NAME

posix_fadvise - 파일 데이터 접근 방식을 미리 선언하기

SYNOPSIS

#include <fcntl.h>

int posix_fadvise(int fd, off_t offset, off_t len, int advice);

glibc 기능 확인 매크로 요건 (feature_test_macros(7) 참고):

posix_fadvise():

_POSIX_C_SOURCE >= 200112L

DESCRIPTION

프로그램에서 posix_fadvise()를 사용해 향후 특정 패턴으로 파일 데이터에 접근하겠다는 의도를 선언할 수 있다. 그러면 커널이 적절한 최적화를 수행할 수 있게 된다.

fd가 가리키는 파일 내에서 offset에서 시작해 len 바이트만큼 (len이 0이면 파일 끝까지) 이어지는 (꼭 존재해야 하는 것은 아닌) 영역에 advice를 적용한다. advice에는 구속력이 없으며 그저 응용 입장에서의 예상일 뿐이다.

advice에 다음 값이 가능하다.

POSIX_FADV_NORMAL

지정한 데이터에 대한 접근 패턴에 관해 응용에서 해 줄 조언이 없음을 나타낸다. 열린 파일에 아무 조언도 주지 않으면 기본으로 상정하는 값이다.

POSIX_FADV_SEQUENTIAL

응용에서 지정한 데이터에 순차적으로 (오프셋이 작은 데이터를 먼저 읽는 식으로) 접근할 예정이다.

POSIX_FADV_RANDOM

지정한 데이터에 임의 순서로 접근하려 한다.

POSIX_FADV_NOREUSE

지정한 데이터에 한 번만 접근하려 한다.

2.6.18 전의 커널에서 POSIX_FADV_NOREUSE는 POSIX_FADV_WILLNEED와 동작이 같았다. 버그였던 것 같다. 커널 2.6.18부터 이 플래그는 no-op이다.

POSIX_FADV_WILLNEED

지정한 데이터에 조만간 접근하려 한다.

POSIX_FADV_WILLNEED는 지정한 영역을 페이지 캐시로 읽어 들이는 논블록 동작을 개시한다. 가상 메모리 부하에 따라 읽는 데이터 양을 커널이 줄일 수도 있다. (보통 몇 메가바이트 정도는 완전히 충족되고 그 이상으로는 잘 쓰지 않는다.)

POSIX_FADV_DONTNEED

지정한 데이터에 당분간은 접근하지 않을 것이다.

POSIX_FADV_DONTNEED는 지정한 영역과 연계된 캐싱 된 페이지들을 해제 시도한다. 예를 들어 큰 파일을 스트리밍 할 때 유용하다. 프로그램에서 이미 사용한 데이터를 캐시에서 해제하라고 주기적으로 커널에게 요청할 수 있고, 그러면 캐시 내의 더 유용한 페이지들이 폐기되지 않을 수 있다.

페이지 일부만 폐기하는 요청은 무시한다. 불필요한 데이터를 폐기하는 것보다 필요한 데이터를 보존하는 쪽이 중요하다. 데이터 폐기를 고려하게 하려면 offset과 len이 페이지에 정렬되어 있어야 한다.

지정 영역 내의 변경된 페이지들을 구현체가 기반 장치로 기록하려 시도할 수도 있다. 하지만 이를 보장하지는 않는다. 기록 안 된 변경 페이지가 있으면 해제되지 않을 것이다. 변경된 페이지가 해제되게 하고 싶으면 응용에서 먼저 fsync(2)나 fdatasync(2)를 호출해야 할 것이다.

RETURN VALUE

성공 시 0을 반환한다. 오류 시 오류 번호를 반환한다.

ERRORS

EBADF

fd 인자가 유효한 파일 디스크립터가 아니다.

EINVAL

advice에 유효하지 않은 값을 지정했다.

ESPIPE

지정한 파일 디스크립터가 파이프나 FIFO를 가리키고 있다. (POSIX에서 명세하는 오류는 ESPIPE이지만 커널 버전 2.6.16 전의 리눅스는 이 경우 EINVAL을 반환했다.)

VERSIONS

리눅스 2.5.60에서 커널 지원이 처음 등장했다. 기반 시스템 호출의 이름이 fadvise64()였다. glibc 버전 2.2부터 래퍼 함수 posix_fadvise()를 통해 라이브러리 지원이 이뤄졌다.

리눅스 3.18부터 기반 시스템 호출 지원이 선택적이다. CONFIG_ADVISE_SYSCALLS 구성 옵션 설정에 따라 정해진다.

CONFORMING TO

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008. 참고로 POSIX.1-2001 TC1에서 len 인자의 타입이 size_t에서 off_t로 바뀌었다.

NOTES

리눅스에서 POSIX_FADV_NORMAL은 미리 읽기 윈도를 기반 장치별 기본값으로 설정한다. POSIX_FADV_SEQUENTIAL은 두 배 크기로 만들고 POSIX_FADV_RANDOM은 파일 미리 읽기를 완전히 끈다. 이런 변경은 지정한 영역만이 아니라 파일 전체에 영향을 끼친다. (단, 동일 파일에 대한 다른 열린 파일 핸들은 영향을 받지 않는다.)

proc(5)에서 기술하는 /proc/sys/vm/drop_caches 인터페이스를 통해 커널 버퍼 캐시 내용을 비울 수 있다.

파일을 열어서 mmap(2)으로 맵 하고서 그 매핑에 mincore(2)를 적용하면 파일의 어느 페이지들이 버퍼 캐시 안에 상주하고 있는지에 대한 스냅샷을 얻을 수 있다.

C 라이브러리/커널 차이

C 라이브러리의 래퍼 함수 이름이 posix_fadvise()이다. 기반 시스템 호출의 이름은 fadvise64()이다. (일부 아키텍처에서는 fadvise64_64()이다.) 두 시스템 호출의 차이는 전자에서 len 인자의 타입이 size_t라고 상정하는 반면 후자에서는 loff_t를 기대한다는 점이다.

아키텍처별 차이

어떤 아키텍처에서는 64비트 인자를 적절한 레지스터 쌍에 맞춰 넣어야 한다. (자세한 내용은 syscall(2) 참고.) 그런 아키텍처에서 SYNOPSIS에 있는 posix_fadvise() 호출 시그너처는 fd와 offset 인자 사이 패딩으로 레지스터 하나를 낭비하게 만들 것이다. 그래서 그런 아키텍처들에서는 인자 순서를 적절히 바꾸고 나머지는 posix_fadvise()와 정확하게 동일한 버전을 정의한다.

예를 들어 리눅스 2.6.14부터 ARM에는 다음 시스템 호출이 있다.

long arm_fadvise64_64(int fd, int advice,
                      loff_t offset, loff_t len);

일반적으로 응용에게는 이런 아키텍처별 세부 사항이 감춰져 있다. glibc의 posix_fadvise() 래퍼 함수에서 적절한 아키텍처별 시스템 호출을 불러 준다.

BUGS

커널 2.6.6 전에서는 len을 0으로 지정하면 이를 "파일 끝까지 전체 바이트"로 해석하지 않고 말 그대로 "0바이트"로 해석했다.

SEE ALSO

fincore(1), mincore(2), readahead(2), sync_file_range(2), posix_fallocate(3), posix_madvise(3)

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2021-03-22