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12 \chapter{La gestione dell'I/O su file}
13 \label{cha:file_IO_interface}
15 Esamineremo in questo capitolo le due interfacce di programmazione che
16 consentono di gestire i dati mantenuti nei file. Cominceremo con quella nativa
17 del sistema, detta dei \textit{file descriptor}, che viene fornita
18 direttamente dalle \textit{system call} e che non prevede funzionalità evolute
19 come la bufferizzazione o funzioni di lettura o scrittura
20 formattata. Esamineremo poi anche l'interfaccia definita dallo standard ANSI
21 C, che viene chiamata dei \textit{file stream} o anche più brevemente degli
22 \textit{stream}. Per entrambe dopo una introduzione alle caratteristiche
23 generali tratteremo le funzioni base per la gestione dell'I/O, lasciando per
24 ultime le caratteristiche più avanzate.
27 \section{L'interfaccia dei \textit{file descriptor}}
28 \label{sec:file_unix_interface}
31 Come visto in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} il kernel mette a disposizione
32 tramite il \textit{Virtual File System} una serie di \textit{system call} che
33 consentono di operare sui file in maniera generale. Abbiamo trattato quelle
34 relative alla gestione delle proprietà dei file nel precedente capitolo,
35 vedremo quelle che si applicano al contenuto dei file in questa sezione,
36 iniziando con una breve introduzione sull'architettura dei \textit{file
37 descriptor} per poi trattare le funzioni di base e le modalità con cui
38 consentono di gestire i dati memorizzati sui file.
41 \subsection{I \textit{file descriptor}}
44 \itindbeg{file~descriptor}
46 L'accesso al contenuto dei file viene effettuato, sia pure con differenze
47 nella realizzazione pratica, in maniera sostanzialmente identica in tutte le
48 implementazioni di un sistema unix-like, ricorrendo a quella che viene
49 chiamata l'interfaccia dei \textit{file descriptor}.
51 Per poter accedere al contenuto di un file occorre creare un canale di
52 comunicazione con il kernel che renda possibile operare su di esso. Questo si
53 fa aprendo il file con la funzione \func{open} (vedi
54 sez.~\ref{sec:file_open_close}) che provvederà a localizzare l'\textit{inode}
55 del file e inizializzare i puntatori che rendono disponibili le funzioni che
56 il VFS mette a disposizione (quelle di
57 tab.~\ref{tab:file_file_operations}). Una volta terminate le operazioni, il
58 file dovrà essere chiuso, e questo chiuderà il canale di comunicazione
59 impedendo ogni ulteriore operazione.
61 All'interno di ogni processo i file aperti sono identificati da un numero
62 intero non negativo, che viene chiamato appunto \textit{file descriptor}.
63 Quando un file viene aperto la funzione \func{open} restituisce questo numero,
64 tutte le ulteriori operazioni dovranno essere compiute specificando questo
65 stesso numero come argomento alle varie funzioni dell'interfaccia.
67 \itindbeg{process~table}
70 Per capire come funziona il meccanismo occorre spiegare a grandi linee come il
71 kernel gestisce l'interazione fra processi e file. Abbiamo già accennato in
72 sez.~\ref{sec:proc_hierarchy} come il kernel mantenga un elenco di tutti
73 processi nella cosiddetta \textit{process table}. Lo stesso, come accennato in
74 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, vale anche per tutti i file aperti, il cui
75 elenco viene mantenuto nella cosiddetta \textit{file table}.
77 La \textit{process table} è una tabella che contiene una voce per ciascun
78 processo attivo nel sistema. Ciascuna voce è costituita dal puntatore a una
79 struttura di tipo \kstruct{task\_struct} nella quale sono raccolte tutte le
80 informazioni relative al processo, fra queste informazioni c'è anche il
81 puntatore ad una ulteriore struttura di tipo
82 \kstruct{files\_struct},\footnote{la definizione corrente di questa struttura
83 si trova nel file \texttt{include/linux/fdtable.h} dei sorgenti del kernel,
84 quella mostrata in fig.~\ref{fig:file_proc_file} è una versione pesantemente
85 semplificata.} che contiene le informazioni relative ai file che il processo
88 La \textit{file table} è una tabella che contiene una voce per ciascun file
89 che è stato aperto nel sistema. Come accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}
90 per ogni file aperto viene allocata una struttura \kstruct{file} e la
91 \textit{file table} è costituita da un elenco di puntatori a ciascuna di
92 queste strutture, che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file},
93 contengono le informazioni necessarie per la gestione dei file, ed in
96 \item i flag di stato del file nel campo \var{f\_flags}.
97 \item la posizione corrente nel file, il cosiddetto \textit{offset}, nel campo
99 \item un puntatore alla struttura \kstruct{inode} che identifica
100 l'\textit{inode} del file.\footnote{nel kernel 2.4.x si è in realtà passati
101 ad un puntatore ad una struttura \kstruct{dentry} che punta a sua volta
102 all'\textit{inode} passando per la nuova struttura del VFS.}
103 \item un puntatore \var{f\_op} alla tabella delle funzioni che si possono
104 usare sul file.\footnote{quelle della struttura \kstruct{file\_operation},
105 descritte sommariamente in tab.~\ref{tab:file_file_operations}.}
110 \includegraphics[width=12cm]{img/procfile}
111 \caption{Schema della architettura dell'accesso ai file attraverso
112 l'interfaccia dei file descriptor.}
113 \label{fig:file_proc_file}
116 In fig.~\ref{fig:file_proc_file} si è riportato uno schema semplificato in cui
117 è illustrata questa architettura, ed in cui si sono evidenziate le
118 interrelazioni fra la \textit{file table}, la \textit{process table} e le
119 varie strutture di dati che il kernel mantiene per ciascun file e ciascun
122 \itindend{process~table}
124 Come si può notare alla fine il collegamento che consente di porre in
125 relazione i file ed i processi è effettuato attraverso i dati mantenuti nella
126 struttura \kstruct{files\_struct}, essa infatti contiene alcune informazioni
129 \item i flag relativi ai file aperti dal processo.
130 \item il numero di file aperti dal processo.
131 \item la \itindex{file~descriptor~table} \textit{file descriptor table}, una
132 tabella con i puntatori, per ciascun file aperto, alla relativa voce nella
136 In questa infrastruttura un file descriptor non è altro che l'intero positivo
137 che indicizza quest'ultima tabella, e che consente di recuperare il puntatore
138 alla struttura \kstruct{file} corrispondente al file aperto dal processo a cui
139 era stato assegnato questo indice. Una volta ottenuta grazie al file
140 descriptor la struttura \kstruct{file} corrispondente al file voluto nella
141 \textit{file table}, il kernel potrà usare le funzioni messe disposizione dal
142 VFS per eseguire sul file tutte le operazioni necessarie.
144 Il meccanismo dell'apertura dei file prevede che venga sempre fornito il primo
145 file descriptor libero nella tabella, e per questo motivo essi vengono
146 assegnati in successione tutte le volte che si apre un nuovo file, posto che
147 non ne sia stato chiuso nessuno in precedenza.
149 \itindbeg{standard~input}
150 \itindbeg{standard~output}
151 \itindbeg{standard~error}
153 In tutti i sistemi unix-like esiste una convenzione generale per cui ogni
154 processo si aspetta di avere sempre tre file aperti che, per quanto appena
155 detto, avranno come \textit{file descriptor} i valori 0, 1 e 2. Il primo file
156 è sempre associato al cosiddetto \textit{standard input}, è cioè il file da
157 cui un processo si aspetta di dover leggere i dati in ingresso. Il secondo
158 file è il cosiddetto \textit{standard output}, cioè quello su cui ci si
159 aspetta di dover scrivere i dati in uscita. Il terzo è lo \textit{standard
160 error}, su cui vengono scritti i dati relativi agli errori.
162 \itindend{file~descriptor}
165 Benché questa sia alla fine soltanto una convenzione, essa è seguita dalla
166 totalità delle applicazioni, e non aderirvi potrebbe portare a problemi di
167 interoperabilità. Nel caso della shell tutti questi file sono associati al
168 terminale di controllo, e corrispondono quindi alla lettura della tastiera per
169 l'ingresso e alla scrittura sul terminale per l'uscita. Lo standard POSIX.1
170 provvede, al posto dei valori numerici, tre costanti simboliche, definite in
171 tab.~\ref{tab:file_std_files}.
176 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
178 \textbf{File} & \textbf{Significato} \\
181 \constd{STDIN\_FILENO} & file descriptor dello \textit{standard input}.\\
182 \constd{STDOUT\_FILENO} & file descriptor dello \textit{standard output}.\\
183 \constd{STDERR\_FILENO} & file descriptor dello \textit{standard error}.\\
186 \caption{Costanti definite in \headfile{unistd.h} per i file standard.}
187 \label{tab:file_std_files}
190 \itindend{standard~input}
191 \itindend{standard~output}
192 \itindend{standard~error}
194 In fig.~\ref{fig:file_proc_file} si è rappresentata una situazione diversa
195 rispetto a quella usuale della shell, in cui tutti e tre questi file fanno
196 riferimento al terminale su cui si opera. Nell'esempio invece viene illustrata
197 la situazione di un programma in cui lo \textit{standard input} è associato ad
198 un file mentre lo \textit{standard output} e lo \textit{standard error} sono
199 associati ad un altro file. Si noti poi come per questi ultimi le strutture
200 \kstruct{file} nella \textit{file table}, pur essendo distinte, fanno
201 riferimento allo stesso \textit{inode}, dato che il file che è stato aperto lo
202 stesso. Questo è quello che avviene normalmente quando si apre più volte lo
205 Si ritrova quindi anche con le voci della \textit{file table} una situazione
206 analoga di quella delle voci di una directory, con la possibilità di avere più
207 voci che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. L'analogia è in realtà
208 molto stretta perché quando si cancella un file, il kernel verifica anche che
209 non resti nessun riferimento in una qualunque voce della \textit{file table}
210 prima di liberare le risorse ad esso associate e disallocare il relativo
213 Nelle vecchie versioni di Unix (ed anche in Linux fino al kernel 2.0.x) il
214 numero di file aperti era anche soggetto ad un limite massimo dato dalle
215 dimensioni del vettore di puntatori con cui era realizzata la tabella dei file
216 descriptor dentro \kstruct{files\_struct}. Questo limite intrinseco nei kernel
217 più recenti non sussiste più, dato che si è passati da un vettore ad una
218 lista, ma restano i limiti imposti dall'amministratore (vedi
219 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
221 \itindend{file~table}
224 \subsection{Apertura, creazione e chiusura di un file}
225 \label{sec:file_open_close}
227 La funzione di sistema \funcd{open} è la principale funzione dell'interfaccia
228 di gestione dei file, quella che dato un \textit{pathname} consente di
229 ottenere un file descriptor ``\textsl{aprendo}'' il file
230 corrispondente,\footnote{è \func{open} che alloca \kstruct{file}, la inserisce
231 nella \textit{file table} e crea il riferimento nella
232 \kstruct{files\_struct} del processo.} il suo prototipo è:
238 \fdecl{int open(const char *pathname, int flags)}
239 \fdecl{int open(const char *pathname, int flags, mode\_t mode)}
241 \fdesc{Apre un file.}
244 {La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
245 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
247 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste e si è specificato
248 \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}.
249 \item[\errcode{EINTR}] la funzione era bloccata ed è stata interrotta da un
250 segnale (vedi sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}).
