fileadv.tex

   1 \chapter{La gestione avanzata dei file}
   2 \label{cha:file_advanced}
   3
   4 In questo capitolo affronteremo le tematiche relative alla gestione avanzata
   5 dei file, che non sono state trattate in \capref{cha:file_unix_interface},
   6 dove ci si è limitati ad una panoramica delle funzioni base. In particolare
   7 tratteremo delle funzioni di input/output avanzato e del \textit{file
   8   locking}.
   9
  10
  11 \section{Le funzioni di I/O avanzato}
  12 \label{sec:file_advanced_io}
  13
  14 In questa sezione esamineremo le funzioni che permettono una gestione più
  15 sofisticata dell'I/O su file, a partire da quelle che permettono di gestire
  16 l'accesso contemporaneo a più file, per concludere con la gestione dell'I/O
  17 mappato in memoria.
  18
  19
  20 \subsection{La modalità di I/O \textsl{non-bloccante}}
  21 \label{sec:file_noblocking}
  22
  23 Abbiamo visto in \secref{sec:sig_gen_beha}, affrontando la suddivisione fra
  24 \textit{fast} e \textit{slow} system call, che in certi casi le funzioni di
  25 I/O possono bloccarsi indefinitamente.\footnote{si ricordi però che questo può
  26   accadere solo per le pipe, i socket ed alcuni file di dispositivo; sui file
  27   normali le funzioni di lettura e scrittura ritornano sempre subito.}  Ad
  28 esempio le operazioni di lettura possono bloccarsi quando non ci sono dati
  29 disponibili sul descrittore su cui si sta operando.
  30
  31 Questo comportamento causa uno dei problemi più comuni che ci si trova ad
  32 affrontare nelle operazioni di I/O, che è quello che si verifica quando si
  33 devono eseguire operazioni che possono bloccarsi su più file descriptor:
  34 mentre si è bloccati su uno di essi su di un'altro potrebbero essere presenti
  35 dei dati; così che nel migliore dei casi si avrebbe una lettura ritardata
  36 inutilmente, e nel peggiore si potrebbe addirittura arrivare ad un deadlock.
  37
  38 Abbiamo già accennato in \secref{sec:file_open} che è possibile prevenire
  39 questo tipo di comportamento aprendo un file in modalità
  40 \textsl{non-bloccante}, attraverso l'uso del flag \macro{O\_NONBLOCK} nella
  41 chiamata di \func{open}. In questo caso le funzioni di input/output che
  42 altrimenti si sarebbero bloccate ritornano immediatamente, restituendo
  43 l'errore \macro{EAGAIN}.
  44
  45 L'utilizzo di questa modalità di I/O permette di risolvere il problema
  46 controllando a turno i vari file descriptor, in un ciclo in cui si ripete
  47 l'accesso fintanto che esso non viene garantito.  Ovviamente questa tecnica,
  48 detta \textit{polling}, è estremamente inefficiente: si tiene costantemente
  49 impiegata la CPU solo per eseguire in continuazione delle system call che
  50 nella gran parte dei casi falliranno. Per evitare questo, come vedremo in
  51 \secref{sec:file_multiplexing}, è stata introdotta una nuova interfaccia di
  52 programmazione, che comporta comunque l'uso della modalità di I/O non
  53 bloccante.
  54
  55
  56
  57 \subsection{L'I/O multiplexing}
  58 \label{sec:file_multiplexing}
  59
  60 Per superare il problema di dover usare il \textit{polling} per controllare la
  61 possibilità di effettuare operazioni su un file aperto in modalità non
  62 bloccante, sia BSD che System V hanno introdotto delle nuove funzioni in grado
  63 di sospendere l'esecuzione di un processo in attesa che l'accesso diventi
  64 possibile.  Il primo ad introdurre questa modalità di operazione, chiamata
  65 usualmente \textit{I/O multiplexing}, è stato BSD,\footnote{la funzione è
  66   apparsa in BSD4.2 e standardizzata in BSD4.4, ma è stata portata su tutti i
  67   sistemi che supportano i \textit{socket}, compreso le varianti di System V.}
  68 con la funzione \func{select}, il cui prototipo è:
  69 \begin{functions}
  70   \headdecl{sys/time.h}
  71   \headdecl{sys/types.h}
  72   \headdecl{unistd.h}
  73   \funcdecl{int select(int n, fd\_set *readfds, fd\_set *writefds, fd\_set
  74     *exceptfds, struct timeval *timeout)}
  75
  76   Attende che uno dei file descriptor degli insiemi specificati diventi
  77   attivo.
