NAME

readv, writev, preadv, pwritev, preadv2, pwritev2 - 여러 버퍼로 데이터 읽거나 쓰기

SYNOPSIS

#include <sys/uio.h>

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

ssize_t preadv(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset);
ssize_t pwritev(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset);

ssize_t preadv2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset, int flags);
ssize_t pwritev2(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt,
                off_t offset, int flags);

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

preadv(), pwritev():
glibc 2.19부터:
_DEFAULT_SOURCE
glibc 2.19 및 이전:
_BSD_SOURCE

DESCRIPTION

readv() 시스템 호출은 파일 디스크립터 fd에 연계된 파일에서 iov가 기술하는 버퍼들로 iovcnt 개 버퍼를 읽어 들인다 ("스캐터 입력").

writev() 시스템 호출은 iov가 기술하는 iovcnt 개 데이터 버퍼를 파일 디스크립터 fd에 연계된 파일로 기록한다 ("개더 출력").

포인터 iov는 <sys/uio.h>에 다음처럼 정의된 iovec 구조체의 배열을 가리킨다.

struct iovec {
    void  *iov_base;    /* 시작 주소 */
    size_t iov_len;     /* 이동할 바이트 수 */
};

readv() 시스템 호출은 여러 버퍼를 채운다는 점을 빼면 read(2)와 마찬가지로 동작한다.

writev() 시스템 호출은 여러 버퍼를 써넣는다는 점을 빼면 write(2)와 마찬가지로 동작한다.

버퍼들은 배열 내 순서에 따라 처리된다. 즉 readv()에서 iov[0]를 완전히 채운 다음 iov[1]로 진행하는 식이다. (데이터가 충분히 없으면 iov가 가리키는 버퍼들이 모두 채워지지 않을 수도 있다.) 마찬가지로 writev()에서는 iov[0]의 내용 전체를 써넣은 다음 iov[1]로 진행하는 식이다.

readv()와 writev()가 수행하는 데이터 이동은 원자적이다. 즉 writev()가 써넣는 데이터는 한 덩어리로 기록되며 다른 프로세스의 쓰기 출력과 섞이지 않는다. (하지만 pipe(7)의 예외 참고.) 유사하게 readv()는 같은 열린 파일 기술 항목(open(2) 참고)을 가리키는 파일 디스크립터를 가진 다른 스레드 내지 프로세스에서의 읽기 동작과 상관없이 파일로부터 연속인 덩어리를 읽는다고 보장된다.

preadv()와 pwritev()

preadv() 시스템 호출은 readv()와 pread(2)의 기능을 합친 것이다. readv()와 같은 일을 수행하되 네 번째 인자 offset이 추가돼서 입력 동작을 수행할 파일 오프셋을 지정할 수 있다.

pwritev() 시스템 호출은 writev()와 pwrite(2)의 기능을 합친 것이다. writev()와 같은 일을 수행하되 네 번째 인자 offset이 추가돼서 출력 동작을 수행할 파일 오프셋을 지정할 수 있다.

이 시스템 호출들은 파일 오프셋을 바꾸지 않는다. fd가 가리키는 파일에서 seek이 가능해야 한다.

preadv2()와 pwritev2()

이 시스템 호출들은 preadv() 및 pwritev() 호출과 비슷하되 다섯 번째 인자 flags가 추가돼서 호출별로 동작 방식을 변경할 수 있다.

preadv() 및 pwritev()와 달리 offset 인자가 -1이면 현재 파일 오프셋을 사용하고 갱신한다.

flags 인자는 다음 플래그를 0개 이상 비트 OR 한 값을 담는다.

RWF_DSYNC (리눅스 4.7부터)
쓰기별로 지정할 수 있는 open(2) O_DSYNC 플래그의 등가물. 이 플래그는 pwritev2()에만 유효하며 시스템 호출로 기록하는 데이터 범위에만 적용된다.
RWF_HIPRI (리눅스 4.6부터)
우선도 높은 읽기/쓰기. 블록 기반 파일 시스템에서 장치 폴링을 할 수 있게 허용한다. 지연이 낮아지지만 자원을 더 쓸 수도 있다. (현재 이 기능은 O_DIRECT 플래그로 연 파일 디스크립터에서만 사용 가능하다.)
RWF_SYNC (리눅스 4.7부터)
쓰기별로 지정할 수 있는 open(2) O_SYNC 플래그의 등가물. 이 플래그는 pwritev2()에만 유효하며 시스템 호출로 기록하는 데이터 범위에만 적용된다.
RWF_NOWAIT (리눅스 4.14부터)
즉시 사용 가능하지 않은 데이터를 기다리지 않는다. 이 플래그를 지정하면 기반 저장소로부터 데이터를 읽어 와야 하거나 락을 기다려야 하는 경우에 preadv2() 시스템 호출이 즉시 반환하게 된다. 일부 데이터를 성공적으로 읽었으면 읽은 바이트 수를 반환한다. 읽은 바이트가 없으면 -1을 반환하고 errno를 EAGAIN으로 설정한다. 현재 이 플래그는 preadv2()에만 유효하다.
RWF_APPEND (리눅스 4.16부터)
쓰기별로 지정할 수 있는 open(2) O_APPEND 플래그의 등가물. 이 플래그는 pwritev2()에만 유효하며 시스템 호출로 기록하는 데이터 범위에만 적용된다. offset 인자가 쓰기 동작에 영향을 주지 않으며 항상 파일 끝에 데이터를 덧붙인다. 다만 offset 인자가 -1이면 현재 파일 오프셋을 갱신한다.