251 \item[\errcode{EINVAL}] si è usato \const{O\_CREAT} indicando un pathname
252 con caratteri non supportati dal filesystem sottostante o si è richiesto
253 \const{O\_TMPFILE} senza indicare \const{O\_WRONLY} o \const{O\_RDWR} o si
254 è usato \const{O\_DIRECT} per un filesystem che non lo supporta.
255 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} indica una directory e o si è
256 tentato un accesso che prevede la scrittura o si è usato
257 \const{O\_TMPFILE} con accesso che prevede la scrittura ma il kernel non
258 supporta la funzionalità.
259 \item[\errcode{EFBIG}] il file è troppo grande per essere aperto, in genere
260 dovuto al fatto che si è compilata una applicazione a 32 bit senza
261 abilitare il supporto per le dimensioni a 64 bit; questo è il valore
262 restituito fino al kernel 2.6.23, coi successivi viene restituito
263 \errcode{EOVERFLOW} come richiesto da POSIX.1.
264 \item[\errcode{ELOOP}] si sono incontrati troppi collegamenti simbolici nel
265 risolvere \param{pathname} o si è indicato \const{O\_NOFOLLOW} e
266 \param{pathname} è un collegamento simbolico (e non si è usato
268 \item[\errcode{ENODEV}] \param{pathname} si riferisce a un file di
269 dispositivo che non esiste.
270 \item[\errcode{ENOENT}] \param{pathname} non esiste e non si è richiesto
271 \const{O\_CREAT}, o non esiste un suo componente, o si riferisce ad una
272 directory inesistente, si è usato \const{O\_TMPFILE} con accesso che
273 prevede la scrittura ma il kernel non supporta la funzionalità.
274 \item[\errcode{ENOTDIR}] si è specificato \const{O\_DIRECTORY} e
275 \param{pathname} non è una directory.
276 \item[\errcode{ENXIO}] si sono impostati \const{O\_NONBLOCK} o
277 \const{O\_WRONLY} ed il file è una \textit{fifo} che non viene letta da
278 nessun processo o \param{pathname} è un file di dispositivo ma il
279 dispositivo è assente.
280 \item[\errcode{EPERM}] si è specificato \const{O\_NOATIME} e non si è né
281 amministratori né proprietari del file.
282 \item[\errcode{ETXTBSY}] si è cercato di accedere in scrittura all'immagine
283 di un programma in esecuzione.
284 \item[\errcode{EWOULDBLOCK}] la funzione si sarebbe bloccata ma si è
285 richiesto \const{O\_NONBLOCK}.
287 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE},
288 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENFILE}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC},
289 \errval{EROFS}, nel loro significato generico.}
292 La funzione apre il file indicato da \param{pathname} nella modalità indicata
293 da \param{flags}. Essa può essere invocata in due modi diversi, specificando
294 opzionalmente un terzo argomento \param{mode}. Qualora il file non esista e
295 venga creato, questo argomento consente di indicare quali permessi dovranno
296 essergli assegnati.\footnote{questo è possibile solo se si è usato in
297 \param{flags} uno fra \const{O\_CREATE} e \const{O\_TMPFILE}, in tutti gli
298 altri casi sarà ignorato.} I valori possibili sono gli stessi già visti in
299 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} e possono essere specificati come OR binario
300 delle costanti descritte in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}. Questi permessi sono
301 comunque filtrati dal valore della \textit{umask} (vedi
302 sez.~\ref{sec:file_perm_management}) del processo.
304 La funzione restituisce sempre il primo file descriptor libero, una
305 caratteristica che permette di prevedere qual è il valore del file descriptor
306 che si otterrà al ritorno di \func{open}, e che viene spesso usata dalle
307 applicazioni per sostituire i file corrispondenti ai file standard visti in
308 tab.~\ref{tab:file_std_files}. Se ad esempio si chiude lo \textit{standard
309 input} e si apre subito dopo un nuovo file questo diventerà il nuovo
310 \textit{standard input} dato che avrà il file descriptor 0.
312 Al momento dell'apertura il nuovo file descriptor non è condiviso con nessun
313 altro processo (torneremo sul significato della condivisione dei file
314 descriptor, che in genere si ottiene dopo una \func{fork}, in
315 sez.~\ref{sec:file_shared_access}) ed è impostato, come accennato in
316 sez.~\ref{sec:proc_exec}, per restare aperto attraverso una
317 \func{exec}. Inoltre la posizione sul file, il cosiddetto \textit{offset}, è
318 impostata all'inizio del file. Una volta aperto un file si potrà operare su di
319 esso direttamente tramite il file descriptor, e quanto avviene al
320 \textit{pathname} con cui lo si è aperto sarà del tutto ininfluente.
322 \itindbeg{file~status~flags}
324 Il comportamento della funzione, e le diverse modalità con cui può essere
325 aperto il file, vengono controllati dall'argomento \param{flags} il cui valore
326 deve essere indicato come maschera binaria in cui ciascun bit ha un
327 significato specifico. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire i
328 cosiddetti \textit{file status flags} (i \textsl{flag di stato} del file), che
329 vengono mantenuti nel campo \var{f\_flags} della struttura \kstruct{file} che
330 abbiamo riportato anche in fig.~\ref{fig:file_proc_file}).
332 Ciascun flag viene identificato da una apposita costante, ed il valore
333 di \param{flags} deve essere specificato come OR aritmetico di queste
334 costanti. Inoltre per evitare problemi di compatibilità con funzionalità che
335 non sono previste o non ancora supportate in versioni meno recenti del kernel,
336 la \func{open} di Linux ignora i flag che non riconosce, pertanto
337 l'indicazione di un flag inesistente non provoca una condizione di errore.
339 I vari bit che si possono usare come componenti di \param{flags} sono divisi
340 in tre gruppi principali. Il primo gruppo è quello dei cosiddetti flag delle
341 \textsl{modalità di accesso} (o \textit{access mode flags}), che specificano
342 che tipo di accesso si effettuerà sul file, fra lettura, scrittura e
343 lettura/scrittura. Questa modalità deve essere indicata usando una delle
344 costanti di tab.~\ref{tab:open_access_mode_flag}.
349 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
351 \textbf{Flag} & \textbf{Significato} \\
354 \constd{O\_RDONLY} & Apre il file in sola lettura.\\
355 \constd{O\_WRONLY} & Apre il file in sola scrittura.\\
356 \constd{O\_RDWR} & Apre il file sia in lettura che in scrittura.\\
359 \caption{Le tre costanti che identificano le modalità di accesso
360 nell'apertura di un file.}
361 \label{tab:open_access_mode_flag}
364 A differenza di tutti gli altri flag che vedremo in seguito, in questo caso
365 non si ha a che fare con singoli bit separati dell'argomento \param{flags}, ma
366 con un numero composto da due bit. Questo significa ad esempio che la
367 combinazione \code{\const{O\_RDONLY}|\const{O\_WRONLY}} non è affatto
368 equivalente a \const{O\_RDWR}, e non deve essere usata.\footnote{in realtà
369 su Linux, dove i valori per le tre costanti di
370 tab.~\ref{tab:open_access_mode_flag} sono rispettivamente $0$, $1$ e $2$, il
371 valore $3$ viene usato con un significato speciale, ed assolutamente fuori
372 standard, disponibile solo per i file di dispositivo e solo per alcuni
373 driver, in cui si richiede la verifica della capacità di accesso in lettura
374 e scrittura ma viene restituito un file descriptor che non può essere letto
375 o scritto, ma solo usato con una \func{ioctl} (vedi
376 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).}
378 La modalità di accesso deve sempre essere specificata quando si apre un file,
379 il valore indicato in \param{flags} viene salvato nei \textit{file status
380 flags}, e può essere riletto con \func{fcntl} (vedi
381 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}), il relativo valore può essere poi ottenuto
382 un AND aritmetico della maschera binaria \constd{O\_ACCMODE}, ma non può essere
383 modificato. Nella \acr{glibc} sono definite inoltre \constd{O\_READ} come
384 sinonimo di \const{O\_RDONLY} e \constd{O\_WRITE} come sinonimo di
385 \const{O\_WRONLY}.\footnote{si tratta di definizioni completamente fuori
386 standard, attinenti, insieme a \constd{O\_EXEC} che permetterebbe l'apertura
387 di un file per l'esecuzione, ad un non meglio precisato ``\textit{GNU
388 system}''; pur essendo equivalenti alle definizioni classiche non è
389 comunque il caso di utilizzarle.}
391 \itindend{file~status~flags}
393 Il secondo gruppo di flag è quello delle \textsl{modalità di
394 apertura},\footnote{la pagina di manuale di \func{open} parla di
395 \textit{file creation flags}, ma alcuni di questi flag non hanno nulla a che
396 fare con la creazione dei file, mentre il manuale dalla \acr{glibc} parla di
397 più correttamente di \textit{open-time flags}, dato che si tratta di flag il
398 cui significato ha senso solo al momento dell'apertura del file.} che
399 permettono di specificare alcune delle caratteristiche del comportamento di
400 \func{open} nel momento in viene eseguita per aprire un file. Questi flag
401 hanno effetto solo nella chiamata della funzione, non sono memorizzati fra i
402 \textit{file status flags} e non possono essere riletti da \func{fcntl} (vedi
403 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
408 \begin{tabular}[c]{|l|p{10 cm}|}
410 \textbf{Flag} & \textbf{Significato} \\
413 \constd{O\_CREAT} & Se il file non esiste verrà creato, con le regole
414 di titolarità del file viste in
415 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}. Se si
416 imposta questo flag l'argomento \param{mode} deve
417 essere sempre specificato.\\
418 \constd{O\_DIRECTORY}& Se \param{pathname} non è una directory la
419 chiamata fallisce. Questo flag, introdotto con il
420 kernel 2.1.126, è specifico di Linux e
421 serve ad evitare dei possibili
422 \itindex{Denial~of~Service~(DoS)}
423 \textit{DoS}\footnotemark quando \func{opendir}
424 viene chiamata su una \textit{fifo} o su un
425 dispositivo associato ad una unità a nastri. Non
426 viene usato al di fuori dell'implementazione di
427 \func{opendir}, ed è utilizzabile soltanto se si è
428 definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
429 \constd{O\_EXCL} & Deve essere usato in congiunzione con
430 \const{O\_CREAT} ed in tal caso impone che il file
431 indicato da \param{pathname} non sia già esistente
432 (altrimenti causa il fallimento della chiamata con
433 un errore di \errcode{EEXIST}).\\
434 \constd{O\_LARGEFILE}& Viene usato sui sistemi a 32 bit per richiedere
435 l'apertura di file molto grandi, la cui
436 dimensione non è rappresentabile con la versione a
437 32 bit del tipo \type{off\_t}, utilizzando
438 l'interfaccia alternativa abilitata con la
439 macro \macro{\_LARGEFILE64\_SOURCE}. Come
440 illustrato in sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std} è
441 sempre preferibile usare la conversione automatica
442 delle funzioni che si attiva assegnando a $64$ la
443 macro \macro{\_FILE\_OFFSET\_BITS}, e non usare mai
445 \constd{O\_NOCTTY} & Se \param{pathname} si riferisce ad un dispositivo
446 di terminale, questo non diventerà il terminale di
447 controllo, anche se il processo non ne ha ancora
448 uno (si veda sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}).\\
449 \constd{O\_NOFOLLOW}& Se \param{pathname} è un collegamento simbolico
450 la chiamata fallisce. Questa è un'estensione BSD
451 aggiunta in Linux a partire dal kernel
452 2.1.126, ed utilizzabile soltanto se si è definita
453 la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
454 \const{O\_TMPFILE} & Consente di creare un file temporaneo anonimo, non
455 visibile con un pathname sul filesystem, ma
456 leggibile e scrivibile all'interno del processo.