  78
  79   \bodydesc{La funzione in caso di successo restituisce il numero di file
  80     descriptor (anche nullo) che sono attivi, e -1 in caso di errore, nel qual
  81     caso \var{errno} viene settata ai valori:
  82   \begin{errlist}
  83   \item[\macro{EBADF}] Si è specificato un file descriptor sbagliato in uno
  84   degli insiemi.
  85   \item[\macro{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
  86   \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato per \param{n} un valore negativo.
  87   \end{errlist}
  88   ed inoltre \macro{ENOMEM}.
  89 }
  90 \end{functions}
  91
  92 La funzione mette il processo in stato di \textit{sleep} (vedi
  93 \tabref{tab:proc_proc_states}) fintanto che almeno uno dei file descriptor
  94 degli insiemo specificati (\param{readfds}, \param{writefds} e
  95 \param{exceptfds}), non diventa attivo, per un tempo massimo specificato da
  96 \param{timeout}.
  97
  98 Per specificare quali file descriptor si intende \textsl{selezionare}, la
  99 funzione usa un particolare oggetto, il \textit{file descriptor set},
 100 identificato dal tipo \type{fd\_set}, che serve ad identificare un insieme di
 101 file descriptor, (in maniera analoga a come un \textit{signal set}, vedi
 102 \secref{sec:sig_sigset}, identifica un insieme di segnali). Per la
 103 manipolazione di questi \textit{file descriptor set} si possono usare delle
 104 opportune macro di preprocessore:
 105 \begin{functions}
 106   \headdecl{sys/time.h}
 107   \headdecl{sys/types.h}
 108   \headdecl{unistd.h}
 109   \funcdecl{FD\_ZERO(fd\_set *set)}
 110   Inizializza l'insieme (vuoto).
 111
 112   \funcdecl{FD\_SET(int fd, fd\_set *set)}
 113   Inserisce il file descriptor \param{fd} nell'insieme.
 114
 115   \funcdecl{FD\_CLR(int fd, fd\_set *set)}
 116   Rimuove il file descriptor \param{fd} nell'insieme.
 117
 118   \funcdecl{FD\_ISSET(int fd, fd\_set *set)}
 119   Controlla se il file descriptor \param{fd} è nell'insieme.
 120 \end{functions}
 121
 122 In genere un \textit{file descriptor set} può contenere fino ad un massimo di
 123 \macro{FD\_SETSIZE} file descriptor.  Questo valore in origine corrispondeva
 124 al limite per il numero massimo di file aperti\footnote{ad esempio in Linux,
 125   fino alla serie 2.0.x, c'era un limite di 256 file per processo.}, ma
 126 quando, come nelle versioni più recenti del kernel, non c'è più un limite
 127 massimo, esso indica le dimensioni massime dei numeri usati nei \textit{file
 128   descriptor set}.
 129
 130 La funzione richiede di specificare tre insiemi distinti di file descriptor;
 131 il primo, \param{readfds}, verrà osservato per rilevare la disponibilità di
 132 effettuare una lettura, il secondo, \param{writefds}, per verificare la
 133 possibilità effettuare una scrittura ed il terzo, \param{exceptfds}, per
 134 verificare l'esistenza di condizioni eccezionali (come i messaggi urgenti su
 135 un \textit{socket}\index{socket}, vedi \secref{sec:xxx_urgent}).
