阻止 Linux read(2) 直到所有计数字节都到达

Question

我正在使用read (2) 从文件中读取数据（/dev/random，其中数据到达非常缓慢）。

但是，read() 仅在读取几个字节后返回，而我希望它等待直到读取指定数量的字节（或发生错误），因此返回值应始终为 count，或 -1。

有没有办法启用这种行为？ open (2) 和 read (2) 联机帮助页不包含有关该主题的任何有用信息，我也没有在 Internet 上找到有关该主题的任何信息。

我完全了解将read() 放入while 循环并调用它直到读取所有数据的解决方法。我只想知道这是否可以通过产生确定性行为并且仅涉及 O(1) 系统调用的适当方式来实现，而不是在 while 循环解决方案的情况下使用非确定性 O(n)。

以下最小示例重现了该问题。

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
        int fd = open("/dev/random", 0);

        char buf[128];
        size_t bytes = read(fd, buf, sizeof(buf));

        printf("Bytes read: %lu\n", bytes); //output is random, usually 8.

        close(fd);
}

Answer 1

虽然读取可以在接收到请求的数据之前被信号中断，但如果没有 while 就无法真正完成。

不幸的是，您必须检查返回值和字节数。 是的，最简单的方法是编写一个包装函数。

Answer 2

正如大家所说，

• 无法保证在您的读取返回之前有 128 个字节的随机性可用，并且

• 与生成 8 个字节的摊销成本相比，一次获取 8 个字节的开销是微不足道的；因此，

• 您应该记住，熵需要付出巨大的代价，并在消耗它时考虑到这一点。

尽管如此，如果不注意在man 4 random（在一个模糊的最近的 Linux 发行版上）你应该找到以下信息，那么这个问题的答案是不完整的：

The files in the directory /proc/sys/kernel/random
(present since 2.3.16) provide an additional interface
to the /dev/random device.

...

The file read_wakeup_threshold contains the number of bits of
entropy required for waking up processes that sleep waiting
for entropy from /dev/random. The default is 64.

即64个位，也就是8个字节。使用超级用户权限，您可以增加此值，但恕我直言，将其增加到 1024，然后期望您的机器继续正常工作可能是相当乐观的。我不知道所有需要一点熵的东西，但我当然注意到我的熵池会上下波动，所以我知道有些东西想要它，我强烈怀疑无论是什么东西都不会高兴不得不等待它的 1024 位可用。无论如何，你知道有一点绳子......

Answer 3

根据文档，/dev/random 尽最大努力返回最可靠的随机数据，这限制了它在一次读取中返回的字节数。

但读取 /dev/urandom（注意“u”）将返回与您请求的数据一样多的数据（缓冲区大小），有时随机数据较少。

这里是an useful link

关于 read() 行为，我很确定这无法更改：read() 返回底层管道（例如磁盘+驱动程序+...）决定返回的数据量，这是一个由-设计行为。正如您所说，做事的方法是循环直到您收到与预期一样多的数据。