457 Introdotto con il kernel 3.11, è specifico di
459 \constd{O\_TRUNC} & Se usato su un file di dati aperto in scrittura,
460 ne tronca la lunghezza a zero; con un terminale o
461 una \textit{fifo} viene ignorato, negli altri casi
462 il comportamento non è specificato.\\
465 \caption{Le costanti che identificano le \textit{modalità di apertura} di
467 \label{tab:open_time_flag}
470 \footnotetext{acronimo di \itindex{Denial~of~Service~(DoS)} \textit{Denial of
471 Service}, si chiamano così attacchi miranti ad impedire un servizio
472 causando una qualche forma di carico eccessivo per il sistema, che resta
473 bloccato nelle risposte all'attacco.}
475 Si è riportato in tab.~\ref{tab:open_time_flag} l'elenco dei flag delle
476 \textsl{modalità di apertura}.\footnote{la \acr{glibc} definisce anche i due
477 flag \constd{O\_SHLOCK}, che aprirebbe il file con uno \textit{shared lock}
478 e \constd{O\_EXLOCK} che lo aprirebbe con un \textit{exclusive lock} (vedi
479 sez.~\ref{sec:file_locking}), si tratta di opzioni specifiche di BSD, che non
480 esistono con Linux.} Uno di questi, \const{O\_EXCL}, ha senso solo se usato
481 in combinazione a \const{O\_CREAT} quando si vuole creare un nuovo file per
482 assicurarsi che questo non esista di già, e lo si usa spesso per creare i
483 cosiddetti ``\textsl{file di lock}'' (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).
485 Si tenga presente che questa opzione è supportata su NFS solo a partire da
486 NFSv3 e con il kernel 2.6, nelle versioni precedenti la funzionalità viene
487 emulata controllando prima l'esistenza del file per cui usarla per creare un
488 file di lock potrebbe dar luogo a una \textit{race condition}, in tal caso
489 infatti un file potrebbe venir creato fra il controllo la successiva apertura
490 con \const{O\_CREAT}; la cosa si può risolvere comunque creando un file con un
491 nome univoco ed usando la funzione \func{link} per creare il file di lock,
492 (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).
494 Se si usa \const{O\_EXCL} senza \const{O\_CREAT} il comportamento è
495 indefinito, escluso il caso in cui viene usato con \const{O\_TMPFILE} su cui
496 torneremo più avanti; un'altra eccezione è quello in cui lo si usa da solo su
497 un file di dispositivo, in quel caso se questo è in uso (ad esempio se è
498 relativo ad un filesystem che si è montato) si avrà un errore di
499 \errval{EBUSY}, e pertanto può essere usato in questa modalità per rilevare lo
500 stato del dispositivo.
502 Nella creazione di un file con \const{O\_CREAT} occorre sempre specificare
503 l'argomento di \param{mode}, che altrimenti è ignorato. Si tenga presente che
504 indipendentemente dai permessi che si possono assegnare, che in seguito
505 potrebbero non consentire lettura o scrittura, quando il file viene aperto
506 l'accesso viene garantito secondo quanto richiesto con i flag di
507 tab.~\ref{tab:open_access_mode_flag}. Quando viene creato un nuovo file
508 \const{O\_CREAT} con tutti e tre i tempi del file di
509 tab.~\ref{tab:file_file_times} vengono impostati al tempo corrente. Se invece
510 si tronca il file con \const{O\_TRUNC} verranno impostati soltanto il
511 \textit{modification time} e lo \textit{status change time}.
513 Il flag \constd{O\_TMPFILE}, introdotto con il kernel
514 3.11,\footnote{inizialmente solo su alcuni filesystem (i vari \acr{extN},
515 \acr{Minix}, \acr{UDF}, \acr{shmem}) poi progressivamente esteso ad altri
516 (\acr{XFS} con il 3.15, \acr{Btrfs} e \acr{F2FS} con il 3.16, \acr{ubifs}
517 con il 4.9).} consente di aprire un file temporaneo senza che questo venga
518 associato ad un nome e compaia nel filesystem. In questo caso la funzione
519 restituirà un file descriptor da poter utilizzare per leggere e scrivere dati,
520 ma il contenuto dell'argomento \param{path} verrà usato solamente per
521 determinare, in base alla directory su cui si verrebbe a trovare il
522 \textit{pathname} indicato, il filesystem all'interno del quale deve essere
523 allocato l'\textit{inode} e lo spazio disco usato dal file
524 descriptor. L'\textit{inode} resterà anonimo e l'unico riferimento esistente
525 sarà quello contenuto nella \textit{file table} del processo che ha chiamato
528 Lo scopo principale del flag è quello fornire una modalità atomica, semplice e
529 sicura per applicare la tecnica della creazione di un file temporaneo seguita
530 dalla sua immediata cancellazione con \func{unlink} per non lasciare rimasugli
531 sul filesystem, di cui è parlato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}.
532 Inoltre, dato che il file non compare nel filesystem, si evitano alla radice
533 tutti gli eventuali problemi di \textit{race condition} o \textit{symlink
534 attack} e non ci si deve neanche preoccupare di ottenere un opportuno nome
535 univoco con l'uso delle funzioni di sez.~\ref{sec:file_temp_file}.
537 Una volta aperto il file vi si potrà leggere o scrivere a seconda che siano
538 utilizzati \const{O\_RDWR} o \const{O\_WRONLY}, mentre l'uso di
539 \func{O\_RDONLY} non è consentito, non avendo molto senso ottenere un file
540 descriptor su un file che nasce vuoto per cui non si potrà comunque leggere
541 nulla. L'unico altro flag che può essere utilizzato insieme a
542 \const{O\_TMPFILE} è \const{O\_EXCL}, che in questo caso assume però un
543 significato diverso da quello ordinario, dato che in questo caso il file
544 associato al file descriptor non esiste comunque.
546 L'uso di \const{O\_EXCL} attiene infatti all'altro possibile impiego di
547 \const{O\_TMPFILE} oltre a quello citato della creazione sicura di un file
548 temporaneo come sostituto sicuro di \func{tmpfile}: la possibilità di creare
549 un contenuto iniziale per un file ed impostarne permessi, proprietario e
550 attributi estesi con \func{fchmod}, \func{fchown} e \func{fsetxattr}, senza
551 possibilità di \textit{race condition} ed interferenze esterne, per poi far
552 apparire il tutto sul filesystem in un secondo tempo utilizzando \func{linkat}
553 sul file descriptor (torneremo su questo in sez.~\ref{sec:file_openat}) per
554 dargli un nome. Questa operazione però non sarà possibile se si è usato
555 \const{O\_EXCL}, che in questo caso viene ad assumere il significato di
556 escludere la possibilità di far esistere il file anche in un secondo tempo.
558 % NOTE: per O_TMPFILE vedi: http://kernelnewbies.org/Linux_3.11
559 % https://lwn.net/Articles/558598/ http://lwn.net/Articles/619146/
565 \begin{tabular}[c]{|l|p{10 cm}|}
567 \textbf{Flag} & \textbf{Significato} \\
570 \constd{O\_APPEND} & Il file viene aperto in \textit{append mode}. La
571 posizione sul file (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek})
572 viene sempre mantenuta sulla sua coda, per cui
573 quanto si scrive viene sempre aggiunto al contenuto
574 precedente. Con NFS questa funzionalità non è
575 supportata e viene emulata, per questo possono
576 verificarsi \textit{race condition} con una
577 sovrapposizione dei dati se più di un processo
578 scrive allo stesso tempo.\\
579 \constd{O\_ASYNC} & Apre il file per l'I/O in modalità asincrona (vedi
580 sez.~\ref{sec:signal_driven_io}). Quando è
581 impostato viene generato il segnale \signal{SIGIO}
582 tutte le volte che il file è pronto per le
583 operazioni di lettura o scrittura. Questo flag si
584 può usare solo terminali, pseudo-terminali e socket
585 e, a partire dal kernel 2.6, anche sulle
586 \textit{fifo}. Per un bug dell'implementazione non
587 è opportuno usarlo in fase di apertura del file,
588 deve invece essere attivato successivamente con
590 \constd{O\_CLOEXEC}& Attiva la modalità di \textit{close-on-exec} (vedi
591 sez.~\ref{sec:proc_exec}) sul file. Il flag è
592 previsto dallo standard POSIX.1-2008, ed è stato
593 introdotto con il kernel 2.6.23 per evitare una
594 \textit{race condition} che si potrebbe verificare
595 con i \textit{thread} fra l'apertura del file e
596 l'impostazione della suddetta modalità con
598 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
599 \const{O\_DIRECT} & Esegue l'I/O direttamente dalla memoria in
600 \textit{user space} in maniera sincrona, in modo da
601 scavalcare i meccanismi di bufferizzazione del
602 kernel. Introdotto con il kernel 2.4.10 ed
603 utilizzabile soltanto se si è definita la
604 macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
605 \constd{O\_NOATIME}& Blocca l'aggiornamento dei tempi di accesso dei
606 file (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}). Per
607 molti filesystem questa funzionalità non è
608 disponibile per il singolo file ma come opzione
609 generale da specificare in fase di
610 montaggio. Introdotto con il kernel 2.6.8 ed
611 utilizzabile soltanto se si è definita la
612 macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
613 \constd{O\_NONBLOCK}& Apre il file in \textsl{modalità non bloccante} per
614 le operazioni di I/O (vedi
615 sez.~\ref{sec:file_noblocking}). Questo significa
616 il fallimento delle successive operazioni di
617 lettura o scrittura qualora il file non sia pronto
618 per la loro esecuzione immediata, invece del
619 blocco delle stesse in attesa di una successiva
620 possibilità di esecuzione come avviene
621 normalmente. Questa modalità ha senso solo per le
622 \textit{fifo}, vedi sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}),
623 o quando si vuole aprire un file di dispositivo
624 per eseguire una \func{ioctl} (vedi
625 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
626 \constd{O\_NDELAY} & In Linux è un sinonimo di \const{O\_NONBLOCK}, ma
627 origina da SVr4, dove però causava il ritorno da
628 una \func{read} con un valore nullo e non con un
629 errore, questo introduce un'ambiguità, dato che
630 come vedremo in sez.~\ref{sec:file_read} il ritorno
631 di un valore nullo da parte di \func{read} ha
632 il significato di una \textit{end-of-file}.\\
633 \const{O\_PATH} & Ottiene un file descriptor io cui uso è limitato
634 all'indicare una posizione sul filesystem o
635 eseguire operazioni che operano solo a livello del
636 file descriptor (e non di accesso al contenuto del
637 file). Introdotto con il kernel 2.6.39, è specifico
639 \constd{O\_SYNC} & Apre il file per l'input/output sincrono. Ogni
640 scrittura si bloccherà fino alla conferma
641 dell'arrivo di tutti i dati e di tutti i metadati
642 sull'hardware sottostante (in questo significato
643 solo dal kernel 2.6.33).\\
644 \constd{O\_DSYNC} & Apre il file per l'input/output sincrono. Ogni
645 scrittura di dati si bloccherà fino alla conferma
646 dell'arrivo degli stessi e della parte di metadati
647 ad essi relativa sull'hardware sottostante (in
648 questo significato solo dal kernel 2.6.33).\\
651 \caption{Le costanti che identificano le \textit{modalità di operazione} di
653 \label{tab:open_operation_flag}
656 Il terzo gruppo è quello dei flag delle \textsl{modalità di operazione},
657 riportati in tab.~\ref{tab:open_operation_flag}, che permettono di specificare
658 varie caratteristiche del comportamento delle operazioni di I/O che verranno
659 eseguite sul file o le modalità in cui lo si potrà utilizzare. Tutti questi,
660 tranne \const{O\_CLOEXEC}, che viene mantenuto per ogni singolo file
661 descriptor, vengono salvati nel campo \var{f\_flags} della struttura
662 \kstruct{file} insieme al valore della \textsl{modalità di accesso}, andando
663 far parte dei \textit{file status flags}. Il loro valore viene impostato alla
664 chiamata di \func{open}, ma possono venire riletti in un secondo tempo con
665 \func{fcntl}, inoltre alcuni di essi possono anche essere modificati tramite
666 questa funzione, con conseguente effetto sulle caratteristiche operative che
667 controllano (torneremo sull'argomento in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
669 Il flag \const{O\_ASYNC} (che, per compatibilità con BSD, si può indicare
670 anche con la costante \constd{FASYNC}) è definito come possibile valore per
671 \func{open}, ma per un bug dell'implementazione,\footnote{segnalato come
672 ancora presente nella pagina di manuale, almeno fino al novembre 2018.} non
673 solo non attiva il comportamento citato, ma se usato richiede di essere
674 esplicitamente disattivato prima di essere attivato in maniera effettiva con
675 l'uso di \func{fcntl}. Per questo motivo, non essendovi nessuna necessità
676 specifica di definirlo in fase di apertura del file, è sempre opportuno
677 attivarlo in un secondo tempo con \func{fcntl} (vedi
678 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
680 Il flag \constd{O\_DIRECT} non è previsto da nessuno standard, anche se è
681 presente in alcuni kernel unix-like.\footnote{il flag è stato introdotto dalla
682 SGI in IRIX, ma è presente senza limiti di allineamento dei buffer anche in
683 FreeBSD.} Per i kernel della serie 2.4 si deve garantire che i buffer in
684 \textit{user space} da cui si effettua il trasferimento diretto dei dati siano
685 allineati alle dimensioni dei blocchi del filesystem. Con il kernel 2.6 in
686 genere basta che siano allineati a multipli di 512 byte, ma le restrizioni
687 possono variare a seconda del filesystem, ed inoltre su alcuni filesystem
688 questo flag può non essere supportato, nel qual caso si avrà un errore di
691 Lo scopo di \const{O\_DIRECT} è consentire un completo controllo sulla
692 bufferizzazione dei propri dati per quelle applicazioni (in genere database)
693 che hanno esigenze specifiche che non vengono soddisfatte nella maniera più
694 efficiente dalla politica generica utilizzata dal kernel. In genere l'uso di
695 questo flag peggiora le prestazioni tranne quando le applicazioni sono in
696 grado di ottimizzare la propria bufferizzazione in maniera adeguata. Se lo si
697 usa si deve avere cura di non mescolare questo tipo di accesso con quello
698 ordinario, in quante le esigenze di mantenere coerenti i dati porterebbero ad
699 un peggioramento delle prestazioni. Lo stesso dicasi per l'interazione con
700 eventuale mappatura in memoria del file (vedi sez.~\ref{sec:file_memory_map}).