 136
 137 La funzione inoltre richiede anche di specificare, tramite l'argomento
 138 \param{n}, un valore massimo del numero dei file descriptor usati
 139 nell'insieme; si può usare il già citato \macro{FD\_SETSIZE}, oppure il numero
 140 più alto dei file descriptor usati nei tre insiemi, aumentato di uno.
 141
 142 Infine l'argomento \param{timeout}, specifica un tempo massimo di
 143 attesa\footnote{il tempo è valutato come \textit{elapsed time}.} prima che la
 144 funzione ritorni; se settato a \macro{NULL} la funzione attende
 145 indefinitamente. Si può specificare anche un tempo nullo (cioè una \var{struct
 146   timeval} con i campi settati a zero), qualora si voglia semplicemente
 147 controllare lo stato corrente dei file descriptor.
 148
 149 La funzione restituisce il totale dei file descriptor pronti nei tre insiemi,
 150 il valore zero indica sempre che si è raggiunto un timeout. Ciascuno dei tre
 151 insiemi viene sovrascritto per indicare quale file descriptor è pronto per le
 152 operazioni ad esso relative, in modo da poterlo controllare con la macro
 153 \macro{FD\_ISSET}. In caso di errore la funzione restituisce -1 e gli insiemi
 154 non vengono toccati.
 155
 156 In Linux \func{select} modifica anche il valore di \param{timeout}, settandolo
 157 al tempo restante; questo è utile quando la funzione viene interrotta da un
 158 segnale, in tal caso infatti si ha un errore di \macro{EINTR}, ed occorre
 159 rilanciare la funzione; in questo modo non è necessario ricalcolare tutte le
 160 volte il tempo rimanente.\footnote{questo può causare problemi di portabilità
 161   sia quando si trasporta codice scritto su Linux che legge questo valore, sia
 162   quando si usano programmi scritti per altri sistemi che non dispongono di
 163   questa caratteristica e ricalcolano \param{timeout} tutte le volte. In
 164   genere la caratteristica è disponibile nei sistemi che derivano da System V
 165   e non disponibile per quelli che derivano da BSD.}
 166
 167 Come accennato l'interfaccia di \func{select} è una estensione di BSD; anche
 168 System V ha introdotto una sua interfaccia per gestire l'\textit{I/O
 169   multiplexing}, basata sulla funzione \func{poll},\footnote{la funzione è
 170   prevista dallo standard XPG4, ed è stata introdotta in Linux come system
 171   call a partire dal kernel 2.1.23 e dalle libc 5.4.28.} il cui prototipo è:
 172 \begin{prototype}{sys/poll.h}
 173   {int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout)}
 174
 175 La funzione attente un cambiamento di stato per uno dei file descriptor
 176 specificati da \param{ufds}.
 177
 178 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di file descriptor con attività in
 179   caso di successo, o 0 se c'è stato un timeout; in caso di errore viene
 180   restituito  -1 ed \var{errno} viene settata ai valori:
 181   \begin{errlist}
 182   \item[\macro{EBADF}] Si è specificato un file descriptor sbagliato in uno
 183   degli insiemi.
 184   \item[\macro{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
 185   \end{errlist}
 186   ed inoltre \macro{EFAULT} e \macro{ENOMEM}.}
 187 \end{prototype}
 188
 189 La funzione tiene sotto controllo un numero \param{ndfs} di file descriptor
 190 specificati attraverso un vettore di puntatori a strutture di tipo
 191 \type{pollfd}, la cui definizione è riportata in \figref{fig:file_pollfd}.
 192 Come \func{select} anche \func{poll} permette di interrompere l'attesa dopo un
 193 certo tempo, che va specificato attraverso \param{timeout} in numero di
 194 millesecondi (un valore negativo indica un'attesa indefinita).
