# write

## 개요

`write`는 유닉스(Unix) 및 유닉스 계 운영체제(: 리눅스, macOS)에서 제공하는 **시스템 콜**(system call)로, 파일 디스크터(file descriptor)를 통해 데이터를 출력 장치 또는 파일에 쓰는 데 사용된다. 이 함수는 C 언어 프로그래밍에서 시스 레벨의 입출력(I/O) 작업을 수행할 때 핵심적인 역할을 하며, 특히 표준 출력(stdout), 파일, 소켓 등 다양한 I/O 대상에 데이터를 전송하는 데 활용된다.

`write`는 **버퍼링되지 않는**(unbuffered) 저수준 I/O 함수로, 표준 C 라이브러리의 `fwrite`, `printf` 등과는 달리 운영체제 커널과 직접 상호작용한다. 따라서 성능과 제어력 측면에서 유리하지만, 프로그래머가 오류 처리와 상태 관리를 직접 책임져야 한다.

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## 함수 원형

`write` 시스템 콜의 C 언어에서의 원형은 다음과 같다:

```c
#include <unistd.h>

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
```

### 매개변수 설명

| 매개변수 | 설명 |
|--------|------|
| `fd` | 데이터를 쓸 대상의 **파일 디스크립터**. 예: `1`은 표준 출력, `2`는 표준 에러. |
| `buf` | 쓰려는 데이터가 저장된 메모리 버퍼의 주소. |
| `count` | `buf`에서 쓰려는 바이트 수. |

### 반환값

- 성공 시: 실제로 쓰여진 **바이트 수** (`0` 이상). 이 값은 요청한 `count`보다 작을 수 있음.
- 실패 시: `-1`을 반환하며, 전역 변수 `errno`에 오류 코드가 설정됨.

> 🔔 주의: `write`는 **완전히 요청한 데이터를 쓰지 못할 수도 있다**. 예를 들어, 파이프의 버퍼가 가득 찼거나 네트워크 연결이 일시적으로 제한된 경우 일부 데이터만 전송될 수 있다. 따라서 실제 프로그래밍에서는 반환값을 반드시 검사하고, 필요한 경우 재시도 로직을 구현해야 한다.

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## 사용 예제

### 1. 표준 출력에 문자열 쓰기

```c
#include <unistd.h>

int main() {
    const char *msg = "Hello, World!\n";
    write(1, msg, 14);  // 1: 표준 출력
    return 0;
}
```

이 예제는 "Hello, World!"를 화면에 출력한다. `printf`와 유사하지만, `write`는 포맷팅 기능이 없고 순수한 바이트 전송만 수행한다.

### 2. 파일에 데이터 쓰기

```c
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    int fd = open("output.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1) {
        // 오류 처리
        return 1;
    }

    const char *data = "This is a test.";
    write(fd, data, 15);

    close(fd);
    return 0;
}
```

이 코드는 `output.txt`라는 파일을 생성하거나 열고, 문자열을 쓴 후 파일을 닫는다.

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## 주요 특징

### 비버퍼링 I/O
`write`는 **버퍼링되지 않는** 입출력을 수행하므로, 호출 시 즉시 커널로 데이터가 전달된다. 이는 `stdio.h`의 `fprintf`나 `fwrite`와의 주요 차이점이며, 성능 최적화를 위해 버퍼링을 직접 제어해야 할 때 유리하다.

### 원자성 보장 (일부 경우)
리눅스에서 `write`는 **작은 크기의 데이터**(일반적으로 `PIPE_BUF` 바이트 이하, 보통 4KB)를 파이프나 FIFO에 쓸 때 **원자적**(atomic)으로 동작한다. 즉, 여러 프로세스가 동시에 쓰더라도 데이터가 섞이지 않고 하나의 블록으로 처리된다.

### 비차단 모드 지원
파일 디스크립터가 **비차단**(non-blocking) 모드로 설정된 경우, `write`는 즉시 반환될 수 있으며, 데이터를 일부만 쓸 수 있다. 네트워크 프로그래밍에서 이는 매우 중요한 고려사항이다.

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## 오류 코드 (errno)

`write`가 `-1`을 반환할 경우, 다음 `errno` 값이 설정될 수 있다:

| errno | 설명 |
|------|------|
| `EBADF` | 유효하지 않은 파일 디스크립터 |
| `EPIPE` | 파이프 또는 소켓이 닫혀 있어 더 이상 쓸 수 없음 (SIGPIPE도 발생 가능) |
| `EFAULT` | `buf`가 유효한 사용자 메모리 영역을 가리키지 않음 |
| `EINTR` | 시스템 콜이 신호에 의해 중단됨 (인터럽트) |
| `ENOMEM` | 커널 메모리 부족 |

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## 관련 함수 및 대조

| 함수 | 설명 |
|------|------|
| `read()` | 입력을 위한 대응 시스템 콜 |
| `fwrite()` | 버퍼링된 C 라이브러리 함수 |
| `send()` | 소켓 전용 데이터 전송 (TCP/UDP) |
| `printf()` | 포맷팅 출력을 지원하는 고수준 함수 |

`write`는 저수준이지만 유연하고 빠르며, 운영체제와의 직접적인 인터페이스를 제공하므로 시스템 프로그래밍, 임베디드 시스템, 네트워크 서버 등에서 널리 사용된다.

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## 참고 자료

- [Linux Programmer's Manual - write(2)](https://man7.org/linux/man-pages/man2/write.2.html)
- W. Richard Stevens, "Advanced Programming in the UNIX Environment" (APUE), Chapter 3
- POSIX.1-2017 표준 문서

> 📌 **Tip**: `write`는 신뢰할 수 있는 I/O를 위해 **반환값을 항상 검사**하고, 부분 쓰기(partial write) 시 나머지를 다시 쓰는 루프를 구현하는 것이 권장된다.