702 Si tenga presente infine che anche se l'uso di \const{O\_DIRECT} comporta una
703 scrittura sincrona dei dati dei buffer in \textit{user space}, questo non è
704 completamente equivalente all'uso di \const{O\_SYNC} che garantisce anche
705 sulla scrittura sincrona dei metadati associati alla scrittura dei dati del
706 file.\footnote{la situazione si complica ulteriormente per NFS, in cui l'uso
707 del flag disabilita la bufferizzazione solo dal lato del client, e può
708 causare problemi di prestazioni.} Per questo in genere se si usa
709 \const{O\_DIRECT} è opportuno richiedere anche \const{O\_SYNC}.
711 Si tenga presente infine che la implementazione di \const{O\_SYNC} di Linux
712 differisce da quanto previsto dallo standard POSIX.1 che prevede, oltre a
713 questo flag che dovrebbe indicare la sincronizzazione completa di tutti i dati
714 e di tutti i metadati, altri due flag \const{O\_DSYNC} e \const{O\_RSYNC}.
716 Il primo dei due richiede la scrittura sincrona di tutti i dati del file e dei
717 metadati che ne consentono l'immediata rilettura, ma non di tutti i metadati,
718 per evitare la perdita di prestazioni relativa alla sincronizzazione di
719 informazioni ausiliarie come i tempi dei file. Il secondo, da usare in
720 combinazione con \const{O\_SYNC} o \const{O\_DSYNC} ne sospende l'effetto,
721 consentendo al kernel di bufferizzare le scritture, ma soltanto finché non
722 avviene una lettura, in quel caso i dati ed i metadati dovranno essere
723 sincronizzati immediatamente (secondo le modalità indicate da \const{O\_SYNC}
724 e \const{O\_DSYNC}) e la lettura verrà bloccata fintanto che detta
725 sincronizzazione non sia completata.
727 Nel caso di Linux, fino al kernel 2.6.33, esisteva solo \const{O\_SYNC}, ma
728 con il comportamento previsto dallo standard per \const{O\_DSYNC}, e sia
729 questo che \const{O\_RSYNC} erano definiti (fin dal kernel 2.1.130) come
730 sinonimi di \const{O\_SYNC}. Con il kernel 2.6.33 il significato di
731 \const{O\_SYNC} è diventato quello dello standard, ma gli è stato assegnato un
732 valore diverso, mantenendo quello originario, con il comportamento
733 corrispondete, per \const{O\_DSYNC} in modo che applicazioni compilate con
734 versioni precedenti delle librerie e del kernel non trovassero un
735 comportamento diverso. Inoltre il nuovo \const{O\_SYNC} è stato definito in
736 maniera opportuna in modo che su versioni del kernel precedenti la 2.6.33
737 torni a corrispondere al valore di \const{O\_DSYNC}.
739 % NOTE: per le differenze fra O_DSYNC, O_SYNC e O_RSYNC introdotte nella
740 % nello sviluppo del kernel 2.6.33, vedi http://lwn.net/Articles/350219/
742 Il flag \constd{O\_PATH}, introdotto con il kernel 2.6.39, viene usato per
743 limitare l'uso del file descriptor restituito da \func{open} o
744 all'identificazione di una posizione sul filesystem (ad uso delle
745 \textit{at-functions} che tratteremo in sez.~\ref{sec:file_openat}) o alle
746 operazioni che riguardano il file descriptor in quanto tale, senza consentire
747 operazioni sul file; in sostanza se si apre un file con \const{O\_PATH} si
750 \item usare il file descriptor come indicatore della directory di partenza con
751 una delle \textit{at-functions} (vedi sez.~\ref{sec:file_openat});
752 \item cambiare directory di lavoro con \func{fchdir} se il file descriptor fa
753 riferimento a una directory (dal kernel 3.5);
754 \item usare le funzioni che duplicano il file descriptor (vedi
755 sez.~\ref{sec:file_dup});
756 \item passare il file descriptor ad un altro processo usando un socket
757 \const{PF\_UNIX} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket})
758 \item ottenere le informazioni relative al file con \func{fstat} (dal kernel
759 3.6) o al filesystem con \func{fstatfs} (dal kernel 3.12);
760 \item ottenere il valore dei \textit{file descriptor flags} (fra cui comparirà
761 anche lo stesso \const{O\_PATH}) o impostare o leggere i \textit{file status
762 flags} con \func{fcntl} (rispettivamente con le operazioni
763 \const{F\_GETFL}, \const{F\_SETFD} e \const{F\_GETFD}, vedi
764 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
765 \item chiudere il file con \func{close}.
768 In realtà usando \const{O\_PATH} il file non viene effettivamente aperto, per
769 cui ogni tentativo di usare il file descriptor così ottenuto con funzioni che
770 operano effettivamente sul file (come ad esempio \func{read}, \func{write},
771 \func{fchown}, \func{fchmod}, \func{ioctl}, ecc.) fallirà con un errore di
772 \errval{EBADF}, come se questo non fosse un file descriptor valido. Per questo
773 motivo usando questo flag non è necessario avere nessun permesso per aprire un
774 file, neanche quello di lettura (occorre ovviamente avere il permesso di
775 esecuzione per le directory sovrastanti).
777 Questo consente di usare il file descriptor con funzioni che non richiedono
778 permessi sul file, come \func{fstat}, laddove un'apertura con
779 \const{O\_RDONLY} sarebbe fallita. I permessi verranno eventualmente
780 controllati, se necessario, nelle operazioni seguenti, ad esempio per usare
781 \func{fchdir} con il file descriptor (se questo fa riferimento ad una
782 directory) occorrerà avere il permesso di esecuzione.
784 Se si usa \const{O\_PATH} tutti gli altri flag eccettuati \const{O\_CLOEXEC},
785 \const{O\_DIRECTORY} e \const{O\_NOFOLLOW} verranno ignorati. I primi due
786 mantengono il loro significato usuale, mentre \const{O\_NOFOLLOW} fa si che se
787 il file indicato è un un link simbolico venga aperto quest'ultimo (cambiando
788 quindi il comportamento ordinario che prova il fallimento della chiamata),
789 così da poter usare il file descriptor ottenuto per le funzioni
790 \func{fchownat}, \func{fstatat}, \func{linkat} e \func{readlinkat} che ne
791 supportano l'uso come come primo argomento (torneremo su questo in
792 sez.~\ref{sec:file_openat}).
795 Nelle prime versioni di Unix i valori di \param{flag} specificabili per
796 \func{open} erano solo quelli relativi alle modalità di accesso del file. Per
797 questo motivo per creare un nuovo file c'era una \textit{system call}
798 apposita, \funcd{creat}, nel caso di Linux questo non è più necessario ma la
799 funzione è definita ugualmente; il suo prototipo è:
803 \fdecl{int creat(const char *pathname, mode\_t mode)}
804 \fdesc{Crea un nuovo file vuoto.}
807 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
808 caso \var{errno} assumerà gli stessi valori che si otterrebbero con
812 La funzione crea un nuovo file vuoto, con i permessi specificati
813 dall'argomento \param{mode}. È del tutto equivalente a \code{open(filedes,
814 O\_CREAT|O\_WRONLY|O\_TRUNC, mode)} e resta solo per compatibilità con i
817 Una volta che l'accesso ad un file non sia più necessario la funzione di
818 sistema \funcd{close} permette di ``\textsl{chiuderlo}'', in questo modo il
819 file non sarà più accessibile ed il relativo file descriptor ritornerà
820 disponibile; il suo prototipo è:
824 \fdecl{int close(int fd)}
825 \fdesc{Chiude un file.}
828 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
829 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
831 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un descrittore valido.