 195
 196 \begin{figure}[!htb]
 197   \footnotesize \centering
 198   \begin{minipage}[c]{15cm}
 199     \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
 200 struct pollfd {
 201         int fd;           /* file descriptor */
 202         short events;     /* requested events */
 203         short revents;    /* returned events */
 204 };
 205     \end{lstlisting}
 206   \end{minipage}
 207   \normalsize
 208   \caption{La struttura \type{pollfd}, utilizzata per specificare le modalità
 209     di controllo di un file descriptor alla funzione \func{poll}.}
 210   \label{fig:file_pollfd}
 211 \end{figure}
 212
 213 Per ciascun file da controllare deve essere opportunamente predisposta una
 214 struttura \type{pollfd}; nel campo \var{fd} deve essere specificato il file
 215 descriptor, mentre nel campo \var{events} il tipo di evento su cui si vuole
 216 attendere; quest'ultimo deve essere specificato come maschera binaria dei
 217 primi tre valori riportati in \tabref{tab:file_pollfd_flags} (gli altri
 218 vengono utilizzati solo per \var{revents} come valori in uscita).
 219
 220 \begin{table}[htb]
 221   \centering
 222   \footnotesize
 223   \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
 224     \hline
 225     \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
 226     \hline
 227     \hline
 228     \macro{POLLIN}    & 0x001 & È possibile la lettura immediata.\\
 229     \macro{POLLPRI}   & 0x002 & Sono presenti dati urgenti.\\
 230     \macro{POLLOUT}   & 0x004 & È possibile la scrittura immediata.\\
 231     \hline
 232     \macro{POLLERR}   & 0x008 & C'è una condizione di errore.\\
 233     \macro{POLLHUP}   & 0x010 & Si è vericato un hung-up.\\
 234     \macro{POLLNVAL}  & 0x020 & Il file descriptor non è aperto.\\
 235     \hline
 236     \macro{POLLRDNORM}& 0x040 & Sono disponibili in lettura dati normali.\\
 237     \macro{POLLRDBAND}& 0x080 & Sono disponibili in lettura dati ad alta
 238                                 priorità. \\
 239     \macro{POLLWRNORM}& 0x100 & È possibile la scrittura di dati normali.  \\
 240     \macro{POLLWRBAND}& 0x200 & È possibile la scrittura di dati ad
 241                                 alta priorità. \\
 242     \macro{POLLMSG}   & 0x400 & Estensione propria di Linux.\\
 243     \hline
 244   \end{tabular}
 245   \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit dei campi
 246     \var{events} e \var{revents} di \type{pollfd}.}
 247   \label{tab:file_pollfd_flags}
 248 \end{table}
 249
 250 La funzione ritorna, restituendo il numero di file per i quali si è verificata
 251 una delle condizioni di attesa richieste o un errore. Lo stato dei file
 252 all'uscita della funzione viene restituito nel campo \var{revents} della
 253 relativa struttura \type{pollfd}, che viene settato alla maschera binaria dei
 254 valori riportati in \tabref{tab:file_pollfd_flags}, ed oltre alle tre
 255 condizioni specificate tramite \var{events} può riportare anche l'occorrere di
 256 una condizione di errore.
 257
 258 Lo standard POSIX è rimasto a lungo senza primitive per l'\textit{I/O
 259   multiplexing}, che è stata introdotto con le ultime revisioni dello standard
 260 (POSIX 1003.1g-2000 e POSIX 1003.1-2001). Esso prevede che tutte le funzioni
 261 ad esso relative vengano dichiarate nell'header \file{sys/select.h}, che
 262 sostituisce i precedenti, ed aggiunge a \func{select} una nuova funzione
 263 \func{pselect},\footnote{il supporto per lo standard POSIX 1003.1-2001, ed
 264   l'header \file{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalle \acr{glibc}
 265   2.0. Le \acr{libc4} e \acr{libc5} non contengono questo header, le
 266   \acr{glibc} 2.0 contengono una definizione sbagliata di \func{psignal},
 267   senza l'argomento \param{sigmask}, la definizione corretta è presente dalle
 268   \acr{glibc} 2.1-2.2.1 se si è definito \macro{\_GNU\_SOURCE} e nelle
 269   \acr{glibc} 2.2.2-2.2.4 se si è definito \macro{\_XOPEN\_SOURCE} con valore
 270   maggiore di 600.} il cui prototipo è:
 271 \begin{prototype}{sys/select.h}
 272   {int pselect(int n, fd\_set *readfds, fd\_set *writefds, fd\_set *exceptfds,
 273     struct timespec *timeout, sigset\_t *sigmask)}
 274
 275   Attende che uno dei file descriptor degli insiemi specificati diventi
 276   attivo.
