IO流程中IO向量iovec

作者：Younger Liu，本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。

为了提高从磁盘读取数据到内存的效率，引入了IO向量机制，IO向量即struct iovec，在API接口在readv和writev中使用，当然其他地方也较多的使用它。抛砖引玉，聊一下自己对iovec的了解。

readv & writev

readv接口：从文件描述符fd所对应的的文件中读去count个数据段到多个buffers中，该buffer用iovec描述，原型：

#include <sys/uio.h>

ssize_t readv(int fd,const struct iovec *iov, int count);

writev接口：把count个数据buffer(使用iovec描述)写入到文件描述符fd所对应的的文件中，原型：

#include <sys/uio.h>

ssize_t writev(int fd,const struct iovec *iov, int count);

iovec说明

struct iovec成为IO向量，其结构如下；

#include <sys/uio.h>

struct iovec{

void *iov_base; /* pointer to the start of buffer */

size_t iov_len; /* size of buffer in bytes */

}

很明显，iov_base作为一个指针，用于记录buffer地址(一般为用户态地址)，iov_len表示buffer的大小。

在用户态或内核态中使用时，一般均采用指针的形式：struct iovec *iov。当然一般也给出其元素的个数count。

如何读写哪？将按照iov[0]、iov[1]、…、iov[count-1]的顺序依次读写，并且他们在文件中的地址是连续的。

返回值：(1) 成功，返回读写的字节数，这个字节数是所有iovec结构中iov_len的总和；(2)失败返回-1，并设置好errno。

iov_len的总和不能超过SSIZE_MAX，count需要大于0，小于IOV_MAX(<limits.h>中)，在linux为1024，否则返回-1，errno设置为EINVAL，

实例

writev:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/uio.h>

int main(){
	struct iovec iov[3];
	ssize_t nr;
	int fd,i;
	
	char *buf[] = {
		"The term buccaneer comes from the word boucan.
",
		"A boucan is a wooden frame used for cooking meat.
",
		"Buccaneer is the West Indies name for a pirate.
" 
	};
	
	fd = open("buccaneer.txt",O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC);
	if( fd == -1 ){
		perror("open");
		return 1;
	}

	for(i = 0; i < 3; i++){
		iov[i].iov_base = buf[i];
		iov[i].iov_len = strlen(buf[i]);
	}
	
	nr = writev(fd,iov,3);
	if(nr == -1){
		perror("writev");
		return 1;
	}
	printf("wrote %d bytes
",nr);

	if(close(fd)){
		perror("close");
		return 1;
	}
	return 0;
}

readv:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/uio.h>

int main(){
	char foo[48],bar[51],baz[49];
	struct iovec iov[3];
	ssize_t nr;
	int fd,i;

	fd = open("buccaneer.txt",O_RDONLY);
	if(fd == -1){
		perror("open");
		return 1;
	}

	iov[0].iov_base = foo;
	iov[0].iov_len = sizeof(foo);
	iov[1].iov_base = bar;
	iov[1].iov_len = sizeof(bar);
	iov[2].iov_base = baz;
	iov[2].iov_len = sizeof(baz);

	nr = readv(fd,iov,3);
	if(nr == -1){
		perror("readv");
		return 1;
	}

	for(i = 0; i < 3; i++){
		printf("%d: %s",i,(char *)iov[i].iov_base);
	}

	if(close(fd)){
		perror("close");
		return 1;
	}
	return 0;
}

致谢

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作者：Younger Liu，本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。