832 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
834 ed inoltre \errval{EIO} nel suo significato generico.}
837 La funzione chiude il file descriptor \param{fd}. La chiusura rilascia ogni
838 eventuale blocco (il \textit{file locking} è trattato in
839 sez.~\ref{sec:file_locking}) che il processo poteva avere acquisito su di
840 esso. Se \param{fd} è l'ultimo riferimento (di eventuali copie, vedi
841 sez.~\ref{sec:file_shared_access} e \ref{sec:file_dup}) ad un file aperto,
842 tutte le risorse nella \textit{file table} vengono rilasciate. Infine se il
843 file descriptor era l'ultimo riferimento ad un file su disco quest'ultimo
846 Si ricordi che quando un processo termina tutti i suoi file descriptor vengono
847 automaticamente chiusi, molti programmi sfruttano questa caratteristica e non
848 usano esplicitamente \func{close}. In genere comunque chiudere un file senza
849 controllare lo stato di uscita di \func{close} un è errore; molti filesystem
850 infatti implementano la tecnica del cosiddetto \itindex{write-behind}
851 \textit{write-behind}, per cui una \func{write} può avere successo anche se i
852 dati non sono stati effettivamente scritti su disco. In questo caso un
853 eventuale errore di I/O avvenuto in un secondo tempo potrebbe sfuggire, mentre
854 verrebbe riportato alla chiusura esplicita del file. Per questo motivo non
855 effettuare il controllo può portare ad una perdita di dati
856 inavvertita.\footnote{in Linux questo comportamento è stato osservato con NFS
857 e le quote su disco.}
859 In ogni caso una \func{close} andata a buon fine non garantisce che i dati
860 siano stati effettivamente scritti su disco, perché il kernel può decidere di
861 ottimizzare l'accesso a disco ritardandone la scrittura. L'uso della funzione
862 \func{sync} (vedi sez.~\ref{sec:file_sync}) effettua esplicitamente lo scarico
863 dei dati, ma anche in questo caso resta l'incertezza dovuta al comportamento
864 dell'hardware, che a sua volta può introdurre ottimizzazioni dell'accesso al
865 disco che ritardano la scrittura dei dati. Da questo deriva l'abitudine di
866 alcuni sistemisti di ripetere tre volte il comando omonimo prima di eseguire
867 lo shutdown di una macchina.
869 Si tenga comunque presente che ripetere la chiusura in caso di fallimento non
870 è opportuno, una volta chiamata \func{close} il file descriptor viene comunque
871 rilasciato, indipendentemente dalla presenza di errori, e se la riesecuzione
872 non comporta teoricamente problemi (se non la sua inutilità) se fatta
873 all'interno di un processo singolo, nel caso si usino i \textit{thread} si
874 potrebbe chiudere un file descriptor aperto nel contempo da un altro
877 \subsection{La gestione della posizione nel file}
878 \label{sec:file_lseek}
880 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_fd} a ciascun file aperto è associata
881 una \textsl{posizione corrente nel file} (il cosiddetto \textit{file offset},
882 mantenuto nel campo \var{f\_pos} di \kstruct{file}) espressa da un numero
883 intero positivo che esprime il numero di byte dall'inizio del file. Tutte le
884 operazioni di lettura e scrittura avvengono a partire da questa posizione che
885 viene automaticamente spostata in avanti del numero di byte letti o scritti.
887 In genere, a meno di non avere richiesto la modalità di scrittura in
888 \textit{append} (vedi sez.~\ref{sec:file_write}) con \const{O\_APPEND}, questa
889 posizione viene impostata a zero all'apertura del file. È possibile impostarla
890 ad un valore qualsiasi con la funzione di sistema \funcd{lseek}, il cui
896 \fdecl{off\_t lseek(int fd, off\_t offset, int whence)}
897 \fdesc{Imposta la posizione sul file.}
900 {La funzione ritorna il valore della posizione sul file in caso di successo e
901 $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
903 \item[\errcode{EINVAL}] \param{whence} non è un valore valido.
904 \item[\errcode{EOVERFLOW}] \param{offset} non può essere rappresentato nel
906 \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una \textit{pipe}, un socket o una
909 ed inoltre \errval{EBADF} nel suo significato generico.}
912 La funzione imposta la nuova posizione sul file usando il valore indicato
913 da \param{offset}, che viene sommato al riferimento dato
914 dall'argomento \param{whence}, che deve essere indicato con una delle costanti
915 riportate in tab.~\ref{tab:lseek_whence_values}.\footnote{per compatibilità
916 con alcune vecchie notazioni questi valori possono essere rimpiazzati
917 rispettivamente con 0, 1 e 2 o con \constd{L\_SET}, \constd{L\_INCR} e
918 \constd{L\_XTND}.} Si tenga presente che la chiamata a \func{lseek} non causa
919 nessun accesso al file, si limita a modificare la posizione corrente (cioè il
920 campo \var{f\_pos} della struttura \kstruct{file}, vedi
921 fig.~\ref{fig:file_proc_file}). Dato che la funzione ritorna la nuova
922 posizione, usando il valore zero per \param{offset} si può riottenere la
923 posizione corrente nel file con \code{lseek(fd, 0, SEEK\_CUR)}.
928 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
930 \textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
933 \constd{SEEK\_SET}& Si fa riferimento all'inizio del file: il valore, che
934 deve essere positivo, di \param{offset} indica
935 direttamente la nuova posizione corrente.\\
936 \constd{SEEK\_CUR}& Si fa riferimento alla posizione corrente del file:
937 ad essa viene sommato \param{offset}, che può essere
938 negativo e positivo, per ottenere la nuova posizione
940 \constd{SEEK\_END}& Si fa riferimento alla fine del file: alle dimensioni
941 del file viene sommato \param{offset}, che può essere
942 negativo e positivo, per ottenere la nuova posizione
945 \constd{SEEK\_DATA}&Sposta la posizione nel file sull'inizio del primo
946 blocco di dati dopo un \textit{hole} che segue (o
947 coincide) con la posizione indicata da \param{offset}
949 \constd{SEEK\_HOLE}&Sposta la posizione sul file all'inizio del primo
950 \textit{hole} nel file che segue o inizia
951 con \param{offset}, oppure si porta su \param{offset}
952 se questo è all'interno di un \textit{hole}, oppure si
953 porta alla fine del file se non ci sono \textit{hole}
954 dopo \param{offset} (dal kernel 3.1).\\
957 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{whence} di \func{lseek}.}
958 \label{tab:lseek_whence_values}
962 % NOTE: per SEEK_HOLE e SEEK_DATA, inclusi nel kernel 3.1, vedi
963 % http://lwn.net/Articles/439623/
965 Si tenga presente inoltre che usare \const{SEEK\_END} non assicura affatto che
966 la successiva scrittura avvenga alla fine del file, infatti se questo è stato
967 aperto anche da un altro processo che vi ha scritto, la fine del file può
968 essersi spostata, ma noi scriveremo alla posizione impostata in precedenza
969 (questa è una potenziale sorgente di \textit{race condition}, vedi
970 sez.~\ref{sec:file_shared_access}).
972 Non tutti i file supportano la capacità di eseguire una \func{lseek}, in
973 questo caso la funzione ritorna l'errore \errcode{ESPIPE}. Questo, oltre che
974 per i tre casi citati nel prototipo, vale anche per tutti quei dispositivi che
975 non supportano questa funzione, come ad esempio per i file di
976 terminale.\footnote{altri sistemi, usando \const{SEEK\_SET}, in questo caso
977 ritornano il numero di caratteri che vi sono stati scritti.} Lo standard
978 POSIX però non specifica niente in proposito. Inoltre alcuni file speciali, ad
979 esempio \file{/dev/null}, non causano un errore ma restituiscono un valore
982 \itindbeg{sparse~file}
983 \index{file!\textit{hole}|(}
985 Infine si tenga presente che, come accennato in sez.~\ref{sec:file_file_size},
986 con \func{lseek} è possibile impostare una posizione anche oltre la corrente
987 fine del file. In tal caso alla successiva scrittura il file sarà esteso a
988 partire da detta posizione, con la creazione di quello che viene chiamato
989 ``\textsl{buco}'' (in gergo \textit{hole}) nel file. Il nome deriva dal fatto
990 che nonostante la dimensione del file sia cresciuta in seguito alla scrittura
991 effettuata, lo spazio vuoto fra la precedente fine del file ed la nuova parte
992 scritta dopo lo spostamento non corrisponde ad una allocazione effettiva di
993 spazio su disco, che sarebbe inutile dato che quella zona è effettivamente
996 Questa è una delle caratteristiche specifiche della gestione dei file di un
997 sistema unix-like e si dice che il file in questione è uno \textit{sparse
998 file}. In sostanza, se si ricorda la struttura di un filesystem illustrata
999 in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, quello che accade è che
1000 nell'\textit{inode} del file viene segnata l'allocazione di un blocco di dati
1001 a partire dalla nuova posizione, ma non viene allocato nulla per le posizioni
1002 intermedie; in caso di lettura sequenziale del contenuto del file il kernel si
1003 accorgerà della presenza del buco, e restituirà degli zeri come contenuto di
1004 quella parte del file.
1006 Questa funzionalità comporta una delle caratteristiche della gestione dei file
1007 su Unix che spesso genera più confusione in chi non la conosce, per cui
1008 sommando le dimensioni dei file si può ottenere, se si hanno molti
1009 \textit{sparse file}, un totale anche maggiore della capacità del proprio
1010 disco e comunque maggiore della dimensione che riporta un comando come
1011 \cmd{du}, che calcola lo spazio disco occupato in base al numero dei blocchi
1012 effettivamente allocati per il file.
1014 Questo avviene proprio perché in un sistema unix-like la dimensione di un file
1015 è una caratteristica del tutto indipendente dalla quantità di spazio disco
1016 effettivamente allocato, e viene registrata sull'\textit{inode} come le altre
1017 proprietà del file. La dimensione viene aggiornata automaticamente quando si
1018 estende un file scrivendoci, e viene riportata dal campo \var{st\_size} di una
1019 struttura \struct{stat} quando si effettua la chiamata ad una delle funzioni
1020 \texttt{*stat} viste in sez.~\ref{sec:file_stat}.
1022 Questo comporta che in generale, fintanto che lo si è scritto sequenzialmente,
1023 la dimensione di un file sarà più o meno corrispondente alla quantità di
1024 spazio disco da esso occupato, ma esistono dei casi, come questo in cui ci si
1025 sposta in una posizione oltre la fine corrente del file, o come quello
1026 accennato in sez.~\ref{sec:file_file_size} in cui si estende la dimensione di
1027 un file con una \func{truncate}, in cui in sostanza si modifica il valore
1028 della dimensione di \var{st\_size} senza allocare spazio su disco. Questo
1029 consente di creare inizialmente file di dimensioni anche molto grandi, senza
1030 dover occupare da subito dello spazio disco che in realtà sarebbe
1033 \itindend{sparse~file}
1035 A partire dal kernel 3.1, riprendendo una interfaccia adottata su Solaris,
1036 sono state aggiunti due nuovi valori per l'argomento \param{whence}, riportati
1037 nella seconda sezione di tab.~\ref{tab:lseek_whence_values}, che consentono di
1038 riconoscere la presenza di \textit{hole} all'interno dei file ad uso di quelle
1039 applicazioni (come i programmi di backup) che possono salvare spazio disco
1040 nella copia degli \textit{sparse file}. Una applicazione può così determinare
1041 la presenza di un \textit{hole} usando \const{SEEK\_HOLE} all'inizio del file
1042 e determinare poi l'inizio della successiva sezione di dati usando
1043 \const{SEEK\_DATA}. Per compatibilità con i filesystem che non supportano
1044 questa funzionalità è previsto comunque che in tal caso \const{SEEK\_HOLE}
1045 riporti sempre la fine del file e \const{SEEK\_DATA} il valore
1048 Inoltre la decisione di come riportare (o di non riportare) la presenza di un
1049 buco in un file è lasciata all'implementazione del filesystem, dato che oltre
1050 a quelle classiche appena esposte esistono vari motivi per cui una sezione di
1051 un file può non contenere dati ed essere riportata come tale (ad esempio può
1052 essere stata preallocata con \func{fallocate}, vedi
1053 sez.~\ref{sec:file_fadvise}). Questo significa che l'uso di questi nuovi
1054 valori non garantisce la mappatura della effettiva allocazione dello spazio
1055 disco di un file, per il quale esiste una specifica operazione di controllo
1056 (vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
1058 \index{file!\textit{hole}|)}
1061 \subsection{Le funzioni per la lettura di un file}
1062 \label{sec:file_read}
1064 Una volta che un file è stato aperto (con il permesso in lettura) si possono
1065 leggere i dati che contiene utilizzando la funzione di sistema \funcd{read},
1070 \fdecl{ssize\_t read(int fd, void * buf, size\_t count)}
1071 \fdesc{Legge i dati da un file.}
1074 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1075 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1077 \item[\errcode{EAGAIN}] la funzione non ha nessun dato da restituire e si è
1078 aperto il file con \const{O\_NONBLOCK}.