 277
 278   \bodydesc{La funzione in caso di successo restituisce il numero di file
 279     descriptor (anche nullo) che sono attivi, e -1 in caso di errore, nel qual
 280     caso \var{errno} viene settata ai valori:
 281   \begin{errlist}
 282   \item[\macro{EBADF}] Si è specificato un file descriptor sbagliato in uno
 283   degli insiemi.
 284   \item[\macro{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
 285   \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato per \param{n} un valore negativo.
 286   \end{errlist}
 287   ed inoltre \macro{ENOMEM}.}
 288 \end{prototype}
 289
 290 La funzione è sostanzialmente identica a \func{select}, solo che usa una
 291 struttura \type{timespec} per indicare con maggiore precisione il timeout e
 292 non ne aggiorna il valore in caso di interruzione, inoltre prende un argomento
 293 aggiuntivo \param{sigmask} che è il puntatore ad una maschera di segnali (si
 294 veda \secref{sec:sig_sigmask}). La maschera corrente viene sostituita da
 295 questa immediatamente prima di eseguire l'attesa, e ripristinata al ritorno
 296 della funzione.
 297
 298 L'uso di \param{sigmask} è stato introdotto allo scopo di prevenire possibili
 299 race condition\footnote{in Linux però, non esistendo una system call apposita,
 300   la funzione è implementata nelle \acr{glibc} usando \func{select}, e la
 301   possibilità di una race condition resta.} quando si deve eseguire un test su
 302 una variabile settata da un manipolatore sulla base dell'occorrenza di un
 303 segnale per decidere se lanciare \func{select}. Fra il test e l'esecuzione è
 304 presente una finestra in cui potrebbe arrivare il segnale che non sarebbe
 305 rilevato; la race condition diventa superabile disabilitando il segnale prima
 306 del test e riabilitandolo poi grazie all'uso di \param{sigmask}.
 307
 308
 309
 310 \subsection{L'\textsl{I/O asincrono}}
 311 \label{sec:file_asyncronous_io}
 312
 313 Una modalità alternativa all'uso dell'\textit{I/O multiplexing} è quella di
 314 fare ricorso al cosiddetto \textsl{I/O asincrono}. Il concetto base
 315 dell'\textsl{I/O asincrono} è che le funzioni di I/O non attendono il
 316 completamento delle operazioni prima di ritornare, così che il processo non
 317 viene bloccato.  In questo modo diventa ad esempio possibile effettuare una
 318 richiesta preventiva di dati, in modo da poter effettuare in contemporanea le
 319 operazioni di calcolo e quelle di I/O.
 320
 321 Abbiamo accennato in \secref{sec:file_open} che è possibile, attraverso l'uso
 322 del flag \macro{O\_ASYNC},\footnote{l'uso del flag di \macro{O\_ASYNC} e dei
 323   comandi \macro{F\_SETOWN} e \macro{F\_GETOWN} per \func{fcntl} è specifico
 324   di Linux e BSD.} aprire un file in modalità asincrona, così come è possibile
 325 attivare in un secondo tempo questa modalità settando questo flag attraverso
 326 l'uso di \func{fcntl} con il comando \macro{F\_SETFL} (vedi
 327 \secref{sec:file_fcntl}).
