UNIX: разработка сетевых приложений

14.4. Функции readv и writev

Эти две функции аналогичны функциям read и write, но readv и writev позволяют использовать для чтения или записи один или более буферов с помощью одного вызова функции. Эти операции называются операциями распределяющего чтения( scatter read) (поскольку вводимые данные распределяются по нескольким буферам приложения) и объединяющей записи( gather write) (поскольку данные из нескольких буферов объединяется для одной операции вывода).

 #include <sys/uio.h>

 ssize_t readv(int filedes, const struct iovec * iov, int iovcnt);
 ssize_t writev(int filedes, const struct iovec * iov, int iovcnt);
  Обе функции возвращают: количество считанных или записанных байтов, -1 в случае ошибки

Второй аргумент обеих функций — это указатель на массив структур iovec, для определения которого требуется включить заголовочный файл <sys/uio.h>:

 struct iovec {
  void *iov_base; /* начальный адрес буфера */
  size_t iov_len; /* размер буфера */
 };

ПРИМЕЧАНИЕ

Типы данных элементов структуры iovec определяются POSIX. Вам могут встретиться реализации, определяющие iov_base как char*, a iov_len как int.

Существует некоторый предел числа элементов в массиве структур iovec, зависящий от реализации. Linux позволяет использовать до 1024 элементов, а HP-UD — до 2100. POSIX требует, чтобы константа IOV_MAX определялась включением заголовочного файла <sys/uio.h> и чтобы ее значение было не менее 16.

Функции readv и writev могут использоваться с любым дескриптором, а не только с сокетами. Кроме того, writev является атомарной операцией. Для протокола, основанного на записях, такого как UDP, один вызов функции writev генерирует одну дейтаграмму UDP.

Мы отметили одно использование функции writev с параметром сокета TCP_NODELAY в разделе 7.9. Мы сказали, что при записи с помощью функции write 4 байт и затем 396 байт может активизироваться алгоритм Нагла, и предпочтительное решение в данном случае заключается в вызове функции writev для двух буферов.

14.5. Функции recvmsg и sendmsg

Эти две функции являются наиболее общими для всех операций ввода-вывода. Действительно, мы можем заменить все вызовы функций ввода read, readv, recv и recvfrom вызовами функции recvmsg. Аналогично, все вызовы различных функций вывода можно заменить вызовами функции sendmsg.

 #include <sys/socket.h>

 ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr * msg, int flags);
 ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr * msg, int flags);
Обе функции возвращают: количество прочитанных или записанных байтов в случае успешного выполнения, -1 в случае ошибки

Большинство аргументов обеих функций скрыто в структуре msghdr:

 struct msghdr {
  void *msg_name; /* адрес протокола */
  socklen_t msg_namelen; /* размер адреса протокола */
  struct iovec *msg_iov; /* массив буферов */
  size_t msg_iovlen; /* количество элементов в массиве msg_iov */
  void *msg_control; /* вспомогательные данные: должны быть
  выровнены для структуры cmsghdr */
  socklen_t msg_controllen; /* размер вспомогательных данных */
  int msg_flags; /* флаги, возвращенные функцией recvmsg */
 };

ПРИМЕЧАНИЕ

Показанная нами структура msghdr восходит к 4.3BSD Reno и определяется POSIX. Некоторые системы (например, Solaris 2.5) используют более раннюю структуру msghdr, которая появилась в 4.2BSD. У более ранней структуры нет элемента msg_flags, а элементы msg_control и msg_controllen называются msg_accrights и msg_accrightslen. В этой системе поддерживается только одна форма вспомогательных данных — передача дескрипторов файлов (так называемые права доступа). При появлении протоколов OSI в 4.3BSD Reno были добавлены новые формы вспомогательных данных, вследствие чего были обобщены имена элементов структуры.

Элементы msg_name и msg_namelen используются, когда сокет не является присоединенным (например, неприсоединенный сокет UDP). Они аналогичны пятому и шестому аргументам функций recvfrom и sendto: msg_name указывает на структуру адреса сокета, в которой вызывающий процесс хранит адрес протокола получателя для функции sendmsg или функция recvmsg хранит адрес протокола отправителя. Если нет необходимости задавать адрес протокола (например, сокет TCP или присоединенный сокет UDP), элемент msg_name должен быть пустым указателем. Элемент msg_namelen является аргументом типа «значение» для функции sendmsg, но для функции recvmsg это аргумент типа «значение-результат».

Элементы msg_iov и msg_iovlen задают массив буферов ввода и вывода (массив структур iovec), аналогичный второму и третьему аргументам функций readv и writev.

Элементы msg_control и msg_controllen задают расположение и размер необязательных вспомогательных данных. Элемент msg_controllen— это аргумент типа «значение-результат» функции recvmsg. Вспомогательные данные мы рассматриваем в разделе 14.6.