UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

ПРИМЕЧАНИЕ

Этот флаг введен в Net/3 и может не поддерживаться в некоторых системах.

MSG_OOB

. С функцией

send

этот флаг указывает, что отправляются внеполосные данные. В случае TCP в качестве внеполосных данных должен быть отправлен только 1 байт, как показано в главе 21. С функцией

recv

этот флаг указывает на то, что вместо обычных данных должны читаться внеполосные данные.

MSG_PEEK

. Этот флаг позволяет нам просмотреть пришедшие данные, готовые для чтения, при этом после выполнения функции

recv

или

recvfrom

данные

не сбрасываются (при повторном вызове этих функций снова возвращаются уже просмотренные данные). Подробнее мы поговорим об этом в разделе 14.7.

MSG_WAITALL

. Этот флаг был впервые введен в 4.3BSD Reno. Он сообщает ядру, что операция чтения должна выполняться до тех пор, пока не будет прочитано запрашиваемое количество байтов. Если система поддерживает этот флаг, мы можем опустить функцию

readn

(см. листинг 3.9) и заменить ее макроопределением

#define readn(fd, ptr, n) recv(fd, ptr, n, MSG_WAITALL)

Даже если мы задаем флаг

MSG_WAITALL

, функция может возвратить количество байтов меньше запрашиваемого в том случае, если или перехватывается сигнал, или соединение завершается, или есть ошибка сокета, требующая обработки.

Существуют дополнительные флаги, используемые протоколами, отличными от TCP/IP. Например, транспортный уровень OSI основан на записях (а не на потоке байтов, как TCP), и для операций вывода поддерживает флаг

MSG_EOR

, задающий конец логической записи.

С аргументом

flags

связана одна фундаментальная проблема: он передается по значению и не является аргументом типа «значение-результат». Следовательно, он может использоваться только для передачи флагов от процесса к ядру. Ядро не может передать флаги обратно процессу. Это не представляет проблемы с TCP/IP, поскольку очень редко бывает необходимо передавать флаги обратно процессу от ядра. Но когда к 4.3BSD Reno были добавлены протоколы OSI, появилась необходимость возвращать процессу флаг

MSG_EOR

при операции ввода. В 4.3BSD Reno было принято решение оставить аргументы для общеупотребительных функций (

recv

и

recvfrom

) как есть и изменить структуру

msghdr

, которая используется с функциями

recvmsg

и

sendmsg

. В разделе 14.5 мы увидим, что в эту структуру был добавлен целочисленный элемент

msg_flags

, и поскольку структура передается по ссылке, ядро может изменить флаги, содержащиеся в этом элементе, по завершении функции. Это значит также, что если процессу необходимо, чтобы флаги изменялись ядром, процесс должен вызвать функцию

recvmsg

вместо вызова функции

recv

или

recvfrom

.

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