RETURN VALUE

성공 시 readv(), preadv(), preadv2()는 읽어 들인 바이트 수를 반환한다. writev(), pwritev(), pwritev2()는 기록한 바이트 수를 반환한다.

성공한 호출에서 요청보다 적은 바이트를 이동한 것이 오류가 아니라는 점에 유의하라. (read(2) 및 write(2) 참고.)

오류 시 -1을 반환하며 오류를 나타내도록 errno를 설정한다.

ERRORS

오류는 read(2) 및 write(2)에서와 같다. 더불어 preadv(), preadv2(), pwritev(), pwritev2()가 lseek(2)과 같은 이유로 실패할 수도 있다. 추가로 다음 오류들이 정의돼 있다.

EINVAL
iov_len 값들의 합이 ssize_t 값을 넘치게 한다.
EINVAL
벡터 카운트 iovcnt가 0보다 작거나 허용 최대치보다 크다.
EOPNOTSUPP
flags에 알 수 없는 플래그를 지정했다.

VERSIONS

리눅스 2.6.30에서 preadv()와 pwritev()가 처음 등장했다. glibc 2.10에서 라이브러리 지원이 추가되었다.

리눅스 4.6에서 preadv2()와 pwritev2()가 처음 등장했다. glibc 2.26에서 라이브러리 지원이 추가되었다.

CONFORMING TO

readv(), writev(): POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, 4.4BSD (4.2BSD에서 이 시스템 호출들이 처음 등장).

preadv(), pwritev(): 비표준, 하지만 최신 BSD들에도 있음.

preadv2(), pwritev2(): 비표준 리눅스 확장.

NOTES

POSIX.1에서는 iov에 전달할 수 있는 항목 개수에 대한 제한을 구현에서 둘 수 있게 허용한다. 구현에서 <limits.h>에 IOV_MAX를 정의하거나 런타임에 sysconf(_SC_IOV_MAX) 반환 값을 통해 그 제한값을 선전할 수 있다. 요즘 리눅스 시스템에서는 그 제한이 1024이다. 리눅스 2.0 시절에는 그 제한이 16이었다.

C 라이브러리/커널 차이

진짜 preadv() 및 pwritev() 시스템 호출의 호출 시그너처는 SYNOPSIS에 있는 대응하는 GNU C 라이브러리 래퍼 함수와 살짝 다르다. 래퍼 함수의 마지막 인자 offset을 시스템 호출에서는 두 개 인자로 나눈다.

unsigned long pos_l, unsigned long pos

이 인자들은 각각 offset의 하위 32비트와 상위 32비트를 담는다.

과거의 C 라이브러리/커널 차이

리눅스 초기 버전에서 IOV_MAX가 아주 낮았던 것에 대처하기 위해 glibc의 readv() 및 writev() 래퍼 함수에서는 기반 커널 시스템 호출이 그 제한 초과 때문에 실패했음을 감지한 경우 어떤 추가 작업을 해 주었다. readv()의 경우 래퍼 함수에서 iov의 항목들을 모두 담을 만큼 큰 임시 버퍼를 할당해서 그 버퍼로 read(2) 호출을 한 다음 버퍼의 데이터를 iov 항목들의 iov_base 필드에 지정된 위치로 복사하고서 버퍼를 해제했다. writev()의 래퍼 함수도 임시 버퍼와 write(2) 호출로 비슷한 작업을 수행했다.

리눅스 2.2 및 이후부터는 glibc 래퍼 함수에서 이런 추가 작업이 필요 없게 되었다. 하지만 glibc는 버전 2.10까지 이 동작을 계속 제공했다. glibc 버전 2.9부터는 시스템이 리눅스 커널 2.6.18(임의로 선정한 커널 버전)보다 오래 된 버전에서 동작 중임을 라이브러리에서 탐지한 경우에만 래퍼 함수가 이 동작을 제공한다. (최소로 요구하는 리눅스 커널 버전이 2.6.32인) glibc 2.20부터는 언제나 glibc 래퍼 함수에서 시스템 호출을 바로 부른다.

EXAMPLES

다음 코드 샘플이 writev() 사용 방식을 보여 준다.

char *str0 = "hello ";
char *str1 = "world\n";
struct iovec iov[2];
ssize_t nwritten;

iov[0].iov_base = str0;
iov[0].iov_len = strlen(str0);
iov[1].iov_base = str1;
iov[1].iov_len = strlen(str1);

nwritten = writev(STDOUT_FILENO, iov, 2);

SEE ALSO

pread(2), read(2), write(2)

2018-04-30