1079 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1080 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è associato ad un oggetto non leggibile,
1081 o lo si è ottenuto da \func{timerfd\_create} (vedi
1082 sez.~\ref{sec:sig_signalfd_eventfd}) e si è usato un valore sbagliato
1083 per \param{size} o si è usato \const{O\_DIRECT} ed il buffer non è
1085 \item[\errval{EIO}] si è tentata la lettura dal terminale di controllo
1086 essendo in background (vedi sez.~\ref{sec:term_io_design}).
1088 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EFAULT} e \errval{EISDIR}, nel loro
1089 significato generico.}
1092 La funzione tenta di leggere \param{count} byte dal file \param{fd} a partire
1093 dalla posizione corrente, scrivendoli nel buffer \param{buf}. Dopo la lettura
1094 la posizione sul file è spostata automaticamente in avanti del numero di byte
1095 letti. Se \param{count} è zero la funzione restituisce zero senza nessun altro
1096 risultato. Inoltre che non è detto che la funzione \func{read} restituisca il
1097 numero di byte richiesto, ci sono infatti varie ragioni per cui la funzione
1098 può restituire un numero di byte inferiore: questo è un comportamento normale,
1099 e non un errore, che bisogna sempre tenere presente.
1101 La prima e più ovvia di queste ragioni è che si è chiesto di leggere più byte
1102 di quanto il file ne contenga. In questo caso il file viene letto fino alla
1103 sua fine, e la funzione ritorna regolarmente il numero di byte letti
1104 effettivamente. Raggiunta la fine del file, alla ripetizione di un'operazione
1105 di lettura, otterremmo il ritorno immediato di \func{read} con uno zero. La
1106 condizione di raggiungimento della fine del file non è un errore, e viene
1107 segnalata appunto da un valore di ritorno di \func{read} nullo. Ripetere
1108 ulteriormente la lettura non avrebbe nessun effetto se non quello di
1109 continuare a ricevere zero come valore di ritorno.
1111 Con i \textsl{file regolari} questa è l'unica situazione in cui si può avere
1112 un numero di byte letti inferiore a quello richiesto, ma questo non è vero
1113 quando si legge da un terminale, da una \textit{fifo} o da una
1114 \textit{pipe}. In tal caso infatti, se non ci sono dati in ingresso, la
1115 \func{read} si blocca (a meno di non aver selezionato la modalità non
1116 bloccante, vedi sez.~\ref{sec:file_noblocking}) e ritorna solo quando ne
1117 arrivano; se il numero di byte richiesti eccede quelli disponibili la funzione
1118 ritorna comunque, ma con un numero di byte inferiore a quelli richiesti.
1120 Lo stesso comportamento avviene caso di lettura dalla rete (cioè su un socket,
1121 come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_io_behav}), o per la lettura da certi file
1122 di dispositivo, come le unità a nastro, che restituiscono sempre i dati ad un
1123 singolo blocco alla volta, o come le linee seriali, che restituiscono solo i
1124 dati ricevuti fino al momento della lettura, o i terminali, per i quali si
1125 applicano inoltre ulteriori condizioni che approfondiremo in
1126 sez.~\ref{sec:sess_terminal_io}.
1128 Infine anche le due condizioni segnalate dagli errori \errcode{EINTR} ed
1129 \errcode{EAGAIN} non sono propriamente degli errori. La prima si verifica
1130 quando la \func{read} è bloccata in attesa di dati in ingresso e viene
1131 interrotta da un segnale. In tal caso l'azione da intraprendere è quella di
1132 rieseguire la funzione, torneremo in dettaglio sull'argomento in
1133 sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}. La seconda si verifica quando il file è aperto
1134 in modalità non bloccante (con \const{O\_NONBLOCK}) e non ci sono dati in
1135 ingresso: la funzione allora ritorna immediatamente con un errore
1136 \errcode{EAGAIN}\footnote{in BSD si usa per questo errore la costante
1137 \errcode{EWOULDBLOCK}, in Linux, con la \acr{glibc}, questa è sinonima di
1138 \errcode{EAGAIN}, ma se si vuole essere completamente portabili occorre
1139 verificare entrambi i valori, dato che POSIX.1-2001 non richiede che siano
1140 coincidenti.} che indica soltanto che non essendoci al momento dati
1141 disponibili occorre provare a ripetere la lettura in un secondo tempo,
1142 torneremo sull'argomento in sez.~\ref{sec:file_noblocking}.
1144 La funzione \func{read} è una delle \textit{system call} fondamentali,
1145 esistenti fin dagli albori di Unix, ma nella seconda versione delle
1146 \textit{Single Unix Specification}\footnote{questa funzione, e l'analoga
1147 \func{pwrite} sono state aggiunte nel kernel 2.1.60, il supporto nella
1148 \acr{glibc}, compresa l'emulazione per i vecchi kernel che non hanno la
1149 \textit{system call}, è stato aggiunto con la versione 2.1, in versioni
1150 precedenti sia del kernel che delle librerie la funzione non è disponibile.}
1151 (quello che viene chiamato normalmente Unix98, vedi
1152 sez.~\ref{sec:intro_xopen}) è stata introdotta la definizione di un'altra
1153 funzione di sistema, \funcd{pread}, il cui prototipo è:
1157 \fdecl{ssize\_t pread(int fd, void * buf, size\_t count, off\_t offset)}
1158 \fdesc{Legge a partire da una posizione sul file.}
1161 {La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e $-1$ per un
1162 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori già visti per
1163 \func{read} e \func{lseek}.}
1166 La funzione prende esattamente gli stessi argomenti di \func{read} con lo
1167 stesso significato, a cui si aggiunge l'argomento \param{offset} che indica
1168 una posizione sul file. Identico è il comportamento ed il valore di
1169 ritorno. La funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza
1170 modificare la posizione corrente.
1172 L'uso di \func{pread} è equivalente all'esecuzione di una \func{read} seguita
1173 da una \func{lseek} che riporti al valore precedente la posizione corrente sul
1174 file, ma permette di eseguire l'operazione atomicamente. Questo può essere
1175 importante quando la posizione sul file viene condivisa da processi diversi
1176 (vedi sez.~\ref{sec:file_shared_access}). Il valore di \param{offset} fa
1177 sempre riferimento all'inizio del file.
1179 La funzione \func{pread} è disponibile anche in Linux, però diventa
1180 accessibile solo attivando il supporto delle estensioni previste dalle
1181 \textit{Single Unix Specification} con la definizione della macro:
1183 #define _XOPEN_SOURCE 500
1185 e si ricordi di definire questa macro prima dell'inclusione del file di
1186 dichiarazioni \headfile{unistd.h}.
1190 \subsection{Le funzioni per la scrittura di un file}
1191 \label{sec:file_write}
1193 Una volta che un file è stato aperto (con il permesso in scrittura) si può
1194 scrivere su di esso utilizzando la funzione di sistema \funcd{write}, il cui
1199 \fdecl{ssize\_t write(int fd, void * buf, size\_t count)}
1200 \fdesc{Scrive i dati su un file.}
1203 {La funzione ritorna il numero di byte scritti in caso di successo e $-1$ per
1204 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1206 \item[\errcode{EAGAIN}] ci si sarebbe bloccati, ma il file era aperto in
1207 modalità \const{O\_NONBLOCK}.
1208 \item[\errcode{EDESTADDRREQ}] si è eseguita una scrittura su un socket di
1209 tipo \textit{datagram} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}) senza aver prima
1210 connesso il corrispondente con \func{connect} (vedi
1211 sez.~\ref{sec:UDP_sendto_recvfrom}).
1212 \item[\errcode{EFBIG}] si è cercato di scrivere oltre la dimensione massima
1213 consentita dal filesystem o il limite per le dimensioni dei file del
1214 processo o su una posizione oltre il massimo consentito.
1215 \item[\errcode{EINTR}] si è stati interrotti da un segnale prima di aver
1216 potuto scrivere qualsiasi dato.
1217 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è connesso ad un oggetto che non consente
1218 la scrittura o si è usato \const{O\_DIRECT} ed il buffer non è allineato.
1219 % \item[\errcode{EPERM}] la scrittura è proibita da un \textit{file seal}.
1220 \item[\errcode{EPIPE}] \param{fd} è connesso ad una \textit{pipe} il cui
1221 altro capo è chiuso in lettura; in questo caso viene anche generato il
1222 segnale \signal{SIGPIPE}, se questo viene gestito (o bloccato o ignorato)
1223 la funzione ritorna questo errore.
1225 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
1226 \errval{EISDIR}, \errval{ENOSPC} nel loro significato generico.}
1230 \itindbeg{append~mode}
1232 Come nel caso di \func{read} la funzione tenta di scrivere \param{count} byte
1233 a partire dalla posizione corrente nel file e sposta automaticamente la
1234 posizione in avanti del numero di byte scritti. Se il file è aperto in
1235 modalità \textit{append} con \const{O\_APPEND} i dati vengono sempre scritti
1236 alla fine del file. Lo standard POSIX richiede che i dati scritti siano
1237 immediatamente disponibili ad una \func{read} chiamata dopo che la
1238 \func{write} che li ha scritti è ritornata; ma dati i meccanismi di caching
1239 non è detto che tutti i filesystem supportino questa capacità.
1241 \itindend{append~mode}
1243 Se \param{count} è zero la funzione restituisce zero senza fare nient'altro.
1244 Per i file ordinari il numero di byte scritti è sempre uguale a quello
1245 indicato da \param{count}, a meno di un errore. Negli altri casi si ha lo
1246 stesso comportamento di \func{read}.
1248 Anche per \func{write} lo standard Unix98 definisce un'analoga \funcd{pwrite}
1249 per scrivere alla posizione indicata senza modificare la posizione corrente
1250 nel file, il suo prototipo è:
1254 \fdecl{ssize\_t pwrite(int fd, void * buf, size\_t count, off\_t offset)}
1255 \fdesc{Scrive a partire da una posizione sul file.}
1258 {La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e $-1$ per un
1259 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori già visti per
1260 \func{write} e \func{lseek}.}
1263 \noindent e per essa valgono le stesse considerazioni fatte per \func{pread}.
1266 \section{Caratteristiche avanzate}
1267 \label{sec:file_adv_func}
1269 In questa sezione approfondiremo alcune delle caratteristiche più sottili
1270 della gestione file in un sistema unix-like, esaminando in dettaglio il
1271 comportamento delle funzioni base, inoltre tratteremo le funzioni che
1272 permettono di eseguire alcune operazioni avanzate con i file (il grosso
1273 dell'argomento sarà comunque affrontato in cap.~\ref{cha:file_advanced}).
