Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Linux предлагает системные вызовы readv()и writev(), реализующие разбросанное/сборное чтение и запись [98] Они так именуются, поскольку чтение разбрасывает данные по всей памяти, а запись собирает данные из разных областей памяти. Они также известны как векторное чтение и запись. Этим объясняется наличие "v" в конце readv() и writev() . . В отличие от стандартных элементов своего уровня, получающих по одному указателю и размеру буфера, эти системные вызовы получают массивы записей, каждая запись которых описывает буфер. Буферы читаются или записываются в том порядке, в каком они приведены в массиве. Каждый буфер описывается с помощью структуры struct iovec.

#include

struct iovec {

void * iov_base; /* адрес буфера */

size_t iov_len; /* длина буфера */

};

Первый элемент, iov_base, указывает на буферное пространство. Элемент iov_len— это количество символов в буфере. Эти элементы представляют собой то же, что и второй и третий параметры, передаваемые read()и write().

Ниже показаны прототипы readv()и writev().

#include

int readv(int fd, const struct iovec * vector, size_t count);

int writev(int fd, const struct iovec * vector, size_t count);

Первый аргумент является файловым дескриптором, с которого можно считывать или на который можно записывать. Второй аргумент, vector, указывает на массив элементов count struct iovec. Обе функции возвращают общее количество прочитанных или записанных байтов.

Ниже приведена простая программа-пример, использующая writev()для отображения простого сообщения на стандартном устройстве вывода.

1: /* gather.с */

2:

3: #include

4:

5: int main(void) {

6: struct iovec buffers[3];

7:

8: buffers[0].iov_base = "hello";

9: buffers[0].iov_len = 5;

10:

11: buffers[1].iov_base = " ";

12: buffers[1].iov_len = 1;

13:

14: buffers[2].iov_base = "world\n";

15: buffers[2].iov_len = 6;

16:

17: writev(1, buffers, 3);

18:

19: return 0;

20: }

Программы, использующие бинарные файлы, часто выглядят, как показано ниже.

lseek(fd, SEEK_SET, offset1);

read(fd, buffer, bufferSize);

offset2 = someOperation(buffer);

lseek(fd, SEEK_SET, offset2);

read(fd, buffer2, bufferSize2);

offset3 = someOperation(buffer2);

lseek(fd, SEEK_SET, offset3);

read(fd, buffer3, bufferSize3);

Необходимость поиска нового расположения с помощью lseek()перед каждым read() удваивает количество системных вызовов, поскольку указатель файла никогда не располагается правильно после read() из-за непоследовательной природы хранения данных в файле. Существуют альтернативы read()и write(), принимающие смещение файла в качестве параметра, и ни одна из альтернатив не использует указатель файла, чтобы выяснить, к какой части файла можно получить доступ, или какую его часть можно обновить. Обе функции работают только применительно к просматриваемым файлам, поскольку непросматриваемые файлы можно читать или записывать только в текущем расположении.

#define XOPEN_SOURCE 500

#include

size_tpread(int fd, void * buf, size_t count, off_t offset);

size_t pwrite(int fd, void * buf, size_t count, off_t offset);

#endif

Это выглядит подобно прототипам read()и write()с четвертым параметром, offset. offset определяет, с какой точки файла следует читать, а в какую — записывать. Как и их "тезки", эти функции возвращают количество переданных байтов. Ниже приведена версия pread(), реализованная с помощью read()и lseek(), что облегчает понимание ее функции [99] Эта эмулированная версия в большинстве случаев ведет себя корректно, но действует не так, как фактический системный вызов, если сигналы принимаются во время его выполнения. .

int pread (int fd, void * data, int size, int offset) {

int oldOffset;

int rc;

int oldErrno;

/* переместить указатель файла в новое расположение */

oldOffset = lseek(fd, SEEK_SET, offset);

if (oldOffset < 0) return -1;

rc = read(fd, data, size);

/* восстановить указатель файла, предварительно сохранив errno */

oldErrno = errno;

lseek(fd, SEEK_SET, oldOffset);

errno = oldErrno;

return rc;

}

Как и во многих других операционных системах, для организации файлов в Linux используются каталоги. Каталоги (представляющие собой особые типы файлов, которые содержат списки имен файлов) состоят из файлов, а также других каталогов, образуя иерархию файлов. Все системы Linux содержат корневой каталог, известный как /, через который (прямо или непрямо) можно получить доступ ко всем файлам системы.

Функция getcwd()позволяет процессу найти имя своего текущего каталога относительно корневого каталога системы.

#include

char * getcwd(char * buf, size_t size);

Первый параметр, buf, указывает на буфер, хранящий путь к текущему каталогу. Если длина текущего пути превышает size - 1байт (-1 позволяет пути завершаться символом '\0'), функция возвращает ошибку ЕRANGE. Если вызов удается, возвращается buf; в случае ошибки возвращается NULL. Несмотря на то что в большинстве современных оболочек поддерживается переменная окружения PWD, хранящая путь в текущий каталог, ее значение необязательно равняется значению, возвращаемому getcwd(). PWDчасто содержит элементы путей, являющиеся символическими ссылками на другие каталоги, но getcwd()всегда возвращает путь, свободный от символических ссылок.

Если текущий путь неизвестен (например, во время запуска программы), буфер, содержащий текущий каталог, должен быть динамически распределен, поскольку размер текущего пути может быть произвольным. Код, должным образом читающий текущий путь, выглядит так, как показано ниже.

char * buf;

int len = 50;

buf = malloc(len);

while (!getcwd(buf, len) && errno == ERANGE) {

len += 50;

buf = realloc(buf, len);

}

Как и многие другие Unix-подобные системы, Linux предоставляет полезное расширение POSIX-спецификации getcwd(). Если bufявляется NULL, функция распределяет буфер, размер которого достаточен для содержания текущего пути, с помощью нормального механизма malloc(). Несмотря на то что вызывающий код должен позаботиться о надлежащем освобождении памяти, используемой результатом, это расширение обеспечивает лучшую очистку, нежели цикл, как показано в предыдущем примере.

Функция BSD по имени getwd()является наиболее распространенной альтернативой getcwd(), но ее определенные дефекты привели к разработке getcwd().