\label{sec:file_stream_intro}
Come visto in \capref{cap:file_unix_interface} le operazioni di I/O sui file
-sono gestibili direttamente a basso livello con l'interfaccia standard unix
-che ricorre direttamente alle system call messe a disposizione dal kernel.
+sono gestibili a basso livello con l'interfaccia standard unix, che ricorre
+direttamente alle system call messe a disposizione dal kernel.
Questa interfaccia però non provvede le funzionalità previste dallo standard
-ANSI C che invece sono realizzate attraverso opportune funzioni di libreria,
-che vengono a costituire il nucleo essenziale\footnote{queste funzioni sono
- state implementate la prima volta da Ritchie nel 1976 e da allora sono
- rimaste sostanzialmente immutate.} delle \acr{glibc}.
+ANSI C, che invece sono realizzate attraverso opportune funzioni di libreria,
+queste, insieme alle altre funzioni definite dallo standard, vengono a
+costituire il nucleo\footnote{queste funzioni sono state implementate la prima
+ volta da Ritchie nel 1976 e da allora sono rimaste sostanzialmente
+ immutate.} delle \acr{glibc}.
\subsection{I \textit{file stream}}
\label{sec:file_stream}
Come più volte ribadito l'interfaccia dei file descriptor è una interfaccia di
-basso livello, che non provvede nessuna forma di formattazione dei dati, e
+basso livello, che non provvede nessuna forma di formattazione dei dati e
nessuna forma di bufferizzazione per ottimizzare le operazioni di I/O.
-In \textit{Advanced Programming in the Unix Environment} Stevens esegue un
-raffronto dell'influenza delle dimensioni del blocco di dati (il parametro
+In \textit{Advanced Programming in the Unix Environment} Stevens descrive una
+serie di test sull'influenza delle dimensioni del blocco di dati (il parametro
\param{buf} di \func{read} e \func{write}) nell'efficienza nelle operazioni di
I/O con i file descriptor, evidenziando come le prestazioni ottimali si
-ottengano quando il buffer dei dati ha la stessa dimensione dei blocchi del
-filesystem (il valore dato dal campo \var{st\_blksize} di \var{fstat}).
+ottengano a partire da dimensioni del buffer dei dati pari a quelle dei
+blocchi del filesystem (il valore dato dal campo \var{st\_blksize} di
+\var{fstat}).
-In questo caso se il programmatore non si cura di effettuare le operazioni in
-blocchi di dimensioni adeguate, le prestazioni possono deteriorarsi in maniera
-evidente. L'interfaccia degli stream provvede da sola la gestione dei dettagli
-della bufferizzazione e dell'esecuzione delle operazioni di lettura e
-scrittura effettive in blocchi di dimensioni appropriate all'ottenimento della
-massima efficienza.
+Se il programmatore non si cura di effettuare le operazioni in blocchi di
+dimensioni adeguate, le prestazioni sono inferiori. La caratteristica
+principale dell'interfaccia degli stream è che essa provvede da sola alla
+gestione dei dettagli della bufferizzazione e all'esecuzione delle operazioni
+di lettura e scrittura in blocchi di dimensioni appropriate all'ottenimento
+della massima efficienza.
Per questo motivo l'interfaccia viene chiamata anche interfaccia dei
-\textit{file stream}, dato che non è più necessario doversi preoccupare di
-gestire i dettagli della comunicazione con il tipo di hardware sottostante, ed
-esso può essere sempre considerato come composto da un flusso (da cui il nome
-\textit{stream}) continuo di dati.
-
-Ma a parte le particolarità della gestione delle operazioni di lettura e
-scrittura, i file stream restano del tutto equivalenti ai file descriptor sui
-quali sono basati, ed in particolare vale quanto visto in
+\textit{file stream}, dato che non è più necessario doversi preoccupare di dei
+dettagli della comunicazione con il tipo di hardware sottostante (come nel
+caso della dimensione dei blocchi del filesystem), ed un file può essere
+sempre considerato come composto da un flusso continuo (da cui il nome
+\textit{stream}) di dati.
+
+A parte i dettagli legati alla gestione delle operazioni di lettura e
+scrittura (sia per quel che riguarda la bufferizzazione, che le
+formattazioni), i file stream restano del tutto equivalenti ai file descriptor
+(sui quali sono basati), ed in particolare continua a valere quanto visto in
\secref{sec:file_sharing} a proposito dell'accesso condiviso ed in
\secref{sec:file_access_control} per il controllo di accesso.
\subsection{Gli oggetti \type{FILE}}
\label{sec:file_FILE}
-Per ragioni storiche la struttura di dati che rappresenta un stream è stata
+Per ragioni storiche la struttura di dati che rappresenta uno stream è stata
chiamata \type{FILE}, questi oggetti sono creati dalle funzioni di libreria e
contengono tutte le informazioni necessarie a gestire le operazioni sugli
stream, come la posizione corrente, lo stato del buffer e degli indicatori di
\label{sec:file_std_stream}
Ai tre file descriptor standard (vedi \secref{sec:file_std_descr}) aperti per
-ogni processo, corrispondono altrettanti stream predefiniti per ogni processo,
-che rappresentano i canali standard di input/output prestabiliti; anche questi
-tre stream sono definiti nell'header \file{stdio.h} e sono:
+ogni processo, corrispondono altrettanti stream, che rappresentano i canali
+standard di input/output prestabiliti; anche questi tre stream sono
+idetificabili attraverso dei nomi simbolici definiti nell'header
+\file{stdio.h} che sono:
\begin{itemize}
\item \var{FILE * stdin} Lo \textit{standard input} cioè lo stream da cui
\end{itemize}
Nelle \acr{glibc} \var{stdin}, \var{stdout} e \var{stderr} sono effettivamente
-tre variabili che possono essere usate come tutte le altre, ad esempio si può
-effettuare una redirezione dell'output di un programma con il semplice codice:
+tre variabili di tipo \type{FILE *} che possono essere usate come tutte le
+altre, ad esempio si può effettuare una redirezione dell'output di un
+programma con il semplice codice:
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
fclose (stdout);
stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
\end{lstlisting}
-ma in altri sistemi possono essere definite come macro, e deve essere pertanto
-usata \func{freopen}.
+ma in altri sistemi possono essere definite come macro, se si hanno problemi
+di portabilità e si vuole essere sicuri, diventa opportuno usare la funzione
+\func{freopen}.
\subsection{Le modalità di bufferizzazione}
degli stream; lo scopo è quello di ridurre al minimo il numero di system call
(\func{read} o \func{write}) eseguite nelle operazioni di input/output. Questa
funzionalità è assicurata automaticamente dalla libreria, ma costituisce anche
-una degli aspetti più comunemente fraintesi.
-
-I caratteri che vengono scritti su uno stream normalmente vengono accumulati e
-poi trasmessi in blocco in maniera asincrona (quello che viene chiamato il
-\textit{flush} dei dati) quando il buffer è pieno, questo tipo di
-comportamento vale anche per la lettura (cioè dal file viene letto un blocco
-di dati, anche se se ne sono richiesti una quantità inferiore).
-
-Se si sta facendo dell'input/output interattivo però bisogna tenere presente
-le caratteristiche con cui viene effettuata la bufferizzazione, pena il
-rischio di non vedere apparire l'output o di ottenere degli effetti
-indesiderati nella visualizzazione.
-
-Per questo motivo, la libreria definisce tre distinte modalità di
-bufferizzazione, adatte a situazioni diverse, di cui occorre essere ben
-consapevoli:
+una degli aspetti più comunemente fraintesi, in particolare per quello che
+riguarda l'aspetto della scrittura dei dati sul file.
+
+I caratteri che vengono scritti su uno stream normalmente vengono accumulati
+in un buffer e poi trasmessi in blocco in maniera asincrona rispetto alla
+scrittura (quello che viene chiamato il \textit{flush} dei dati) tutte le
+volte che il buffer viene riempito. Un comportamento analogo avviene anche in
+lettura (cioè dal file viene letto un blocco di dati, anche se se ne sono
+richiesti una quantità inferiore), ma la cosa ovviamente ha rilevanza
+inferiore, dato che i dati letti sono sempre gli stessi; in caso di scrittura
+invece, quando si ha un accesso contemporaneo allo stesso file (ad esempio da
+parte di un altro processo) si potranno vedere solo le parti effettivamente
+scritte, e non quelle ancora presenti nel buffer.
+
+Allo stesso modo, se si sta facendo dell'input/output interattivo bisognerà
+tenere presente le caratteristiche delle operazioni di \textit{flush} dei
+dati, poiché non è detto che ad una scrittura sullo stream corrisponda una
+immediata scrittura sul dispositivo.
+
+Per risondere ad esigenze diverse, lo standard definisce tre distinte modalità
+in cui può essere eseguita la bufferizzazione, delle quali occorre essere ben
+consapevoli, specie in caso di lettura e scrittura da dispositivi interattivi:
\begin{itemize}
-\item \textit{unbuffered}: in questa modalità i caratteri non sono
- bufferizzati e vengono trasmessi individualmente al file non appena
- possibile (effettuando immediatamente una \func{write}).
-\item \textit{line buffered}: in questo caso i caratteri vengono trasmessi
- al file in blocco ogni volta che viene incontrato un carattere di
+\item \textit{unbuffered}: in questo caso non c'è bufferizzazione ed i
+ caratteri vengono trasmessi direttamente al file non appena possibile
+ (effettuando immediatamente una \func{write}).
+\item \textit{line buffered}: in questo caso i caratteri vengono normalmente
+ trasmessi al file in blocco ogni volta che viene incontrato un carattere di
\textit{newline} (il carattere ASCII \verb|\n|).
\item \textit{fully buffered}: in questo caso i caratteri vengono trasmessi da
e verso il file in blocchi di dimensione opportuna.
\end{itemize}
-Lo standard ANSI C specifica soltanto che lo standard output e lo standard
+Lo standard ANSI C specifica inoltre che lo standard output e lo standard
input siano aperti in modalità \textit{fully buffered} quando non fanno
riferimento ad un dispositivo interattivo, e che lo standard error non sia mai
aperto in modalità \textit{fully buffered}.
-Linux, come BSD e SVr4, specifica il comportamento di default in maniera più
-precisa, e cioè impone che lo standard error sia sempre \textit{unbuffered}
-(in modo che i messaggi di errore siano mostrati il più rapidamente possibile)
-e che standard input e standard output siano aperti in modalità \textit{line
- buffered} quando sono associati ad un terminale (od altro dispositivo
-interattivo) ed in modalità \textit{fully buffered} altrimenti.
+Linux, come BSD e SVr4, specifica il comportamento di default in maniera
+ancora più precisa, e cioè impone che lo standard error sia sempre
+\textit{unbuffered} (in modo che i messaggi di errore siano mostrati il più
+rapidamente possibile) e che standard input e standard output siano aperti in
+modalità \textit{line buffered} quando sono associati ad un terminale (od
+altro dispositivo interattivo) ed in modalità \textit{fully buffered}
+altrimenti.
Il comportamento specificato per standard input e standard output vale anche
per tutti i nuovi stream aperti da un processo; la selezione comunque avviene
automaticamente, e la libreria apre lo stream nella modalità più opportuna a
-seconda file o al dispositivo scelto.
+seconda del file o del dispositivo scelto.
-La modalità \textit{line buffered} è quella passibile di maggiori
-fraintendimenti, la descrizione che se ne è data infatti non è precisa, dato
-che le dimensioni del buffer di I/O sono fisse e se le si eccedono può essere
-effettuato un \textit{flush} dei dati anche prima che si sia inviato un
-carattere di \textit{newline}.
+La modalità \textit{line buffered} è quella che necessita di maggiori
+chiarimenti e attenzioni per quel che concerne il suo funzionamento. Come già
+accennato nella descrizione, \emph{di norma} i dati vengono inviati al kernel
+alla ricezione di un carattere di a capo; questo non è vero in tutti i casi,
+infatti, dato che le dimensioni del buffer usato dalle librerie sono fisse, se
+le si eccedono si può avere un \textit{flush} dei dati anche prima che sia
+stato inviato un carattere di \textit{newline}.
+Un secondo punto da tenere presente, particolarmente quando si ha a che fare
+con I/O interattivo, è che quando si effettua una lettura su uno stream che
+comporta l'accesso al kernel\footnote{questo vuol dire sempre se lo stream da
+ cui si legge è in modalità \textit{unbuffered}} viene anche eseguito il
+\textit{flush} di tutti i buffer degli stream in scrittura.
+
+In \secref{sec:file_buffering_ctrl} vedremo come la libreria definisca delle
+opportune funzioni per controllare le modalità di bufferizzazione ed il
+\textit{flush} dei dati.
particolare vedremo come aprire, leggere, scrivere e cambiare la posizione
corrente in uno stream.
-
-\subsection{Apertura di uno stream}
+\subsection{Apertura e chiusura di uno stream}
\label{sec:file_fopen}
\subsection{Il controllo della bufferizzazione}
-\label{sec:file_buffering-ctrl}
+\label{sec:file_buffering_ctrl}
+
+Come accennato in \secref{sec:file_buffering} le librerie definiscono una
+serie di funzioni che permettono di controllare il comportamento degli
+stream; se non si è
\subsection{Dettagli dell'implementazione}
projects / gapil.git / commitdiff