1276 \subsection{La gestione dell'accesso concorrente ai files}
1277 \label{sec:file_shared_access}
1279 In sez.~\ref{sec:file_fd} abbiamo descritto brevemente l'architettura
1280 dell'interfaccia con i file da parte di un processo, mostrando in
1281 fig.~\ref{fig:file_proc_file} le principali strutture usate dal kernel;
1282 esamineremo ora in dettaglio le conseguenze che questa architettura ha nei
1283 confronti dell'accesso concorrente allo stesso file da parte di processi
1286 \begin{figure}[!htb]
1288 \includegraphics[width=12cm]{img/filemultacc}
1289 \caption{Schema dell'accesso allo stesso file da parte di due processi
1291 \label{fig:file_mult_acc}
1294 Il primo caso è quello in cui due processi diversi aprono lo stesso file su
1295 disco; sulla base di quanto visto in sez.~\ref{sec:file_fd} avremo una
1296 situazione come quella illustrata in fig.~\ref{fig:file_mult_acc}: ciascun
1297 processo avrà una sua voce nella \textit{file table} referenziata da un
1298 diverso file descriptor nella sua \kstruct{file\_struct}. Entrambe le voci
1299 nella \textit{file table} faranno però riferimento allo stesso \textit{inode}
1302 Questo significa che ciascun processo avrà la sua posizione corrente sul file,
1303 la sua modalità di accesso e versioni proprie di tutte le proprietà che
1304 vengono mantenute nella sua voce della \textit{file table}. Questo ha
1305 conseguenze specifiche sugli effetti della possibile azione simultanea sullo
1306 stesso file, in particolare occorre tenere presente che:
1308 \item ciascun processo può scrivere indipendentemente, dopo ciascuna
1309 \func{write} la posizione corrente sarà cambiata solo nel processo
1310 scrivente. Se la scrittura eccede la dimensione corrente del file questo
1311 verrà esteso automaticamente con l'aggiornamento del campo \var{i\_size}
1312 della struttura \kstruct{inode}.
1313 \item se un file è in modalità \const{O\_APPEND} tutte le volte che viene
1314 effettuata una scrittura la posizione corrente viene prima impostata alla
1315 dimensione corrente del file letta dalla struttura \kstruct{inode}. Dopo la
1316 scrittura il file viene automaticamente esteso.
1317 \item l'effetto di \func{lseek} è solo quello di cambiare il campo
1318 \var{f\_pos} nella struttura \kstruct{file} della \textit{file table}, non
1319 c'è nessuna operazione sul file su disco. Quando la si usa per porsi alla
1320 fine del file la posizione viene impostata leggendo la dimensione corrente
1321 dalla struttura \kstruct{inode}.
1324 \begin{figure}[!htb]
1326 \includegraphics[width=12cm]{img/fileshar}
1327 \caption{Schema dell'accesso ai file da parte di un processo figlio}
1328 \label{fig:file_acc_child}
1331 Il secondo caso è quello in cui due file descriptor di due processi diversi
1332 puntino alla stessa voce nella \textit{file table}. Questo è ad esempio il
1333 caso dei file aperti che vengono ereditati dal processo figlio all'esecuzione
1334 di una \func{fork} (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}). La
1335 situazione è illustrata in fig.~\ref{fig:file_acc_child}; dato che il processo
1336 figlio riceve una copia dello spazio di indirizzi del padre, riceverà anche
1337 una copia di \kstruct{file\_struct} e della relativa tabella dei file aperti.
1339 Questo significa che il figlio avrà gli stessi file aperti del padre in
1340 quanto la sua \kstruct{file\_struct}, pur essendo allocata in maniera
1341 indipendente, contiene gli stessi valori di quella del padre e quindi i suoi
1342 file descriptor faranno riferimento alla stessa voce nella \textit{file
1343 table}, condividendo così la posizione corrente sul file. Questo ha le
1344 conseguenze descritte a suo tempo in sez.~\ref{sec:proc_fork}: in caso di
1345 scrittura o lettura da parte di uno dei due processi, la posizione corrente
1346 nel file varierà per entrambi, in quanto verrà modificato il campo
1347 \var{f\_pos} della struttura \kstruct{file}, che è la stessa per
1348 entrambi. Questo consente una sorta di ``\textsl{sincronizzazione}''
1349 automatica della posizione sul file fra padre e figlio che occorre tenere
1352 Si noti inoltre che in questo caso anche i flag di stato del file, essendo
1353 mantenuti nella struttura \kstruct{file} della \textit{file table}, vengono
1354 condivisi, per cui una modifica degli stessi con \func{fcntl} (vedi
1355 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}) si applicherebbe a tutti processi che
1356 condividono la voce nella \textit{file table}. Ai file però sono associati
1357 anche altri flag, dei quali l'unico usato al momento è \constd{FD\_CLOEXEC},
1358 detti \itindex{file~descriptor~flags} \textit{file descriptor flags}; questi
1359 invece sono mantenuti in \kstruct{file\_struct}, e perciò sono locali per
1360 ciascun processo e non vengono modificati dalle azioni degli altri anche in
1361 caso di condivisione della stessa voce della \textit{file table}.
1363 Si tenga presente dunque che in un sistema unix-like è sempre possibile per
1364 più processi accedere in contemporanea allo stesso file e che non esistono, a
1365 differenza di altri sistemi operativi, dei meccanismi di blocco o di
1366 restrizione dell'accesso impliciti se più processi vogliono accedere allo
1367 stesso file. Questo significa che le operazioni di lettura e scrittura vengono
1368 sempre fatte da ogni processo in maniera autonoma, utilizzando una posizione
1369 corrente nel file che normalmente (a meno di non trovarsi nella situazione di
1370 fig.~\ref{fig:file_acc_child}) è locale a ciascuno di essi.
1372 Dal punto di vista della lettura dei dati questo comporta la possibilità di
1373 poter leggere dati non coerenti in caso di scrittura contemporanea da parte di
1374 un altro processo. Dal punto di vista della scrittura invece si potranno avere
1375 sovrapposizioni imprevedibili quando due processi scrivono nella stessa
1376 sezione di file, dato che ciascuno lo farà in maniera indipendente. Il
1377 sistema però fornisce in alcuni casi la possibilità di eseguire alcune
1378 operazioni di scrittura in maniera coordinata anche senza utilizzare dei
1379 meccanismi di sincronizzazione espliciti come il \textit{file locking}, che
1380 esamineremo in sez.~\ref{sec:file_locking}.
1382 Un caso tipico di necessità di accesso condiviso in scrittura è quello in cui
1383 vari processi devono scrivere alla fine di un file (ad esempio un file di
1384 log). Come accennato in sez.~\ref{sec:file_lseek} impostare la posizione alla
1385 fine del file e poi scrivere può condurre ad una \textit{race condition};
1386 infatti può succedere che un secondo processo scriva alla fine del file fra la
1387 \func{lseek} e la \func{write}. In questo caso, come abbiamo appena visto, il
1388 file sarà esteso, ma il primo processo, avrà una posizione corrente che aveva
1389 impostato con la \func{lseek} che non corrisponde più alla fine del file, e la
1390 sua successiva \func{write} sovrascriverà i dati del secondo processo.
1392 Il problema deriva dal fatto che usare due \textit{system call} in successione
1393 non è mai un'operazione atomica dato che il kernel può interrompere
1394 l'esecuzione del processo fra le due. Nel caso specifico il problema è stato
1395 risolto introducendo la modalità di scrittura in \textit{append}, attivabile
1396 con il flag \const{O\_APPEND}. In questo caso infatti, come abbiamo illustrato
1397 in sez.~\ref{sec:file_open_close}, è il kernel che aggiorna automaticamente la
1398 posizione alla fine del file prima di effettuare la scrittura, e poi estende
1399 il file. Tutto questo avviene all'interno di una singola \textit{system
1400 call}, la \func{write}, che non essendo interrompibile da un altro processo
1401 realizza un'operazione atomica.
1404 \subsection{La duplicazione dei file descriptor}
1405 \label{sec:file_dup}
1407 Abbiamo già visto in sez.~\ref{sec:file_shared_access} come un processo figlio
1408 condivida gli stessi file descriptor del padre; è possibile però ottenere un
1409 comportamento analogo all'interno di uno stesso processo \textit{duplicando}
1410 un file descriptor. Per far questo si usa la funzione di sistema \funcd{dup},
1415 \fdecl{int dup(int oldfd)}
1416 \fdesc{Crea un file descriptor duplicato.}
1419 {La funzione ritorna il nuovo file descriptor in caso di successo e $-1$ per
1420 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1422 \item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto.
1423 \item[\errcode{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
1429 La funzione ritorna, come \func{open}, il primo file descriptor libero. Il
1430 file descriptor è una copia esatta del precedente ed entrambi possono essere
1431 interscambiati nell'uso. Per capire meglio il funzionamento della funzione si
1432 può fare riferimento a fig.~\ref{fig:file_dup}. L'effetto della funzione è
1433 semplicemente quello di copiare il valore di un certo file descriptor in
1434 un altro all'interno della struttura \kstruct{file\_struct}, cosicché anche
1435 questo faccia riferimento alla stessa voce nella \textit{file table}. Per
1436 questo motivo si dice che il nuovo file descriptor è ``\textsl{duplicato}'',
1437 da cui il nome della funzione.
1439 \begin{figure}[!htb]
1440 \centering \includegraphics[width=12cm]{img/filedup}
1441 \caption{Schema dell'accesso ai file duplicati}
1442 \label{fig:file_dup}
1445 Si noti che per quanto illustrato in fig.~\ref{fig:file_dup} i file descriptor
1446 duplicati condivideranno eventuali lock (vedi sez.~\ref{sec:file_locking}), i
1447 flag di stato, e la posizione corrente sul file. Se ad esempio si esegue una
1448 \func{lseek} per modificare la posizione su uno dei due file descriptor, essa
1449 risulterà modificata anche sull'altro, dato che quello che viene modificato è
1450 lo stesso campo nella voce della \textit{file table} a cui entrambi fanno
1453 L'unica differenza fra due file descriptor duplicati è che ciascuno avrà un
1454 suo \textit{file descriptor flag} indipendente. A questo proposito deve essere
1455 tenuto presente che nel caso in cui si usi \func{dup} per duplicare un file
1456 descriptor, se questo ha il flag di \textit{close-on-exec} attivo (vedi
1457 sez.~\ref{sec:proc_exec} e sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}), questo verrà
1458 cancellato nel file descriptor restituito come copia.
1460 L'uso principale di questa funzione è nella shell per la redirezione dei file
1461 standard di tab.~\ref{tab:file_std_files} fra l'esecuzione di una \func{fork}
1462 e la successiva \func{exec}. Diventa così possibile associare un file (o una
1463 \textit{pipe}) allo \textit{standard input} o allo \textit{standard output}
1464 (vedremo un esempio in sez.~\ref{sec:ipc_pipe_use}, quando tratteremo le
1467 Ci si può chiedere perché non sia in questo caso sufficiente chiudere il file
1468 standard che si vuole redirigere e poi aprire direttamente con \func{open} il
1469 file vi si vuole far corrispondere, invece di duplicare un file descriptor che
1470 si è già aperto. La risposta sta nel fatto che il file che si vuole redirigere
1471 non è detto sia un file regolare, ma potrebbe essere, come accennato, anche
1472 una \textit{fifo} o un socket, oppure potrebbe essere un file associato ad un file
1473 descriptor che si è ereditato già aperto (ad esempio attraverso un'altra
1474 \func{exec}) da un processo antenato del padre, del quale non si conosce il
1475 nome. Operando direttamente con i file descriptor \func{dup} consente di
1476 ignorare le origini del file descriptor che si duplica e funziona in maniera
1477 generica indipendentemente dall'oggetto a cui questo fa riferimento.
