.\" t .\" Copyright (c) 2010 by Michael Kerrisk .\" .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM) .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are .\" preserved on all copies. .\" .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a .\" permission notice identical to this one. .\" .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this .\" manual page may be incorrect or out-of-date. The author(s) assume no .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from .\" the use of the information contained herein. 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/* File descriptor */ off_t aio_offset; /* File offset */ volatile void *aio_buf; /* Location of buffer */ size_t aio_nbytes; /* Length of transfer */ int aio_reqprio; /* Request priority */ struct sigevent aio_sigevent; /* Notification method */ int aio_lio_opcode; /* Operation to be performed; lio_listio() only */ /* Various implementation\-internal fields not shown */ }; /* Operation codes for \(aqaio_lio_opcode\(aq: */ enum { LIO_READ, LIO_WRITE, LIO_NOP }; .fi .in この構造体のフィールドは以下の通りである。 .TP 16 \fIaio_filedes\fP I/O 操作の実行対象となるファイルディスクリプタ。 .TP \fIaio_offset\fP I/O 操作を行うファイルオフセットを示す。 .TP \fIaio_buf\fP 読み出し操作、書き込み操作でデータ転送に使用されるバッファ。 .TP \fIaio_nbytes\fP \fIaio_buf\fP が指すバッファのサイズ。 .TP \fIaio_reqprio\fP このフィールドでは、呼び出したスレッドのリアルタイム優先度から 減算する値を指定する。この I/O リクエストの実行の優先度を 決定するために使用される (\fBpthread_setschedparam\fP(3) 参照)。 指定する値は 0 と \fIsysconf(_SC_AIO_PRIO_DELTA_MAX)\fP が返す値の間で なければならない。このフィールドは、ファイル同期操作では無視される。 .TP \fIaio_sigevent\fP このフィールドは、非同期 I/O 操作が完了した際に呼び出し側に どのように通知を行うかを指定する構造体である。 \fIaio_sigevent.sigev_notify\fP に指定できる値は、 \fBSIGEV_NONE\fP, \fBSIGEV_SIGNAL\fP, \fBSIGEV_THREAD\fP である。 詳細は \fBsigevent\fP(7) を参照。 .TP \fIaio_lio_opcode\fP 実行される操作の種別。 \fBlio_listio\fP(3) でのみ使用される。 .PP 上記のリストにある標準の関数に加えて、GNU C ライブラリでは 以下に示す POSIX AIO API に対する拡張が提供されている。 .TP 16 \fBaio_init\fP(3) glibc の POSIX AIO 実装の動作を調整するパラメータを設定する。 .SH エラー .TP \fBEINVAL\fP \fIaiocb\fP 構造体の \fIaio_reqprio\fP フィールドが、0 より小さいか、 \fIsysconf(_SC_AIO_PRIO_DELTA_MAX)\fP が返す上限よりも大きかった。 .SH バージョン POSIX AIO インターフェイスは glibc バージョン 2.1 以降で提供されている。 .SH 準拠 POSIX.1\-2001, POSIX.1\-2008. .SH 注意 使用前に制御ブロックバッファを 0 で埋めるのはよい考えである (\fBmemset\fP(3) 参照)。I/O 操作が実行中の間は、制御ブロックバッファと \fIaio_buf\fP が指すバッファを変更してはならない。I/O 操作が完了するまで、 これらのバッファは有効な状態に保たなければならない。 同じ \fIaiocb\fP 構造体を使って、同時に複数の非同期の読み出し操作や 書き込み操作を行った場合に、どのような結果になるかは未定義である。 .\" http://lse.sourceforge.net/io/aio.html .\" http://lse.sourceforge.net/io/aionotes.txt .\" http://lwn.net/Articles/148755/ 現在の Linux では、POSIX AIO 実装は glibc によりユーザ空間で提供 されている。このため、制限がいくつかあり、最も顕著なものは、I/O 操作を 実行する複数のスレッドの管理コストが高く、スケーラビリティに欠けること である。しばらくの間、カーネルのステートマシンによる非同期 I/O の実装 の作業が行われているが (\fBio_submit\fP(2), \fBio_setup\fP(2), \fBio_cancel\fP(2), \fBio_destroy\fP(2), \fBio_getevents\fP(2) 参照)、 この実装はまだ POSIX AIO 実装をカーネルシステムコールにより 再実装するほど成熟したものてはない。 .SH 例 下記のプログラムは、コマンドライン引き数で指定された名前のファイルを それぞれオープンし、得られたファイルディスクリプタに対するリクエストを \fBaio_read\fP(3) を使ってキューに入れる。その後、このプログラムはループに 入り、定期的に \fBaio_error\fP(3) を使ってまだ実行中の各 I/O 操作を監視す る。各 I/O リクエストは、シグナルの配送による完了通知が行われるように設 定される。全ての I/O リクエストが完了した後、\fBaio_return\fP(3) を使って それぞれのステータスを取得する。 \fBSIGQUIT\fP シグナル (control\-\e をタイプすると生成できる) を送ると、 このプログラムは \fBaio_cancel\fP(3) を使って 完了していない各リクエストにキャンセル要求を送る。 以下はこのプログラムを実行した際の出力例である。 この例では、標準入力に対して 2 つのリクエストを行い、 "abc" と "x" という 2 行の入力を行っている。 .in +4n .nf $ \fB./a.out /dev/stdin /dev/stdin\fP opened /dev/stdin on descriptor 3 opened /dev/stdin on descriptor 4 aio_error(): for request 0 (descriptor 3): In progress for request 1 (descriptor 4): In progress \fBabc\fP I/O completion signal received aio_error(): for request 0 (descriptor 3): I/O succeeded for request 1 (descriptor 4): In progress aio_error(): for request 1 (descriptor 4): In progress \fBx\fP I/O completion signal received aio_error(): for request 1 (descriptor 4): I/O succeeded All I/O requests completed aio_return(): for request 0 (descriptor 3): 4 for request 1 (descriptor 4): 2 .fi .in .SS プログラムのソース \& .nf #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 20 /* Size of buffers for read operations */ #define errExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0) #define errMsg(msg) do { perror(msg); } while (0) struct ioRequest { /* Application\-defined structure for tracking I/O requests */ int reqNum; int status; struct aiocb *aiocbp; }; static volatile sig_atomic_t gotSIGQUIT = 0; /* On delivery of SIGQUIT, we attempt to cancel all outstanding I/O requests */ static void /* Handler for SIGQUIT */ quitHandler(int sig) { gotSIGQUIT = 1; } #define IO_SIGNAL SIGUSR1 /* Signal used to notify I/O completion */ static void /* Handler for I/O completion signal */ aioSigHandler(int sig, siginfo_t *si, void *ucontext) { write(STDOUT_FILENO, "I/O completion signal received\en", 31); /* The corresponding ioRequest structure would be available as struct ioRequest *ioReq = si\->si_value.sival_ptr; and the file descriptor would then be available via ioReq\->aiocbp\->aio_fildes */ } int main(int argc, char *argv[]) { struct ioRequest *ioList; struct aiocb *aiocbList; struct sigaction sa; int s, j; int numReqs; /* Total number of queued I/O requests */ int openReqs; /* Number of I/O requests still in progress */ if (argc < 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s ...\en", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); } numReqs = argc \- 1; /* Allocate our arrays */ ioList = calloc(numReqs, sizeof(struct ioRequest)); if (ioList == NULL) errExit("calloc"); aiocbList = calloc(numReqs, sizeof(struct aiocb)); if (aiocbList == NULL) errExit("calloc"); /* Establish handlers for SIGQUIT and the I/O completion signal */ sa.sa_flags = SA_RESTART; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_handler = quitHandler; if (sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL) == \-1) errExit("sigaction"); sa.sa_flags = SA_RESTART | SA_SIGINFO; sa.sa_sigaction = aioSigHandler; if (sigaction(IO_SIGNAL, &sa, NULL) == \-1) errExit("sigaction"); /* Open each file specified on the command line, and queue a read request on the resulting file descriptor */ for (j = 0; j < numReqs; j++) { ioList[j].reqNum = j; ioList[j].status = EINPROGRESS; ioList[j].aiocbp = &aiocbList[j]; ioList[j].aiocbp\->aio_fildes = open(argv[j + 1], O_RDONLY); if (ioList[j].aiocbp\->aio_fildes == \-1) errExit("open"); printf("opened %s on descriptor %d\en", argv[j + 1], ioList[j].aiocbp\->aio_fildes); ioList[j].aiocbp\->aio_buf = malloc(BUF_SIZE); if (ioList[j].aiocbp\->aio_buf == NULL) errExit("malloc"); ioList[j].aiocbp\->aio_nbytes = BUF_SIZE; ioList[j].aiocbp\->aio_reqprio = 0; ioList[j].aiocbp\->aio_offset = 0; ioList[j].aiocbp\->aio_sigevent.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; ioList[j].aiocbp\->aio_sigevent.sigev_signo = IO_SIGNAL; ioList[j].aiocbp\->aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr = &ioList[j]; s = aio_read(ioList[j].aiocbp); if (s == \-1) errExit("aio_read"); } openReqs = numReqs; /* Loop, monitoring status of I/O requests */ while (openReqs > 0) { sleep(3); /* Delay between each monitoring step */ if (gotSIGQUIT) { /* On receipt of SIGQUIT, attempt to cancel each of the outstanding I/O requests, and display status returned from the cancellation requests */ printf("got SIGQUIT; canceling I/O requests: \en"); for (j = 0; j < numReqs; j++) { if (ioList[j].status == EINPROGRESS) { printf(" Request %d on descriptor %d:", j, ioList[j].aiocbp\->aio_fildes); s = aio_cancel(ioList[j].aiocbp\->aio_fildes, ioList[j].aiocbp); if (s == AIO_CANCELED) printf("I/O canceled\en"); else if (s == AIO_NOTCANCELED) printf("I/O not canceled\en"); else if (s == AIO_ALLDONE) printf("I/O all done\en"); else errMsg("aio_cancel"); } } gotSIGQUIT = 0; } /* Check the status of each I/O request that is still in progress */ printf("aio_error():\en"); for (j = 0; j < numReqs; j++) { if (ioList[j].status == EINPROGRESS) { printf(" for request %d (descriptor %d): ", j, ioList[j].aiocbp\->aio_fildes); ioList[j].status = aio_error(ioList[j].aiocbp); switch (ioList[j].status) { case 0: printf("I/O succeeded\en"); break; case EINPROGRESS: printf("In progress\en"); break; case ECANCELED: printf("Canceled\en"); break; default: errMsg("aio_error"); break; } if (ioList[j].status != EINPROGRESS) openReqs\-\-; } } } printf("All I/O requests completed\en"); /* Check status return of all I/O requests */ printf("aio_return():\en"); for (j = 0; j < numReqs; j++) { ssize_t s; s = aio_return(ioList[j].aiocbp); printf(" for request %d (descriptor %d): %zd\en", j, ioList[j].aiocbp\->aio_fildes, s); } exit(EXIT_SUCCESS); } .fi .SH 関連項目 .ad l .nh \fBio_cancel\fP(2), \fBio_destroy\fP(2), \fBio_getevents\fP(2), \fBio_setup\fP(2), \fBio_submit\fP(2), \fBaio_cancel\fP(3), \fBaio_error\fP(3), \fBaio_init\fP(3), \fBaio_read\fP(3), \fBaio_return\fP(3), \fBaio_write\fP(3), \fBlio_listio\fP(3) .UR http://www.squid\-cache.org\:/~adrian\:/Reprint\-Pulavarty\-OLS2003.pdf .UE .SH この文書について この man ページは Linux \fIman\-pages\fP プロジェクトのリリース 3.65 の一部 である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は http://www.kernel.org/doc/man\-pages/ に書かれている。