READV(2)

ИМЯ
readv, writev, preadv, pwritev, preadv2, pwritev2 - читает или пишет данные в несколько буферов

ОБЗОР
#include <sys/uio.h>

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

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

ssize_t preadv(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
               off_t offset);

ssize_t pwritev(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset);

ssize_t preadv2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset, int flags);

ssize_t pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                 off_t offset, int flags);

Требования макроса тестирования свойств для glibc (см. feature_test_macros(7)):

preadv(), pwritev():
    начиная с glibc 2.19:
        _DEFAULT_SOURCE
    glibc 2.19 и старее:
        _BSD_SOURCE

ОПИСАНИЕ
Системный вызов readv() считывает iovcnt буферов из файла, связанного с файловым дескриптором fd, в буферы, описываемые iov («разнесённый ввод»).

Системный вызов writev() записывает iovcnt буферов, описанных iov, в файл, связанный с файловым дескриптором fd («сборный вывод»).

Указатель iov указывает на массив структур iovec (определён в <sys/uio.h>:

struct iovec {
    void  *iov_base;    /* начальный адрес */
    size_t iov_len;     /* количество передаваемых байт */
};

Системный вызов readv() работает также как read(2), но считывает несколько буферов.

Системный вызов writev() работает также как write(2), но записывает несколько буферов.

Буферы выбираются в порядке, в каком они указаны в массиве. Это означает, что readv() сначала полностью заполнит iov[0], и только потом перейдёт к iov[1], и так далее. (Если данных недостаточно, то могут быть заполнены не все буферы, на которые указывает iov.) Подобным образом writev() запишет сначала всё содержимое iov[0], затем iov[1], и так далее.

Выполняемые вызовами readv() и writev() пересылки данных атомарны: данные записываются writev() единичным блоком, который не перемешивается с выводом других процессов (см. исключения в pipe(7)); аналогично, readv() гарантированно считывает непрерывный блок данных из файла, независимо от операций чтения из других нитей или процессов, которые имеют файловые дескрипторы, ссылающиеся на это же открытое файловое описание (см. open(2)).

  preadv() и pwritev()
В системном вызове preadv() объединены возможности readv() и pread(2). Он выполняет ту же задачу что и readv(), но имеет четвёртый аргумент offset, задающий файловое смещение, по которому нужно выполнить операцию чтения. В системном вызове pwritev() объединены возможности readv() и pwrite(2). Он выполняет ту же задачу что и writev(), но имеет четвёртый аргумент offset, задающий файловое смещение, по которому нужно выполнить операцию записи. Файловое смещение не изменяется данными вызовами. Файл, заданный в fd, должен позволять изменение смещения.

  preadv2() и pwritev2()
Данные системные вызовы подобны preadv() и pwritev(), но имеют дополнительный пятый аргумент flags, который изменяет поведение в зависимости от вызова. В отличие от preadv() и pwritev(), если аргумент offset равен -1, то текущее файловое смещение используется и обновляется. Аргумент flags содержит побитовое ИЛИ нуля и более следующих флагов:

RWF_DSYNC (начиная с Linux 4.7)
    Эквивалентен флагу O_DSYNC для open(2), но действующий в конкретной операции записи. Этот флаг имеет смысл только для pwritev2(), и его действие распространяется только на диапазон данных, записываемым системным вызовом.

RWF_HIPRI (начиная с Linux 4.6)
    Высокоприоритетное чтение/запись. Позволяет в файловых системах на основе блоков использовать опрос устройства с низкой задержкой, но с возможностью использовать дополнительные ресурсы (в настоящий момент это свойство работает только для файлового дескриптора, открытого с флагом O_DIRECT).

