linux系统IO操作

本文重点说明下面内容：

什么是标准IO，什么是文件IO？
什么是Direct IO? O_SYNC标识有什么意义？
各个层面的缓存如何同步？
还在page cache中的脏页可以读写吗？

IO路径上的各层buff

Application buff
|
clib buff
|
page cache
|
disk cache

标准IO

标准IO操作的是流（File对象）
标准IO可以设置缓存，这个缓存是用户态buffer，一般称为clib buff
api

#include <stdio.h>//打开流
FILE *fopen(const char *pathname, const char *type);//关闭流
int fclose(File *fp);// 刷新流
int fflush(FILE *fp);// 一次读写一个字符
int fgetc(FILE *fp);
int fputc(FILE *fp);// 一次读写一行
char* fgets(char* buf, int n, FILE* fp);
int fputs(const char *str, FILE* fp);// 二进制读写
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp);// 格式化输入输出
int fprintf(FILE *fp, const char* format, ...);
int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...);// 示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){char buf[1024];while (fgets(buf, 1024, stdin) != NULL)if (fputs(buf, stdout) == EOF)printf("output error");if (ferror(stdin))printf("input error");exit(0);
}

说明

调用fwrite, fputc, fputs系列函数后，数据被保存到clib buf中，依然处于用户态，如果此时应用进程crash掉，这些数据将丢失。
在调用fflush可将clib buf中的数据写入内核的page cache中。
调用fclose也会将clib buff中的数据刷新到内核，并且把clib buff中的输入数据丢弃。
从这些标准IO的API可看出，标准IO比文件IO要简洁很多，没有各种标识，没有sync, nonblock等。
上列API具体使用细节可参考《unix环境高级编程》第5章。

文件IO

文件IO是直接操作linux系统调用，大部分的问题都是使用文件IO带来的。

api


int open(const char *pathname, int oflag);int close(int filedes);ssize_t read(int filedes, void* buff, size_t nbytes);ssize_t write(int filedes, const void* buff, size_t nbytes);int fsync(int filedes);int fcntl(int filedes, int cmd);int ioctl(int filedes, int request);

说明

O_SYNC标识打开的文件，会在write系统调用时，会等待IO从底层返回；O_SYNC仅对写有意义。
O_DIRECT标识打开的文件不经过page cache； O_DIRECT对读写都是有意义的。
O_NONBLOCK标识打开的文件（一般是网络IO，终端设备IO），在不可读写时立即返回EAGAIN等错误码。
O_SYNC, O_DIRECT有区别如下，

size_t wirte_file()
{if(o_DIRECT)direct_io();elsebuffered_io();if( O_SYNC )wait_data_synced();
}

上述API细节可参考《unix环境高级编程》第3章。

mmap

api

#include <sys/mman.h>
void *mmap(void* addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

mmap在calling process的虚拟地址空间中创建一个映射，主要有以下两种常用方式：

对文件创建一个mapping，读写文件可以用读写内存替代。
匿名映射，传入的fd为-1

创建mapping后，省掉了数据从在用户态buff和内核page cache的拷贝

后续整理下linux系统文件IO流程

linux系统IO操作相关推荐

linux系统io错误,linux系统IO操作
本文重点说明下面内容: 什么是标准IO,什么是文件IO? 什么是Direct IO? O_SYNC标识有什么意义? 各个层面的缓存如何同步? 还在page cache中的脏页可以读写吗? IO路径上的 ...
【Linux系统IO函数】lseek函数
Linux系统IO函数-lseek函数 1.1 lseek函数与标准C库的fseek函数 lseek函数对应标准C库中的fseek函数查看标准C库中的fseek函数使用说明: (shell输入) m ...
Linux 系统 IO之 lseek 函数
Linux 系统 IO之 lseek 函数文章目录 Linux 系统 IO之 lseek 函数 1. lseek 函数 1.1 头文件包含 1.2 函数原型 1.3 函数功能 1.4 函数返回值 1 ...
Linux系统IO分析工具之iotop常用参数介绍
Linux系统IO分析工具之iotop常用参数介绍作者:尹正杰版权声明:原创作品,谢绝转载!否则将追究法律责任. 在一般运维工作中经常会遇到这么一个场景,服务器的IO负载很高(iostat中的 ...
putty怎么远程控制linux应用,如何使用linux系统远程操作软件putty！
原标题:如何使用linux系统远程操作软件putty! linux小白到大神的成长之路:如何使用linux系统远程操作软件putty! 本经验由宗龙龙原创,全文共500多字,阅读需要14分钟,如果文中 ...
putty 32位_了解linux系统远程操作软件，putty的安装过程！
linux小白到大神的成长之路:了解linux系统远程操作软件,putty的安装过程! 本经验由宗龙龙原创,全文共600多字,阅读需要14分钟,如果文中存在错误,还请大家多多指点,我会积极改进的! 前 ...
Linux系统下操作的常用快捷键
Linux系统下操作的常用快捷键 Ubuntu基本快捷键(可能有重复.不全)欢迎指正 * 打开主菜单 = Alt + F1 类似Windows下的Win键,在GNOME中打开"应用程 ...
系统级程序设计第一课内容——Linux系统与操作 2022.5.2
系统级程序设计第一课内容--Linux系统与操作文章目录系统级程序设计第一课内容--Linux系统与操作一.Linux文件系统与操作二.文件操作 1.主要函数 2.open() 3.read( ...
Linux系统下操作Oracle数据库
Linux系统下操作Oracle数据库 Oracle Database,又名Oracle RDBMS,或简称Oracle.是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统.它是在数据库领域一直处于领先地位的产品. ...

linux系统IO操作

IO路径上的各层buff

标准IO

文件IO

mmap

linux系统IO操作相关推荐

最新文章

热门文章