为什么 cat 调用 read() 两次就足够了？

Question

我是 Linux 内核模块的新手。我正在学习基于网络课程的字符驱动程序模块。我有一个创建 /dev/chardevexample 的非常简单的模块，我有一个问题需要理解：

当我执行 echo "hello4" > /dev/chardevexample 时，我看到 write 按预期执行了一次。但是，当我执行 cat /dev/chardevexample 时，我看到读取执行了两次次。

我在我的代码和课程中都看到了这一点 material。第一次read()就返回了所有数据，为什么cat又调用一次呢？

到目前为止我所做的所有事情如下：

insmod chardev.ko 加载我的模块
echo "hello4" > /dev/chardevexample。这是写入，我在 dmesg
cat /dev/chardevexample。这是读取，dmesg 显示它发生了两次。

我做了 strace cat /dev/chardevexample，我确实看到函数调用被调用两次以进行读取。中间也有写

read(3, "hello4[=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=]"..., 131072) = 4096
write(1, "hello4[=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=][=10=]"...,    4096hello4) = 4096
read(3, "", 131072)

dmesg 读取后（cat 命令）

[909836.517402] DEBUG-device_read: To User  hello4 and bytes_to_do 4096 ppos 0 # Read #1 
[909836.517428] DEBUG-device_read: Data send to app hello4, nbytes=4096        # Read #1   
[909836.519086] DEBUG-device_read: To User   and bytes_to_do 0 ppos 4096       # Read #2  
[909836.519093] DEBUG-device_read: Data send to app hello4, nbytes=0           # Read #2

附上读取、写入和 file_operations 的代码片段。任何指导会有所帮助。我广泛搜索，无法理解。因此 post.

/*!
 * @brief Write to device from userspace to kernel space
 * @returns     Number of bytes written
 */

static ssize_t device_write(struct file *file,  //!< File pointer
                                const char *buf,//!< from for copy_from_user. Takes 'buf' from user space and writes to 
                                                //!< kernel space in 'buffer'. Happens on fwrite or write 
                                size_t lbuf,    //!< length of buffer
                                loff_t *ppos)   //!< position to write to
{
        int nbytes = lbuf - copy_from_user(
                                           buffer + *ppos,      /* to */
                                           buf,                 /* from */
                                           lbuf);               /* how many bytes */
        *ppos += nbytes;
        buffer[strcspn(buffer, "\n")] = 0; // Remove End of line character
        pr_info("Recieved data \"%s\" from apps, nbytes=%d\n", buffer, nbytes);
        return nbytes;
}

/*!
 * @brief Read from device - from kernel space to user space
 * @returns     Number of bytes read
 */
static ssize_t device_read(struct file *file,//!< File pointer
                           char *buf,   //!< for copy_to_user. buf is 'to' from buffer
                       size_t lbuf, //!< Length of buffer
                       loff_t *ppos)//!< Position {
    int nbytes;
    int maxbytes;
    int bytes_to_do;
    maxbytes = PAGE_SIZE -  *ppos;
    if(maxbytes >lbuf)
            bytes_to_do = lbuf;
    else
            bytes_to_do = maxbytes;

    buffer[strcspn(buffer, "\n")] = 0; // Remove End of line character
    printk("DEBUG-device_read: To User  %s and bytes_to_do %d ppos %lld\n", buffer + *ppos, bytes_to_do, *ppos);
    nbytes = bytes_to_do - copy_to_user(
                                    buf, /* to */
                                    buffer + *ppos, /* from */
                                    bytes_to_do); /* how many bytes*/
    *ppos += nbytes;
    pr_info("DEBUG-device_read: Data send to app %s, nbytes=%d\n", buffer, nbytes);
    return nbytes;} /* Every Device is like a file - this is device file operation */ static struct file_operations device_fops = {
        .owner = THIS_MODULE,
        .write = device_write,
        .open  = device_open,
        .read  = device_read,};

Answer 1

指示文件结束的 Unix 约定是 read return 0 字节。

在这种情况下，cat 要求 131072 字节，但只收到 4096。这是正常的，不应被解释为已到达文件末尾。例如，当您从键盘读取但用户仅输入少量数据时，就会发生这种情况。

因为 cat 还没有看到 EOF（即 read 没有 return 0），它会继续发出 read 调用直到它看到。这意味着如果有任何数据，您将始终看到至少两个读取调用：一个（或多个）用于数据，最后一个 returns 0.

为什么 cat 调用 read() 两次就足够了？

Why does cat call read() twice when once was enough?

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chardev