RWF_SYNC (начиная с Linux 4.7)
    Эквивалентен флагу O_SYNC для open(2), но действующий в конкретной операции записи. Этот флаг имеет смысл только для pwritev2(), и его действие распространяется только на диапазон данных, записываемым системным вызовом.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ
При успешном выполнении readv(), preadv() и preadv2() возвращается количество считанных байт; вызовы writev(), pwritev() and pwritev2() возвращают количество записанных байт. Заметим, что для успешного выполнения не считается ошибкой передача меньшего количества байт чем запрошено (смотрите read(2) и write(2)). В случае ошибки возвращается -1 и значение errno устанавливается соответствующим образом.

ОШИБКИ
Вызовы могут возвращать те же ошибки что и read(2) и write(2). Кроме этого, preadv(), preadv2(), pwritev() и pwritev2() также могут завершаться с ошибками как у lseek(2). Дополнительно определены следующие ошибки:

EINVAL
    Сумма значений iov_len превышает значение ssize_t.

EINVAL
    Количество векторов iovcnt меньше нуля или больше разрешённого максимума.

EINVAL
    В flags указан неизвестный флаг.

ВЕРСИИ
Вызовы preadv() и pwritev() впервые появились в Linux 2.6.30; поддержка в библиотеке добавлена в glibc 2.10. preadv2() и pwritev2() впервые появились в Linux 4.6

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
readv(), writev(): POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, 4.4BSD (данные системные вызовы впервые появились в 4.2BSD). preadv(), pwritev(): нет в стандарте, но есть в современных BSD.

preadv2(), pwritev2(): нестандартные расширения Linux.

ЗАМЕЧАНИЯ
Согласно POSIX1, в реализации можно устанавливать ограничение на количество элементов, которые можно передать в iov. Реализация может объявить это ограничение в IOV_MAX (в файле <limits.h>) или во время выполнения в виде возвращаемого значения sysconf(_SC_IOV_MAX). В современных Linux данное ограничение равно 1024. В времена Linux 2.0 оно было равно 16.

  Отличия между библиотекой C и ядром
Объявления системных вызовов preadv() и pwritev() немного отличаются от им соответствующих обёрточных функций библиотеки GNU C; они показаны в ОБЗОРЕ. Последний аргумент, offset, раскладывается обёрточными функциями на два для системных вызовов: unsigned long pos_l, unsigned long pos В этих аргументах содержатся старшая и младшая 32-битная часть offset, соответственно.

  Исторические отличия между библиотекой C и ядром
Для учёта того, что значение IOV_MAX было мало в старых версиях Linux, обёрточные функции glibc readv() и writev() выполняют дополнительные действия, если обнаруживается, что используемый системный вызов ядра завершился неудачно из-за превышения этого ограничения. В случае readv(), обёрточная функция выделяет временный буфер, достаточный для всех элементов, указанных в iov, передаёт этот буфер в вызов read(2), копирует данные из буфера в места, указанные в полях iov_base элемента iov, а затем освобождает буфер. Обёрточная функция writev() выполняет аналогичную задачу с помощью временного буфера и вызова write(2). Потребность в дополнительных действиях в обёрточных функциях glibc пропала в Linux 2.2 и новее. Однако glibc продолжала так работать до версии 2.10. начиная с glibc 2.9, обёрточные функции так работают только, если библиотека обнаруживает, что система работает с ядром Linux меньше 2.6.18 (произвольно выбранная версия ядра). И начиная с glibc 2.20 (для которой требуется минимальная версия ядра Linux 2.6.32) обёрточные функции glibc всегда просто вызывают системные вызовы. Неразумно смешивать вызовы readv() или writev(), работающих с дескрипторами файлов, вместе с функциями из библиотеки stdio; результат непредсказуем и точно не тот, которого вы ожидаете.

ПРИМЕР
Следующий пример кода демонстрирует использование writev():
char *str0 = "hello ";
char *str1 = "world\n";
struct iovec iov[2];
ssize_t nwritten;
iov[0].iov_base = str0;
iov[0].iov_len = strlen(str0);
iov[1].iov_base = str1;
iov[1].iov_len = strlen(str1);
nwritten = writev(STDOUT_FILENO, iov, 2);

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
pread(2), read(2), write(2)