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三、三者对比（面试常问）

函数	最大连接	效率	使用场景
select	1024	低	简单程序
poll	无限制	中	普通程序
epoll	无限制	高	服务器

一句话记忆：

select → 老
poll → 改进
epoll → 高并发

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四、驱动里对应函数（非常关键）

当应用调用这些函数时，驱动会进入：

应用函数	驱动函数
open	.open
read	.read
write	.write
ioctl	.unlocked_ioctl
poll/select	.poll
close	.release

例如：

struct file_operations my_fops = {
    .open = my_open,
    .read = my_read,
    .write = my_write,
    .poll = my_poll,
};

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五、阻塞 vs 非阻塞 IO

很多驱动教程都会写：

阻塞IO
非阻塞IO

例子：

阻塞：

read(fd, buf, 10);

如果没有数据：

程序卡住等待

非阻塞：

open("/dev/test", O_NONBLOCK);

如果没数据：

立即返回

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六、驱动里如何支持 select/poll

驱动要实现：

.poll

例子：

unsigned int my_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
    poll_wait(file, &wait_queue, wait);

    if(data_ready)
        return POLLIN;

    return 0;
}

作用：

告诉内核：

设备有没有数据

七、给你一个最简单完整程序

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int fd;
    char buf[10];

    fd = open("/dev/test", O_RDWR);

    read(fd, buf, sizeof(buf));

    write(fd, "1", 1);

    close(fd);

    return 0;
}

流程：

open → read → write → close

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八、真正的高手学习方法（非常重要）

不要死记函数，而是记 套路：

Linux 应用基本只有 5 件事：

open
read
write
ioctl
poll

90%程序都是：

打开设备
等待数据
读取数据
处理数据