list I/O writev 如何在内部工作？答案

【问题标题】：How does list I/O writev internally work?list I/O writev 如何在内部工作？
【发布时间】：2012-03-09 08:15:25
【问题描述】：

writev 函数将 struct iovec 数组作为输入参数

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

输入是需要写入文件的内存缓冲区列表（例如）。我想知道的是：

writev 内部是否这样做：

for (each element in iov) write(element)

这样iov 的每个元素都在单独的 I/O 调用中写入文件？还是writev 在单个 I/O 调用中将所有内容写入文件？

【问题讨论】：

标签： c io posix

【解决方案1】：

根据标准，您提到的 for 循环不是 writev 的有效实现，原因如下：

如果写入时间较短，则循环可能无法完成写入一个 iov，然后再继续执行下一个 iov，但可以通过使循环更精细来解决此问题。
对于管道的原子性，循环可能有不正确的行为：如果总写入长度小于PIPE_BUF，则管道写入必须是原子的，但循环会破坏原子性要求。无法解决此问题，除非在总长度最多为 PIPE_BUF 时在写入之前将所有 iov 条目移动到单个缓冲区中。
循环可能会导致阻塞，其中单个writev 调用将需要执行部分写入而不阻塞。据我所知，这个问题在一般情况下是不可能解决的。
可能还有其他我没想到的原因。

我不确定第 3 点，但在阅读时它肯定存在于相反的方向。如果终端有一些可用的数据（短于 iov 总长度）后跟 EOF 指示符，则在循环中调用 read 可能会阻塞；在这种情况下，调用readv应该立即返回部分读取。然而，由于 Linux 中的一个错误，终端上的readv 实际上是作为内核空间中的read 循环实现的，并且它确实存在这个阻塞错误。在实现 musl 的 stdio 时，我不得不解决这个错误：

http://git.etalabs.net/cgi-bin/gitweb.cgi?p=musl;a=commit;h=2cff36a84f268c09f4c9dc5a1340652c8e298dc0

回答你问题的最后一部分：

或者writev 是否在一次 I/O 调用中将所有内容写入文件？

在所有情况下，符合 writev 的实现将是单个系统调用。深入了解它在 Linux 上的实现方式：对于普通文件和大多数设备，底层文件驱动程序具有直接实现 iov 样式 io 的方法，没有任何内部循环。但是 Linux 上的终端驱动程序非常过时并且缺乏现代 io 方法，导致内核在终端上运行时回退到 writev/readv 的写入/读取循环。

【讨论】：

我不明白最后一行“在终端上操作时”。另外，您在 linux src 中的哪个位置检查 writev 实现？
“在终端上操作时”是指文件描述符指的是终端设备。至于源码在哪里，lxr.linux.no/#linux+v3.2.6/fs/read_write.c#L809

【解决方案2】：

Or does writev write everything to file in a single I/O call?

虽然 sys_writev 尽最大努力在一次调用中编写所有内容，但我并不担心所有内容。这取决于 vfs 的实现，如果 vfs 没有提供 writev 的实现，则 kenerl 将在循环中调用 vfs 的 write()。最好检查 writev/readv 的返回值，看看你在 write() 中写了多少字节。

你可以在内核中找到writev的代码，fs/read_write.c:do_readv_writev。

【讨论】：

【解决方案3】：

了解代码如何工作的直接方法是阅读源代码。

见http://www.oschina.net/code/explore/glibc-2.9/sysdeps/posix/writev.c

它只是简单地 alloca() 或 malloc() 一个缓冲区，将所有向量复制到其中，然后调用 write() 一次。

它是如何工作的。没什么神秘的。

【讨论】：

那是 glibc writev，不是 linux kernel writev。