Как использовать boost::asio с Linux GPIO

Насколько я знаю, добиться такого поведения с помощью Boost.Asio невозможно. Хотя ядро ​​помечает некоторые файлы в procfs и sysfs как доступные для опроса, они не обеспечивают потокового поведения, ожидаемого от boost::asio::posix::stream_descriptor и его операций.

Реактор epoll Boost.Asio срабатывает по фронту (см. Boost.Asio 1.43 примечания к истории изменений). При определенных условиях¹ Boost.Asio попытается выполнить операцию ввода-вывода в контексте инициирующей функции (например, async_read()). Если операция ввода-вывода завершена (успешно или неудачно), то обработчик завершения отправляется в io_service как-если io_service.post(). В противном случае файловый дескриптор будет добавлен в демультиплексор событий для мониторинга. Документация ссылается на это поведение:

Независимо от того, завершается ли асинхронная операция немедленно или нет, обработчик не будет вызываться из этой функции. Вызов обработчика будет выполнен способом, эквивалентным использованию boost::asio::io_service::post().

Для составных операций, таких как async_read(), EOF рассматривается как ошибка, так как указывает на нарушение контракта операции (т. е. условие завершения никогда не будет выполнено, поскольку больше не будет доступных данных). В этом конкретном случае системный вызов ввода-вывода будет выполняться внутри инициирующей функции async_read(), читая от начала файла (смещение 0) до конца файла, что приведет к сбою операции с boost::asio::error::eof. Когда операция завершена, она никогда не добавляется в демультиплексор событий для мониторинга по фронту:

boost::asio::io_service io_service;
boost::asio::posix::stream_descriptor stream_descriptor(io_service);

void read_handler(const boost::system::error_code& error, ...)
{
  if (error.value() == boost::asio::error::eof)
  {
    // Reset to start of file.
    lseek(sd.native_handle(), 0, SEEK_SET);
  }

  // Same as below.  ::readv() will occur within this context, reading
  // from the start of file to end-of-file, causing the operation to
  // complete with failure.
  boost::asio::async_read(stream_descriptor, ..., &read_handler);
}

int main()
{
  int fd = open( /* sysfs file */, O_RDONLY);

  // This would throw an exception for normal files, as they are not
  // poll-able.  However, the kernel flags some files on procfs and
  // sysfs as pollable.
  stream_descriptor.assign(fd);

  // The underlying ::readv() system call will occur within the
  // following function (not deferred until edge-triggered notification
  // by the reactor).  The operation will read from start of file to
  // end-of-file, causing the operation to complete with failure.
  boost::asio::async_read(stream_descriptor, ..., &read_handler);

  // Run will invoke the ready-to-run completion handler from the above
  // operation.
  io_service.run();
}

_{1. Внутри Boost.Asio такое поведение называется спекулятивными операциями. Это деталь реализации, но операция ввода-вывода будет предпринята внутри инициирующей функции, если операция может не нуждаться в уведомлении о событии (например, она может немедленно попытаться выполнить неблокирующий вызов ввода-вывода), и если нет ни ожидающих операций того же типа, а также ожидающих внеполосных операций над объектом ввода-вывода. Нет никаких настраивающих крючков, чтобы предотвратить такое поведение.}