第14章高级IO总结

1 低速系统调用

可能使进程永远阻塞的一类系统调用，包括：

1）读某些文件类型（管道、终端、网络设备）的数据

2）写某些文件类型（管道、终端、网络设备），但数据不能被立即接受（管道中无空间、流量控制等因素）

3）打开某些文件类型

4）对已经加上强制性记录锁的文件进行读、写

5）某些ioctl函数

6）某些进程间通信函数

2 记录锁

当一个进程正在读或修改文件的某一部分时，可以阻止其他进程修改同一文件区

#include <fcntl.h>
int fcntl（int filedes，int cmd，.../* struct flock *flockptr */

struct flock
{
  short  l_type；/* F_RDLCK，F_WRLCK，F_UNLCK */
  off_t  l_start；/* offset in bytes，relative to l_whence */
  short  l_whence；/* SEEK_SET，SEEK_CUR，SEEK_END */ 
  off_t  l_len； /* length，in bytes；0 means lock to EOF */
  pid_t  l_pid；/* returned with F_GETLK */
}

F_GETLK：判断flockptr是否会被其他记录锁排斥，会则将排斥该锁的锁信息填充到flockptr，不排斥则将l_type设置为F_UNLCK

　　　　　 F_GETFL函数并不是查询一个文件的记录锁，而是查询一个记录锁是否与其他记录锁冲突

F_SETLK：尝试建立flockptr描述的文件锁，非阻塞

F_SETLKW：建立文件锁的阻塞版本

文件的记录锁信息在文件V节点表中，通过struct flock类型链表保存

3 I/O多路转接 select

当需要从多个文件中进行读写操作时，阻塞式I/O和非阻塞式I/O各有问题

select函数在目标文件描述符集中查询是否有可读、可写的文件描述符，有则返回，无则等待（或返回，与tvptr有关）

#include <sys/select.h>
int select(int maxfdp1,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeval *tvptr)

readfds、writefds、exceptfds分别表示关心的可读、可写、异常文件描述
maxfdp1表示三个文件描述符集中最大文件描述符加1

返回值：

-1：出错

0：没有文件描述符准备好

正值：已经准备好的描述符数

tvptr：

struct timeval
{
    long tv_sec;
    long tv_usec;
};

tvptr=NULL：无限等待
tvptr->tv_sec==0 && tvptr->tv_usec==0：查询并立即返回

tvptr->tv_sec!=0 || tvptr->tv_usec!=0 ：最多等待时间

fd_set的操作：

#include <sys/select.h>
int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset)
void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset)
void FD_ADD(int fd,fd_set *fdset)
void FD_ZERO(fd_set *fdset)

select函数变体pselect函数：

int pselect(int maxfdp1,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *excepfds,const struct timespec tsptr,const sigset_t *sigmaske)

pselect函数支持函数执行时信号屏蔽字设置，同时时间采用timespec结构（秒和纳秒，比timeval更精确）

4 I/O多路转接 poll

poll函数类似于select函数但提供不同的函数接口：

int poll(struct pollfd fdarrat[],nfds_t nfds,int timeout)

struct pollfd
{
  int fd;
  short events;
  short revents;
};

events表示在fd上关心的状态，revents返回时被填写

events和revents可取值：

POLLIN：不阻塞的可读除高优先级之外的数据

POLLRDNORM：不阻塞的可读普通数据

POLLRDBAND：不阻塞的可读非0优先级波段数据

POLLPRI：不阻塞的可读高优先级数据

POLLOUT：不阻塞的可写普通数据

POLLWRNORM：与POLLOUT相同

POLLWRBAND：不阻塞的可写非0优先级波段数据

仅revents可取值：

POLLERR：已出错

POLLHUP：已挂断

POLLNVAL：描述符不引用一打开文件

 

5 存储映射I/O

 

#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr,size_t len,int prot,int flag,int filedes,off_t off)

 

prot：映射区权限

　　PROT_READ：映射区可读

　　PROT_WRITE：映射区可写

　　PROT_EXEC：映射区可执行

　　PROT_NONE：映射区不可访问

flag：

　　MAP_FIXED：返回值必须等于addr

　　MAP_SHARED：缓冲区操作修改映射文件

　　MAP_PRIVATE：缓冲区操作对应映射文件的副本

修改映射缓冲区权限：

#include <sys/mman.h>
int mprotect(void *addr,size_t len,int prot)

解除映射：

int munmap(addr_t *addr,size_t len)