Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Функции read(2) и readv(2) позволяют считывать данные из файла, на который указывает файловый дескриптор, полученный с помощью функций open(2) , creat(2) , dup(2) , dup2(2) , pipe(2) или fcntl(2) . Функции имеют следующий вид:

#include

ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

#include

#include

ssize_t readv(int fildes, struct iovec *iov, int iovcnt);

Аргументы, передаваемые функции read(2) , указывают, что следует считать nbyteбайт из файла, связанного с дескриптором fildes, начиная с текущего значения файлового указателя. Считанные данные помещаются в буфер приложения, указатель на который передается в аргументе buf. После завершения операции значение файлового указателя будет увеличено на nbyte.

Функция readv(2) позволяет выполнить iovcntпоследовательных операций чтения за одно обращение к readv(2) . Аргумент iovуказывает на массив структур, каждый элемент которого имеет вид:

struct {

void *iov_base;Указатель на начало буфера

size_t iov_len;Размер буфера

} iovec;

Функция readv(2) считывает данные из файла и последовательно размещает их в нескольких буферах, определенных массивом iov. Такой характер работы, проиллюстрированный на рис. 2.8, получил название scatter read (от scatter (англ.) — разбрасывать). Общее число считанных байт в нормальной ситуации равно сумме размеров указанных буферов.

Рис. 2.8. Чтение файла с использованием нескольких буферов

Функции write(2) и writev(2) очень похожи на функции read(2) и readv(2) , но используются для записи данных в файл. Функции имеют следующий вид:

#include

ssize_t write(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

#include

#include

ssize_t writev(int fildes, struct iovec *iov, int iovcnt);

Аргументы, передаваемые функции write(2) , указывают, что следует записать nbyteбайт в файл, связанный с дескриптором fildes, начиная с текущего значения файлового указателя. Данные для записи находятся в буфере приложения, указанном аргументом buf. После завершения операции значение файлового указателя будет увеличено на nbyte.

Аналогично функции readv(2) , функция writev(2) позволяет выполнить iovcntпоследовательных операций записи за одно обращение к writev(2) .

Такая операция ввода/вывода получила название gather (собирать), а функции ввода/вывода, использующие набор буферов, — общее название scatter-gather.

Функция pipe(2) служит для создания однонаправленного (симплексного) канала (также называемого анонимным каналом) обмена данными между двумя родственными процессами. Дело в том, что только родственные процессы (например, родительский и дочерний) имеют возможность получить доступ к одному и тому же каналу. Этот аспект станет более понятным в ходе обсуждения в разделе "Создание и управление процессами" далее в этой главе. Функция имеет вид:

#include

int pipe(int fildes[2]);

Функция возвращает два файловых дескриптора в массиве fildes[], причем fildes[0]служит для чтения данных из канала, a fildes[1]— для записи данных в канал.

Каналы являются одним из способов организации межпроцессного взаимодействия и будут подробно рассмотрены в главе 3. В качестве примера использования pipe(2) можно привести возможность командного интерпретатора — создание программных каналов, рассмотренное в главе 1.

Отметим, что буферизация данных в канале стандартно осуществляется путем выделения дискового пространства в структуре файловой системы. Таким образом, чтение и запись в канал связаны с дисковым вводом/выводом, что, безусловно, сказывается на производительности этого механизма. Современные операционные системы наряду с более совершенными средствами межпроцессного взаимодействия предлагают и более эффективные механизмы каналов. Так, например, SCO UNIX (OpenServer 5.0) обеспечивает работу каналов через специальную файловую систему — HPPS (High Performance Pipe System). С помощью HPPS данные буферизуются в оперативной памяти, что существенно ускоряет операции записи и чтения.

После открытия файла и получения ссылки на него в виде файлового дескриптора процесс может производить различные файловые операции. Функция fcntl(2) позволяет процессу выполнить ряд действий с файлом, используя его дескриптор, передаваемый в качестве первого аргумента:

#include

int fcntl (int fildes, int cmd, ...);

Функция fcntl(2) выполняет действие cmd с файлом, а возможный третий аргумент зависит от конкретного действия: