C 为什么在Linux字符驱动程序读取调用中大小总是=4096？

我一直在网上浏览Linux字符驱动程序示例，但遇到了一个无法解释的行为

static ssize_t my_read(struct file *f, char __user *user_buf, size_t cnt, loff_t* off)
{
   printk( KERN_INFO "Read called for %zd bytes\n", cnt );
   return cnt;
}

该消息始终指示

cnt=4096

字节，无论用户空间中指定的字节数是多少（例如：

但是，用户空间读取调用

retval = fread(_rx_buffer, sizeof(char), 5, file_ptr);
printf( "fread returned %d bytes\n", retval );

用户空间的输出是

fread returned 5 bytes.

为什么

my_read

中的大小值始终为4096，而

fread

中的值指示为5？我知道我遗漏了一些东西，但不确定是什么…

试试（在

unistd.h

中），它应该输出5个字符。当使用libc（，

fwrite（3）

等），您使用的是内部libc缓冲区，通常为页面大小（几乎总是4kib）

我相信第一次调用

fread（）

5字节时，libc会执行4096字节的内部

read（）

，下面是

fread（）

将只返回libc在与您使用的

文件

结构相关联的缓冲区中已经存在的字节。直到达到4096。第4097个字节将发出另一个4096字节的

读取

，依此类推

当您编写时也会发生这种情况，例如使用

printf（）

，它只是

fprintf（）

，第一个参数是

stdout（）

。libc不会直接调用

write（2）

，而是将您的内容放在其内部缓冲区中（也是4096字节）。如果您调用它，它将刷新

fflush（stdout）；

您自己或任何时候它在发送的字节中找到字节0x0a（ASCII换行符）

试试看，你会发现：

#包括/*用于printf（）*/
#包括/*用于睡眠（）*/
内部主（空）{
printf（“以下消息将不会显示\n”）；
printf（“你好，世界！”）；
睡眠（3）；
printf（“\n直到现在…\n”）；
返回0；
}

但是，这将起作用（不使用libc的缓冲）：

#包括/*用于printf（）*/
#包括/*用于sleep（）、write（）和STDOUT\u文件号*/
内部主（空）{
printf（“将显示以下消息\n”）；
写（STDOUT_FILENO，“hello！”，6）；
睡眠（3）；
printf（“见？\n”）；
返回0；
}

STDOUT\u FILENO

是标准输出（1）的默认文件描述符

每次有换行符时进行刷新对于终端用户立即查看消息是必不可少的，而且对于每行处理也是很有帮助的，这在Unix环境中经常进行

因此，即使libc直接使用

read（）

和

write（）

系统调用来填充和刷新其缓冲区（顺便说一句，C标准库的Microsoft实现必须使用Windows stuff，可能还有

WriteFile

），这些系统调用绝对不知道libc。这会导致在同时使用这两种方法时出现有趣的行为：

#包括/*用于printf（）*/
#包括/*for write（）和标准输出文件号*/
内部主（空）{
printf（“1.第一条消息（立即刷新）\n”）；
printf（“2.第二条消息（无刷新）”；
写（STDOUT_FILENO，“3.第三条消息（立即刷新）”，30）；
printf（“\n”）；
返回0；
}

哪些产出：

1. first message (flushed now)
3. third message (flushed now)2. second message (without flushing)

（第三个在第二个之前！）

另外，请注意，您可以使用关闭libc的缓冲。例如：

#包括/*用于setvbuf（）和printf（）*/
#包括/*用于睡眠（）*/
内部主（空）{
setvbuf（标准输出，空，0）；
printf（“将显示以下消息\n”）；
printf（“你好！”）；
睡眠（3）；
printf（“见？\n”）；
返回0；
}

我从未尝试过，但我想当

fopen（）

对字符设备进行加密并禁用此设备的I/O缓冲时，您也可以对

文件*

执行同样的操作：

FILE*fh=fopen（“/dev/my char device”，“rb”）；
setvbuf（fh，NULL，_IONBF，0）；

这是否可以预读到具有页面粒度的中间缓冲区（4096是CPU配置中广泛使用的页面大小），或者硬盘的块大小（512用于较旧的，4096用于较新的多TB驱动器）？你试过调用9345字节时会发生什么吗？看起来是这样的。如果我通过用户空间请求10、20或4096字节，我会在日志文件中看到“读取调用4096字节”。如果我通过用户空间请求4097字节，我会看到两个新条目“读取调用4096字节”请求9345将导致日志文件中的两个条目，“读取调用8192字节”和“读取调用4096字节”.1-但是

write

是否保证为

printf

刷新libc缓冲区？我一直认为它直接进入内核syscall，但我在规范中找不到任何有关行为的信息。

write

不知道libc。我将在回答中添加一个示例来说明这一点。我认为它必须有som这与缓冲有关，但不了解发生这种情况的原因（更具体地说，是如何能够请求特定的字节数）。非常好的解释！谢谢。

write（0，“hello！”，6）；

写入标准输入，而不是标准输出。

STDOUT\u FILENO

为1。

1. first message (flushed now)
3. third message (flushed now)2. second message (without flushing)