 328
 329 In realtà in questo caso non si tratta di I/O asincrono vero e proprio, quanto
 330 di un meccanismo asincrono di notifica delle variazione dello stato del file
 331 descriptor; quello che succede è che il sistema genera un segnale (normalmente
 332 \macro{SIGIO}, ma è possibile usarne altri) tutte le volte che diventa
 333 possibile leggere o scrivere dal file descriptor che si è posto in questa
 334 modalità. Si può inoltre selezionare, con il comando \macro{F\_SETOWN} di
 335 \func{fcntl}, quale processo (o gruppo di processi) riceverà il segnale.
 336
 337 In questo modo si può evitare l'uso delle funzioni \func{poll} o \func{select}
 338 che, quando vengono usate con un numero molto grande di file descriptor, non
 339 hanno buone prestazioni. In tal caso infatti la maggior parte del loro tempo
 340 di esecuzione è impegato per eseguire uno scan su tutti i file descriptor
 341 tenuti sotto controllo per determinare quali sono quelli (in genere un piccola
 342 percentuale) che sono diventati attivi.
 343
 344 Tuttavia con l'implementazione classica dei segnali questa modalità di I/O
 345 presenta notevoli problemi, dato che non è possibile determinare, quando sono
 346 più di uno, qual'è il file descriptor responsabile dell'emissione del segnale.
 347 Linux però supporta le estensioni POSIX.1b dei segnali che permettono di
 348 superare il problema facendo ricorso alle informazioni aggiuntive restituite
 349 attraverso la struttura \type{siginfo\_t}, utilizzando la forma estesa
 350 \var{sa\_sigaction} del manipolatore (si riveda quanto illustrato in
 351 \secref{sec:sig_sigaction}).
 352
 353 Per far questo però occorre utilizzare le funzionalità dei segnali real-time
 354 (vedi \secref{sec:sig_real_time}) settando esplicitamente con il comando
 355 \macro{F\_SETSIG} di \func{fcntl} un segnale real-time da inviare in caso di
 356 I/O asincrono (il segnale di default è \macro{SIGIO}). In questo caso il
 357 manipolatorem tutte le volte che riceverà \macro{SI\_SIGIO} come valore del
 358 campo \var{si\_code}\footnote{il valore resta \macro{SI\_SIGIO} qualunque sia
 359   il segnale che si è associato all'I/O asincrono, ed indica appunto che il
 360   segnale è stato generato a causa di attività nell'I/O asincrono.} di
 361 \type{siginfo\_t}, troverà nel campo \var{si\_fd} il valore del file
 362 descriptor che ha generato il segnale.
 363
 364 Un secondo vantaggio dell'uso dei segnali real-time è che essendo dotati di
 365 una coda di consegna ogni segnale sarà associato ad uno solo file descriptor;
 366 inoltre sarà possibile stabilire delle priorità nella risposta a seconda del
 367 segnale usato. In questo modo si può identificare immediatamente un file su
 368 cui l'accesso è diventato possibile evitando completamente l'uso di funzioni
 369 come \func{poll} e \func{select}, almeno fintanto che non si satura la coda;
 370 si eccedono le dimensioni di quest'ultima; in tal caso infatti il kernel, non
 371 potendo più assicurare il comportamento corretto per un segnale real-time,
 372 invierà al suo posto un \var{SIGIO}, su cui si accumuleranno tutti i segnali
 373 in eccesso, e si dovra determinare al solito modo quali sono i file diventati
 374 attivi.
 375
 376
 377
 378 Benché la modalità di apertura asincrona di un file possa risultare utile in
 379 varie occasioni (in particolar modo con i socket e gli altri file per i quali
 380 le funzioni di I/O sono system call lente), essa è comunque limitata alla
 381 notifica della disponibilità del file descriptor per le operazioni di I/O, e
 382 non ad uno svolgimento asincrono delle medesime.  Lo standard POSIX.1b
 383 definisce anche una interfaccia apposita per l'I/O asincrono, che prevede un
 384 insieme di funzioni dedicate, completamente separate rispetto a quelle usate
 385 normalmente.
