Riorganizzati alcuni argomenti, spostamento di alcune funzioni
[gapil.git] / fileadv.tex
index f6ca20858dde079ac51499bf64a6aad247851849..87e9690f58f4a282f361a53e979352c2471edeb7 100644 (file)
@@ -1811,6 +1811,81 @@ che utilizza questa interfaccia in sez.~\ref{sec:TCP_sock_multiplexing}.
 \itindend{epoll}
 
 
 \itindend{epoll}
 
 
+\subsection{La notifica di eventi tramite file descriptor}
+\label{sec:sig_signalfd_eventfd}
+
+Abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_select} come il meccanismo classico delle
+notifiche di eventi tramite i segnali, presente da sempre nei sistemi
+unix-like, porti a novevoli problemi nell'interazione con le funzioni per
+l'I/O multiplexing, tanto che per evitare possibili \itindex{race~condition}
+\textit{race condition} sono state introtte estensioni dello standard POSIX e
+funzioni apposite come \func{pselect}, \func{ppoll} e \funcd{epoll\_pwait}.
+
+Benché i segnali siano il meccanismo più usato per effettuare notifiche ai
+processi, la loro interfaccia di programmazione, che comporta l'esecuzione di
+una funzione di gestione in maniera asincrona e totalmente scorrelata
+dall'ordinario flusso di esecuzione del processo, si è però dimostrata quasi
+subito assai problematica. Oltre ai limiti relativi ai limiti al cosa si può
+fare all'interno della funzione del gestore di segnali (quelli illustrati in
+sez.~\ref{sec:sig_signal_handler}), c'è il problema più generale consistente
+nel fatto che questa modalità di funzionamento cozza con le altre interfacce
+di programmazione previste dal sistema in cui invece si opera in maniera
+\textsl{sincrona}, e che porta ai problemi relativi alla interruzione delle
+\index{system~call~lente} system call bloccanti.
+
+In questo caso infatti si aspetta che il processo gestisca gli eventi (che
+causano l'uscita dalla \index{system~call~lente} system call bloccante)
+generando le opportune risposte, mentre con l'arrivo di un segnale ci si trova
+alla possibilità di avere interruzioni asincrone in cui possono essere
+eseguite operazioni fuori dal resto dal flusso ordinario del programma e
+quindi la necessità gestire le interruzioni ed evitare possibili
+\itindex{race~condition} \textit{race conditions}.\footnote{in sostanza se non
+  fosse per i segnali non ci sarebbe da doversi preoccupare, fintanto che si
+  effettuano operazioni all'interno dello stesso, della non atomicità (si
+  ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) delle
+  \index{system~call~lente} system call lente che vengono interrotte e devono
+  essere riavviate.}
+
+Abbiamo visto però in sez.~\ref{sec:sig_real_time} che insieme ai segnali
+\textit{real-time} sono state introdotte delle interfacce di gestione sincrona
+dei segnali con la funzione \func{sigwait} e le sue affini. Queste funzioni
+consentono di gestire i segnali bloccando un processo fino alla avvenuta
+ricezione e disabilitando l'esecuzione asincrona di un gestore. Questo
+consente di risolvere i problemi di atomicità nella gestione degli eventi
+associati ai segnali, avendo tutto il controllo nel flusso principale del
+programma, ottenendo così una gestione simile a quella dell'I/O multiplexing,
+ma non risolve i problemi delle interazioni con quest'ultimo, perché o si
+aspetta la ricezione di un segnale o si aspetta che un file descriptor sia
+accessibile e nessuna delle rispettive funzioni consente di fare
+contemporaneamente entrambe le cose.
+
+Per risolvere questo problema nello sviluppo del kernel si è pensato di
+introdurre un meccanismo alternativo per la notifica dei segnali (ed anche di
+altri eventi generici) che, ispirandosi di nuovo alla filosofia di Unix per
+cui tutto è un file, consentisse di eseguirne la notifica con l'uso di
+opportuni file descriptor.\footnote{ovviamente si tratta di una funzionalità
+  specifica di Linux, non presente in altri sistemi unix-like, e non prevista
+  da nessuno standard.}
+
+In sostanza, come per \func{sigwait}, si può disabilitare l'esecuzione di un
+gestore di segnali e rilevare l'avvenuta ricezione leggendone la notifica da
+uno speciale file descriptor. Trattandosi in questo caso di un file descriptor
+questo potrà essere tenuto sotto osservazione con le funzioni dell'I/O
+multiplexing come quelli associati a file o socket, per cui alla fine si potrà
+attendere in contemporanea sia il segnale che la disponibilità di accesso a
+questi ultimi.
+
+La funzione che permette di abilitare la ricezione dei segnali con i 
+
+
+% TODO trattare qui eventfd signalfd e timerfd introdotte con il 2.6.22 
+% timerfd è stata tolta nel 2.6.23 e rifatta per bene nel 2.6.25
+% vedi: http://lwn.net/Articles/233462/
+%       http://lwn.net/Articles/245533/
+%       http://lwn.net/Articles/267331/
+
+
+
 \section{L'accesso \textsl{asincrono} ai file}
 \label{sec:file_asyncronous_access}
 
 \section{L'accesso \textsl{asincrono} ai file}
 \label{sec:file_asyncronous_access}
 
@@ -2076,7 +2151,7 @@ kernel 
 \textit{lease breaker} rimaste bloccate proseguono automaticamente.
 
 
 \textit{lease breaker} rimaste bloccate proseguono automaticamente.
 
 
-\index{file!dnotify|(}
+\itindbeg{dnotify}
 
 Benché possa risultare utile per sincronizzare l'accesso ad uno stesso file da
 parte di più processi, l'uso dei \textit{file lease} non consente comunque di
 
 Benché possa risultare utile per sincronizzare l'accesso ad uno stesso file da
 parte di più processi, l'uso dei \textit{file lease} non consente comunque di
@@ -2154,7 +2229,7 @@ specificate in chiamate successive vengono aggiunte a quelle gi
 nelle precedenti.  Se si vuole rimuovere la notifica si deve invece
 specificare un valore nullo.
 
 nelle precedenti.  Se si vuole rimuovere la notifica si deve invece
 specificare un valore nullo.
 
-\index{file!inotify|(}
+\itindbeg{inotify}
 
 Il maggiore problema di \textit{dnotify} è quello della scalabilità: si deve
 usare un file descriptor per ciascuna directory che si vuole tenere sotto
 
 Il maggiore problema di \textit{dnotify} è quello della scalabilità: si deve
 usare un file descriptor per ciascuna directory che si vuole tenere sotto
@@ -2174,7 +2249,7 @@ sez.~\ref{sec:sig_adv_control}.  Per tutta questa serie di motivi in generale
 quella di \textit{dnotify} viene considerata una interfaccia di usabilità
 problematica.
 
 quella di \textit{dnotify} viene considerata una interfaccia di usabilità
 problematica.
 
-\index{file!dnotify|)}
+\itindend{dnotify}
 
 Per risolvere i problemi appena illustrati è stata introdotta una nuova
 interfaccia per l'osservazione delle modifiche a file o directory, chiamata
 
 Per risolvere i problemi appena illustrati è stata introdotta una nuova
 interfaccia per l'osservazione delle modifiche a file o directory, chiamata
@@ -2656,10 +2731,10 @@ verificano pi
 dei campi \var{wd}, \var{mask}, \var{cookie}, e \var{name}) questi vengono
 raggruppati in un solo evento.
 
 dei campi \var{wd}, \var{mask}, \var{cookie}, e \var{name}) questi vengono
 raggruppati in un solo evento.
 
-\index{file!inotify|)}
+\itindend{inotify}
 
 % TODO trattare fanotify, vedi http://lwn.net/Articles/339399/ e 
 
 % TODO trattare fanotify, vedi http://lwn.net/Articles/339399/ e 
-% http://lwn.net/Articles/343346/ 
+% http://lwn.net/Articles/343346/ (incluso nel 2.6.36)
 
 
 \subsection{L'interfaccia POSIX per l'I/O asincrono}
 
 
 \subsection{L'interfaccia POSIX per l'I/O asincrono}
@@ -2736,35 +2811,11 @@ come vedremo, permette di eseguire con una sola chiamata una serie di
 operazioni, usando un vettore di \textit{control block}. Tramite questo campo
 si specifica quale è la natura di ciascuna di esse.
 
 operazioni, usando un vettore di \textit{control block}. Tramite questo campo
 si specifica quale è la natura di ciascuna di esse.
 
-\begin{figure}[!htb]
-  \footnotesize \centering
-  \begin{minipage}[c]{15cm}
-    \includestruct{listati/sigevent.h}
-  \end{minipage} 
-  \normalsize 
-  \caption{La struttura \structd{sigevent}, usata per specificare le modalità
-    di notifica degli eventi relativi alle operazioni di I/O asincrono.}
-  \label{fig:file_sigevent}
-\end{figure}
-
 Infine il campo \var{aio\_sigevent} è una struttura di tipo \struct{sigevent}
 Infine il campo \var{aio\_sigevent} è una struttura di tipo \struct{sigevent}
-che serve a specificare il modo in cui si vuole che venga effettuata la
-notifica del completamento delle operazioni richieste. La struttura è
-riportata in fig.~\ref{fig:file_sigevent}; il campo \var{sigev\_notify} è
-quello che indica le modalità della notifica, esso può assumere i tre valori:
-\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.6cm}}
-\item[\const{SIGEV\_NONE}]  Non viene inviata nessuna notifica.
-\item[\const{SIGEV\_SIGNAL}] La notifica viene effettuata inviando al processo
-  chiamante il segnale specificato da \var{sigev\_signo}; se il gestore di
-  questo è stato installato con \const{SA\_SIGINFO} gli verrà restituito il
-  valore di \var{sigev\_value} (la cui definizione è in
-  fig.~\ref{fig:sig_sigval}) come valore del campo \var{si\_value} di
-  \struct{siginfo\_t}.
-\item[\const{SIGEV\_THREAD}] La notifica viene effettuata creando un nuovo
-  \itindex{thread} \textit{thread} che esegue la funzione specificata da
-  \var{sigev\_notify\_function} con argomento \var{sigev\_value}, e con gli
-  attributi specificati da \var{sigev\_notify\_attribute}.
-\end{basedescript}
+(illustrata in in fig.~\ref{fig:struct_sigevent}) che serve a specificare il
+modo in cui si vuole che venga effettuata la notifica del completamento delle
+operazioni richieste; per la trattazione delle modalità di utilizzo della
+stessa si veda quanto già visto in proposito in sez.~\ref{sec:sig_timer_adv}.
 
 Le due funzioni base dell'interfaccia per l'I/O asincrono sono
 \funcd{aio\_read} ed \funcd{aio\_write}.  Esse permettono di richiedere una
 
 Le due funzioni base dell'interfaccia per l'I/O asincrono sono
 \funcd{aio\_read} ed \funcd{aio\_write}.  Esse permettono di richiedere una
@@ -3044,7 +3095,7 @@ file in una sezione dello spazio di indirizzi del processo che lo ha allocato.
 
 \begin{figure}[htb]
   \centering
 
 \begin{figure}[htb]
   \centering
-  \includegraphics[width=14cm]{img/mmap_layout}
+  \includegraphics[width=12cm]{img/mmap_layout}
   \caption{Disposizione della memoria di un processo quando si esegue la
   mappatura in memoria di un file.}
   \label{fig:file_mmap_layout}
   \caption{Disposizione della memoria di un processo quando si esegue la
   mappatura in memoria di un file.}
   \label{fig:file_mmap_layout}
@@ -4729,13 +4780,16 @@ dello spazio disco cos
   realizzazione di \func{posix\_fallocate} a partire dalla versione 2.10.}
 
 Trattandosi di una funzione di servizio, ed ovviamente disponibile
   realizzazione di \func{posix\_fallocate} a partire dalla versione 2.10.}
 
 Trattandosi di una funzione di servizio, ed ovviamente disponibile
-esclusivamente su Linux, \funcd{fallocate} non è stata definita come funzione
-di libreria e pertanto può essere invocata da un programma soltanto in maniera
-indiretta con l'ausilio di \func{syscall} (vedi sez.~\ref{sec:intro_syscall});
-il suo prototipo è:
+esclusivamente su Linux, inizialmente \funcd{fallocate} non era stata definita
+come funzione di libreria,\footnote{pertanto poteva essere invocata soltanto
+  in maniera indiretta con l'ausilio di \func{syscall}, vedi
+  sez.~\ref{sec:intro_syscall}, come \code{long fallocate(int fd, int mode,
+      loff\_t offset, loff\_t len)}.} ma a partire dalle \acr{glibc} 2.10 è
+  stato fornito un supporto esplicito; il suo prototipo è:
 \begin{functions}
 \begin{functions}
-  \headdecl{linux/falloc.h}
-  \funcdecl{long fallocate(int fd, int mode, loff\_t offset, loff\_t len)}
+  \headdecl{linux/fcntl.h} 
+
+  \funcdecl{int fallocate(int fd, int mode, off\_t offset, off\_t len)}
 
   Prealloca dello spazio disco per un file.
   
 
   Prealloca dello spazio disco per un file.
   
@@ -4775,12 +4829,8 @@ estensione dello stesso viene aggiornata, come richiesto per
 \func{fallocate} come l'implementazione ottimale di \func{posix\_fallocate} a
 livello di kernel.
 
 \func{fallocate} come l'implementazione ottimale di \func{posix\_fallocate} a
 livello di kernel.
 
-
-% TODO documentare \func{fallocate}, introdotta con il 2.6.23
 % vedi http://lwn.net/Articles/226710/ e http://lwn.net/Articles/240571/
 % http://kernelnewbies.org/Linux_2_6_23
 % vedi http://lwn.net/Articles/226710/ e http://lwn.net/Articles/240571/
 % http://kernelnewbies.org/Linux_2_6_23
-% \func{fallocate} con il 2.6.25 supporta pure XFS
-
 
 
 
 
 
 
@@ -4846,6 +4896,7 @@ livello di kernel.
 % LocalWords:  POLLRDHUP half close pwait Gb madvise MADV ahead REMOVE tmpfs
 % LocalWords:  DONTFORK DOFORK shmfs preadv pwritev syscall linux loff head XFS
 % LocalWords:  MERGEABLE EOVERFLOW prealloca hole FALLOC KEEP stat fstat
 % LocalWords:  POLLRDHUP half close pwait Gb madvise MADV ahead REMOVE tmpfs
 % LocalWords:  DONTFORK DOFORK shmfs preadv pwritev syscall linux loff head XFS
 % LocalWords:  MERGEABLE EOVERFLOW prealloca hole FALLOC KEEP stat fstat
+% LocalWords:  conditions sigwait
 
 
 %%% Local Variables: 
 
 
 %%% Local Variables: