Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 3)

Асинхронный ввод/вывод

Стандарт POSIX 1003.1 определяет набор библиотечных функций для асинхронного обращения к файлам. Термин "асинхронное" означает, что, когда процесс, работающий в режиме пользователя вызывает библиотечную функцию для чтения или записи в файл, эта функция заканчивает работу сразу после того, как операция чтения или записи будет поставлена в очередь, не дожидаясь, пока фактическая пересылка данных будет выполнена. Таким образом, вызвавший процесс сможет продолжить работу во время пересылки данных.

Пользоваться асинхронным вводом/выводом очень просто. Приложение открывает файл обычным системным вызовом ореп. Затем оно заполняет управляющий блок типа struct aiocb информацией, описывающей запрошенную операцию. В большинстве случаев используются следующие поля управляющего блока struct aiocb:
- aio fiides — дескриптор файла (возвращенный системным вызовом
open ());
- aio buf — буфер режима пользователя для данных файла;
- aio nbytes — количество байтов, подлежащих пересылке;
- aio offset— позиция в файле, с которой должна начаться операция чтения или записи (не связана с синхронным” указателем файла).
Наконец, приложение передает адрес управляющего блока либо функции aio read , либо функции aio write . Каждая из них завершит работу сразу после того, как запрошенная операция пересылки данных будет поставлена в очередь системной библиотекой или ядром. Впоследствии приложение смо-
жет проверить состояние операции ввода/вывода, вызвав функцию aio error , которая возвращает einprogress, если пересылка данных все еще продолжается, 0, если она успешно завершилась, и код ошибки, если произошел сбой. Функция aio return возвращает количество байтов, фактически прочитанных или записанных операцией асинхронного ввода/вывода, или -1 в случае сбоя.

Асинхронный ввод/вывод в Linux 2.6

Асинхронный ввод/вывод может быть реализован системной библиотекой без какой бы то ни было поддержки со стороны ядра. Библиотечные функции aio reado и aio write могут просто клонировать текущий процесс и позволить процессу-потомку выполнить синхронные системные вызовы read и write о. Затем процесс-родитель может завершить выполнение функции aio read или aio write и продолжить выполнение программы, не дожидаясь окончания синхронной операции, запущенной потомком. Однако такая версия функций POSIX "для бедных" работает значительно медленнее, чем версия, использующая реализацию асинхронного ввода/вывода на уровне ядра.

Ядро Linux 2.6 имеет набор системных вызовов для асинхронного ввода/вывода. Однако в версии Linux 2.6.11 их разработка еще не закончена, и асинхронный ввод/вывод работает корректно только для файлов, открытых с установленным флагом o direct.