 386
 387 In generale questa interfaccia è completamente astratta e può essere
 388 implementata sia direttamente nel kernel, che in user space attraverso l'uso
 389 di thread. Al momento\footnote{fino ai kernel della serie 2.4.x, nella serie
 390   2.5.x è però iniziato un lavoro completo di riscrittura di tutto il sistema
 391   di I/O, che prevede anche l'introduzione di un nuovo layer per l'I/O
 392   asincrono.} esiste una sola versione stabile di questa interfaccia, quella
 393 delle \acr{glibc}, che è realizzata completamente in user space.  Esistono
 394 comunque vari progetti sperimentali (come il KAIO della SGI, o i patch di
 395 Benjamin La Haise) che prevedono una interfaccia che utilizza un supporto
 396 diretto da parte del kernel.
 397
 398
 399
 400
 401 \subsection{I/O multiplo}
 402 \label{sec:file_multiple_io}
 403
 404 Un caso abbastanza comune è quello in cui ci si trova a dover affrontare una
 405 serie multipla di operazioni di I/O, come una serie di letture o scritture di
 406 vari buffer. In questo caso
 407
 408
 409
 410 \subsection{File mappati in memoria}
 411 \label{sec:file_memory_map}
 412
 413 Una modalità alternativa di I/O, che usa una interfaccia completamente diversa
 414 rispetto a quella classica, è quella dei file \textsl{mappati in memoria}. In
 415 sostanza quello che si fa è usare il meccanismo della
 416 \textsl{paginazione}\index{paginazione} usato per la memoria virtuale (vedi
 417 \secref{sec:proc_mem_gen}) per trasformare vedere il file in una sezione dello
 418 spazio di indirizzi del processo, in modo che l'accesso a quest'ultimo con le
 419 normali operazioni di lettura e scrittura delle variabili in memoria, si
 420 trasformi in I/O sul file stesso.
 421
 422
 423
 424 \section{Il file locking}
 425 \label{sec:file_locking}
 426
 427 In \secref{sec:file_sharing} abbiamo preso in esame le modalità in cui un
 428 sistema unix-like gestisce la condivisione dei file da parte di processi
 429 diversi. In quell'occasione si è visto come, con l'eccezione dei file aperti
 430 in \textit{append mode}, quando più processi scrivono contemporaneamente sullo
 431 stesso file non è possibile determinare la sequenza in cui essi opereranno.
 432
 433 Questo causa la possibilità di race condition\index{race condition}; in
 434 generale le situazioni più comuni sono due: l'interazione fra un processo che
 435 scrive e altri che leggono, in cui questi ultimi possono leggere informazioni
 436 scritte solo in maniera parziale o incompleta; o quella in cui diversi
 437 processi scrivono, mescolando in maniera imprevedibile il loro output sul
 438 file.
 439
 440 In tutti questi casi il \textit{file locking} è la tecnica che permette di
 441 evitare le race condition, attraverso una serie di funzioni che permettono di
 442 bloccare l'accesso al file da parte di altri processi, così da evitare le
 443 sovrapposizioni, e garantire la atomicità delle operazioni di scrittura.
 444
 445
 446 \subsection{L'\textit{advisory locking}}
 447 \label{sec:file_record_locking}
 448
 449 La prima modalità di file locking che è stata implementata nei sistemi
 450 unix-like è quella che viene usualmente chiamata \textit{advisory locking}, in
 451 quanto è il processo, e non il sistema, che si incarica di verificare se
 452 esiste una condizione di blocco per l'accesso ai file.
 453
 454
 455
 456
 457 \subsection{Il \textit{mandatory locking}}
 458 \label{sec:file_mand_locking}
 459
 460 Il \textit{mandatory locking} è una opzione introdotta inizialmente in SVr4,
 461
 462
 463
 464
 465
 466
 467 %%% Local Variables:
 468 %%% mode: latex
 469 %%% TeX-master: "gapil"
 470 %%% End: