Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

$ ./direct_read /test/x 512 1

ERROR [EINVAL Invalid argument] read Смещение не кратно 512

$ ./direct_read /test/x 4096 8192 512

Read 4096 bytes Успешно

$ ./direct_read /test/x 4096 512 256

ERROR [EINVAL Invalid argument] read Выравнивание не кратно 512

Программа в листинге 13.1 выделяет блок памяти, который выровнен по адресу, кратному ее первому аргументу, и для этого использует функцию memalign(). Функция memalign() рассматривалась в подразделе 7.1.4.

Листинг 13.1. Использование O_DIRECT для обхода буферной кэш-памяти

filebuff/direct_read.c

#define _GNU_SOURCE /* Получение определения O_DIRECT из */

#include

#include

#include "tlpi_hdr.h"

int

main(int argc, char *argv[])

{

int fd;

ssize_t numRead;

size_t length, alignment;

off_t offset;

void *buf;

if (argc < 3 || strcmp(argv[1], " — help") == 0)

usageErr("%s file length [offset [alignment]]\n", argv[0]);

length = getLong(argv[2], GN_ANY_BASE, "length");

offset = (argc > 3)? getLong(argv[3], GN_ANY_BASE, "offset"): 0;

alignment = (argc > 4)? getLong(argv[4], GN_ANY_BASE,

"alignment"): 4096;

fd = open(argv[1], O_RDONLY | O_DIRECT);

if (fd == -1)

errExit("open");

/* Функция memalign() выделяет блок памяти, выровненный по адресу,

кратному ее первому аргументу. Следующее выражение обеспечивает

выравнивание 'buf' по границе, кратной 'alignment',

но не являющейся степенью двойки. Это делается для того, чтобы в случае,

к примеру, запроса буфера с выравниванием, кратным 256 байтам,

не происходило случайного получения буфера, выровненного также

и по 512-байтовой границе. Приведение к типу '(char *)' необходимо

для проведения с указателем арифметических операций (что невозможно

сделать с типом 'void *', который возвращает memalign(). */

buf = (char *) memalign(alignment * 2, length + alignment)

+ alignment;

if (buf == NULL)

errExit("memalign");

if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) == -1)

errExit("lseek");

numRead = read(fd, buf, length);

if (numRead == -1)

errExit("read");

printf("Read %ld bytes\n", (long) numRead);

exit(EXIT_SUCCESS);

}

filebuff/direct_read.c

Для выполнения ввода-вывода в отношении одного и того же файла можно совмещать использование системных вызовов и стандартных функций библиотеки языка C. Помочь нам в выполнении этой задачи могут функции fileno() и fdopen().

#include

int fileno(FILE *stream);

Возвращает при успешном завершении дескриптор файла, или –1 при ошибке

FILE *fdopen(int fd, const char *mode);

Возвращает при успешном завершении (новый) указатель файла или NULL при ошибке

Для данного потока stream функция fileno() возвращает соответствующий файловый дескриптор (то есть тот самый, который библиотека stdio открыла для этого потока). Этот файловый дескриптор затем может использоваться привычным образом с такими системными вызовами ввода-вывода, как read(), write(), dup() и fcntl().

Функция fdopen() является обратной функции fileno(). Для заданного дескриптора файла она создает соответствующий поток, использующий этот дескриптор для своего ввода-вывода. Аргумент mode имеет то же предназначение, что и в функции fopen(), например r для чтения, w для записи или a для добавления. Если этот аргумент не соответствует режиму доступа файлового дескриптора fd, функция fdopen() дает сбой.

Функция fdopen() особенно пригодится для дескрипторов, ссылающихся на необычные файлы. В последующих главах вы увидите, что системные вызовы для создания сокетов и конвейеров всегда возвращают файловые дескрипторы. Чтобы применять библиотеку stdio с файлами этих типов, для создания соответствующего файлового потока следует воспользоваться функцией fdopen().

При задействовании функций библиотеки stdio в сочетании с системными вызовами ввода-вывода для выполнения этих операций в отношении дисковых файлов нужно учитывать вопросы буферизации. Системные вызовы ввода-вывода переносят данные непосредственно в буферную кэш-память ядра, а библиотека stdio, прежде чем вызвать write(), ждет, пока буфер потока в пользовательском пространстве заполнится, и только затем переносит его в буферную кэш-память ядра. Рассмотрим следующий код, используемый для записи в стандартный вывод:

printf("To man the world is twofold, ");

write(STDOUT_FILENO, "in accordance with his twofold attitude.\n", 41);

Обычно вывод printf() появляется, как правило, после вывода write(), следовательно, этот код выдает такой вывод:

in accordance with his twofold attitude.

To man the world is twofold,