使用 perl 读取系统文件而不在打开时发出额外的搜索系统调用

Question

我正在尝试使用 perl 解析来自/proc 和/sys linux 伪文件系统（procfs 和sysfs）的一些伪文件。此类文件与常规文件不同 - 它们由自定义文件操作处理程序实现。其中大多数stat 的大小为零，有些无法打开以供读取，有些则无法写入。有时它们实现不正确（这是错误，但它已经在内核中），我仍然想直接从 perl 中读取它们而不启动一些帮助工具。

有一个用perl读取/proc/loadavg的简单例子，这个文件是正确实现的：

perl -e 'open F,"</proc/loadavg"; $_=<F>; print '

使用strace 的命令我可以检查perl 如何实现open 函数：

$ strace perl -e 'open F,"</proc/loadavg"; $_=<F>; print ' 2>&1 | egrep -A5 ^open.*loadavg

open("/proc/loadavg", O_RDONLY)         = 3
ioctl(...something strange...)    = -1 ENOTTY
lseek(3, 0, SEEK_CUR)                   = 0
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0444, st_size=0, ...}) = 0
fcntl(3, F_SETFD, FD_CLOEXEC)           = 0

open perl 函数使用了lseek 系统调用。

cat /proc/loadavg 的 strace 没有额外的 seek 类型的系统调用：

$ strace cat /proc/loadavg 2>&1 | egrep -A2 ^open.*loadavg
open("/proc/loadavg", O_RDONLY)         = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0444, st_size=0, ...}) = 0
fadvise64(3, 0, 0, POSIX_FADV_SEQUENTIAL) = 0

我要读取（或写入）的特殊文件错误地实现了seek 文件操作，并且在seek 之后不会向read（或write）系统调用提供任何有用的数据。

有没有办法在不调用额外lseek 的情况下打开文件以在 perl5（无外部模块）中读取？ （并且不使用system("cat < /proc/loadavg")）

有没有办法在不调用额外的lseek 的情况下打开文件以在 perl5 中写入？

有 sysopen，但也有额外的 lseek：perl -e 'use Fcntl;sysopen(F,"/proc/loadavg",O_RDONLY);sysread(F,$_,2048); print '

Answer 1

正如您所注意到的，Perl 的内置 open 掩盖了相当多的魔法。如果魔法阻碍了你，那么sysopen 和POSIX::open() 会提供递减的魔法。 POSIX::open() 足够不神奇，它返回文件描述符而不是 Perl 文件句柄，您必须使用 POSIX::read() 而不是普通的 Perl 运算符来从中获取数据。如果这对您的情况还不够原始，那么您可能就不走运了。

POSIX 模块是自 Perl 5 的第一个版本以来核心 perl 发行版的一部分，所以如果你没有它，你的 Perl 安装就会瘫痪。

Answer 2

如果你想真正做到低级，甚至避免来自POSIX::open() 的mmap（也避免加载巨大的POSIX 模块），请自己执行syscall()s。如果你不知道require syscall.ph 来获取SYS_open 和SYS_read 的值（对我来说我知道read、write 和open 是0,1,2，这对于下面的 syscall 函数很重要）。

以下代码：

strace perl -mPOSIX -e'$fd=POSIX::open("/proc/loadavg");POSIX::read($fd, 
$_, 9999);' 2>&1 | egrep -A2 '^open.*loadavg'

给出类似的东西（对我来说open() 是openat()）

openat(AT_FDCWD, "/proc/loadavg", O_RDONLY) = 3
mmap(NULL, 135168, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) =             
0x7f2389f0d000
read(3, "1.22 2.51 1.54 3/206 18145\n", 9999) = 27

试试这样的：

strace perl -MFcntl -E'$p="/proc/loadavg"; $fd=syscall 2, $p, O_RDONLY; $bf = 
"\0"x50; syscall 0, $fd, $bf, 50' 2>&1 | egrep -A1 '^open.*loadavg'

然后得到：

open("/proc/loadavg", O_RDONLY) = 3
read(3, "0.45 0.18 0.20 2/241 12349\n", 50) = 27

编辑：
关于comment from @osgx，

读取末尾有\0 特殊字符。如何从 POSIX::read 解析多行，现在没有 while(<FILE>)。

请注意，当您“while(<FILE>)”时，您实际上只是一次调用read() 一个字节并检查'\n' 字符——或者您的$/（输入记录分隔符）设置为（您可以通过strace 确认这一点。

因此，检查$/ 的简单循环就足够了。 （请注意，read() 成功时会返回读取的字节数（0 表示 EOF）。这是单个“readline”的粗略示例：

require 'syscall.ph';
require Fcntl;
my($path, $fd, $buf, $res);
$path = '/proc/meminfo';
$fd = syscall SYS_open(), $path, O_RDONLY;
$buf = ' ';
$res = '';
$res .= $buf while syscall SYS_read(), $fd, $buf, 1 and $buf ne $/;
syscall SYS_close(), $fd; # optional in this case

请注意，如果您要便携任何形式，syscall-ing 可能是最糟糕的选择之一，但这就是特异性的代价. （POSIX::open/read/close() 在这个意义上也好不了多少。）。为了保持可移植性，您最好使用@ikegami's comment (<:unix)，并忽略对fstat 和fcntl 的额外调用；