1479 Per ottenere la redirezione occorre pertanto disporre del file descriptor
1480 associato al file che si vuole usare e chiudere il file descriptor che si
1481 vuole sostituire, cosicché esso possa esser restituito alla successiva
1482 chiamata di \func{dup} come primo file descriptor disponibile. Dato che
1483 questa è l'operazione più comune, è prevista un'altra funzione di sistema,
1484 \funcd{dup2}, che permette di specificare esplicitamente qual è il numero di
1485 file descriptor che si vuole ottenere come duplicato; il suo prototipo è:
1489 \fdecl{int dup2(int oldfd, int newfd)}
1490 \fdesc{Duplica un file descriptor su un altro.}
1493 {La funzione ritorna il nuovo file descriptor in caso di successo e $-1$ per
1494 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1496 \item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto o \param{newfd} ha
1497 un valore fuori dall'intervallo consentito per i file descriptor.
1498 \item[\errcode{EBUSY}] si è rilevata la possibilità di una \textit{race
1500 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1501 \item[\errcode{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
1507 La funzione duplica il file descriptor \param{oldfd} su un altro file
1508 descriptor di valore \param{newfd}. Qualora il file descriptor \param{newfd}
1509 sia già aperto, come avviene ad esempio nel caso della duplicazione di uno dei
1510 file standard di tab.~\ref{tab:file_std_files}, esso sarà prima chiuso e poi
1511 duplicato. Se \param{newfd} è uguale a \param{oldfd} la funzione non fa nulla
1512 e si limita a restituire \param{newfd}.
1514 L'uso di \func{dup2} ha vari vantaggi rispetto alla combinazione di
1515 \func{close} e \func{dup}; anzitutto se \param{oldfd} è uguale \param{newfd}
1516 questo verrebbe chiuso e \func{dup} fallirebbe, ma soprattutto l'operazione è
1517 atomica e consente di evitare una \textit{race condition} in cui dopo la
1518 chiusura del file si potrebbe avere la ricezione di un segnale il cui gestore
1519 (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal_handler}) potrebbe a sua volta aprire un file,
1520 per cui alla fine \func{dup} restituirebbe un file descriptor diverso da
1523 Con Linux inoltre la funzione prevede la possibilità di restituire l'errore
1524 \errcode{EBUSY}, che non è previsto dallo standard, quando viene rilevata la
1525 possibilità di una \textit{race condition} interna in cui si cerca di
1526 duplicare un file descriptor che è stato allocato ma per il quale non sono
1527 state completate le operazioni di apertura.\footnote{la condizione è
1528 abbastanza peculiare e non attinente al tipo di utilizzo indicato, quanto
1529 piuttosto ad un eventuale tentativo di duplicare file descriptor non ancora
1530 aperti, la condizione di errore non è prevista dallo standard, ma in
1531 condizioni simili FreeBSD risponde con un errore di \errval{EBADF}, mentre
1532 OpenBSD elimina la possibilità di una \textit{race condition} al costo di
1533 una perdita di prestazioni.} In tal caso occorre ritentare l'operazione.
1535 La duplicazione dei file descriptor può essere effettuata anche usando la
1536 funzione di controllo dei file \func{fcntl} (che esamineremo in
1537 sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}) con il parametro \const{F\_DUPFD}.
1538 L'operazione ha la sintassi \code{fcntl(oldfd, F\_DUPFD, newfd)} e se si usa 0
1539 come valore per \param{newfd} diventa equivalente a \func{dup}. La sola
1540 differenza fra le due funzioni (a parte la sintassi ed i diversi codici di
1541 errore) è che \func{dup2} chiude il file descriptor \param{newfd} se questo è
1542 già aperto, garantendo che la duplicazione sia effettuata esattamente su di
1543 esso, invece \func{fcntl} restituisce il primo file descriptor libero di
1544 valore uguale o maggiore di \param{newfd}, per cui se \param{newfd} è aperto
1545 la duplicazione avverrà su un altro file descriptor.
1547 Su Linux inoltre è presente una terza funzione di sistema non
1548 standard,\footnote{la funzione è stata introdotta con il kernel 2.6.27 e resa
1549 disponibile con la \acr{glibc} 2.9.} \funcd{dup3}, che consente di duplicare
1550 un file descriptor reimpostandone i flag, per usarla occorre definire la macro
1551 \macro{\_GNU\_SOURCE} ed il suo prototipo è:
1555 \fdecl{int dup3(int oldfd, int newfd, int flags)}
1556 \fdesc{Duplica un file descriptor su un altro.}
1559 {La funzione ritorna il nuovo file descriptor in caso di successo e $-1$ per
1560 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
1561 \func{dup2} più \errcode{EINVAL} qualora \param{flags} contenga un valore
1562 non valido o \param{newfd} sia uguale a \param{oldfd}.
1566 La funzione è identica a \func{dup2} ma prevede la possibilità di mantenere il
1567 flag di \textit{close-on-exec} sul nuovo file descriptor specificando
1568 \const{O\_CLOEXEC} in \param{flags} (che è l'unico flag usabile in questo
1569 caso). Inoltre rileva esplicitamente la possibile coincidenza
1570 fra \param{newfd} e \param{oldfd}, fallendo con un errore di \errval{EINVAL}.
1573 \subsection{Le funzioni di sincronizzazione dei dati}
1574 \label{sec:file_sync}
1576 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_open_close} tutte le operazioni di
1577 scrittura sono in genere bufferizzate dal kernel, che provvede ad effettuarle
1578 in maniera asincrona, ad esempio accorpando gli accessi alla stessa zona del
1579 disco, in un secondo tempo rispetto al momento della esecuzione della
1582 Per questo motivo quando è necessaria una sincronizzazione dei dati il sistema
1583 mette a disposizione delle funzioni che provvedono a forzare lo scarico dei
1584 dati dai buffer del kernel. La prima di queste funzioni di sistema è
1585 \funcd{sync}, il cui prototipo è:\footnote{questo è il prototipo usato a
1586 partire dalla \acr{glibc} 2.2.2 seguendo gli standard, in precedenza la
1587 funzione era definita come \code{int sync(void)} e ritornava sempre $0$.}
1591 \fdecl{void sync(void)}
1592 \fdesc{Sincronizza il buffer della cache dei file col disco.}
1595 {La funzione non ritorna nulla e non prevede condizioni di errore.}
1598 I vari standard prevedono che la funzione si limiti a far partire le
1599 operazioni, ritornando immediatamente, con Linux fin dal kernel 1.3.20 invece
1600 la funzione aspetta la conclusione delle operazioni di sincronizzazione. Si
1601 tenga presente comunque che questo non dà la garanzia assoluta che i dati
1602 siano integri dopo la chiamata, l'hardware dei dischi è in genere dotato di un
1603 suo meccanismo interno di bufferizzazione che può ritardare ulteriormente la
1604 scrittura effettiva.
1606 La funzione viene usata dal comando \cmd{sync} quando si vuole forzare
1607 esplicitamente lo scarico dei dati su disco, un tempo era invocata da un
1608 apposito demone di sistema (in genere chiamato \cmd{update}) che eseguiva lo
1609 scarico dei dati ad intervalli di tempo fissi. Con le nuove versioni del
1610 kernel queste operazioni vengono gestite direttamente dal sistema della
1611 memoria virtuale, attraverso opportuni \textit{task} interni al kernel il cui
1612 comportamento può essere controllato attraverso il file
1613 \sysctlfiled{vm/bdflush}.\footnote{per il significato dei valori che si possono
1614 scrivere in questo file si consulti la documentazione allegata ai sorgenti
1615 del kernel nel file \file{Documentation/sysctl/vm.txt}, trattandosi di
1616 argomenti di natura sistemistica non li prenderemo in esame.} Si tenga
1617 presente che la funzione di sistema \funcm{bdflush}, che un tempo veniva usata
1618 per queste impostazioni, è deprecata e causa semplicemente la stampa di un
1619 messaggio nei log del kernel, pertanto non la prenderemo in esame.
1621 Quando si vogliano scaricare i dati di un singolo file, ad esempio essere
1622 sicuri che i dati di un database siano stati registrati su disco, si possono
1623 usare le due funzioni di sistema \funcd{fsync} e \funcd{fdatasync}, i cui
1628 \fdecl{int fsync(int fd)}
1629 \fdesc{Sincronizza dati e metadati di un file.}
1630 \fdecl{int fdatasync(int fd)}
1631 \fdesc{Sincronizza i dati di un file.}
1634 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1635 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1637 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un file speciale che non supporta la
1640 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EIO} e \errval{EROFS} nel loro
1641 significato generico.}
1644 Entrambe le funzioni forzano la sincronizzazione col disco di tutti i dati del
1645 file specificato, ed attendono fino alla conclusione delle operazioni. La
1646 prima, \func{fsync} forza anche la sincronizzazione dei meta-dati del file,
1647 che riguardano sia le modifiche alle tabelle di allocazione dei settori, che
1648 gli altri dati contenuti nell'\textit{inode} che si leggono con \func{fstat},
1649 come i tempi del file. Se lo scopo dell'operazione, come avviene spesso per i
1650 database, è assicurarsi che i dati raggiungano il disco e siano rileggibili
1651 immediatamente in maniera corretta, è sufficiente l'uso di \func{fdatasync}
1652 che non comporta anche l'esecuzione di operazioni non necessarie all'integrità
1653 dei dati, come l'aggiornamento dei tempi di ultima modifica ed ultimo accesso.
1655 Si tenga presente che l'uso di queste funzioni non comporta la
1656 sincronizzazione della directory che contiene il file e la scrittura della
1657 relativa voce su disco, che se necessaria deve essere effettuata
1658 esplicitamente con \func{fsync} sul file descriptor della
1659 directory.\footnote{in realtà per il filesystem \acr{ext2}, quando lo si monta
1660 con l'opzione \cmd{sync}, il kernel provvede anche alla sincronizzazione
1661 automatica delle voci delle directory.}
1663 L'uso di \func{sync} presenta in certi casi, quando ci sono più filesystem
1664 montati, problemi di prestazioni dovute al fatto che la funzione provoca la
1665 sincronizzazione dei dati su tutti quanti i filesystem, anche quando
1666 interesserebbe che questo avvenga soltanto su quello dei file su cui si sta
1667 lavorando, se i dati in attesa sono molti questo può causare seri problemi di
1670 Per questo motivo è stata introdotta una nuova funzione di sistema,
1671 \funcd{syncfs},\footnote{la funzione è stata introdotta a partire dal kernel
1672 2.6.39 ed è accessibile solo se è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}, è
1673 specifica di Linux e non prevista da nessuno standard.} che effettua lo
1674 scarico dei dati soltanto per il filesystem su cui si sta operando, il suo
1679 \fdecl{int syncfs(int fd)}
1680 \fdesc{Sincronizza il buffer della cache dei file del singolo filesystem col
1684 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1685 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1687 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un descrittore valido.
1692 La funzione richiede che si specifichi nell'argomento \param{fd} un file
1693 descriptor su cui si sta operando, e lo scarico dei dati sarà limitato al
1694 filesystem su cui il file ad esso corrispondente si trova.
1697 \subsection{Le \textit{at-functions}: \func{openat} e affini}
1698 \label{sec:file_openat}
1700 \itindbeg{at-functions}
1702 Un problema generale che si pone con l'uso della funzione \func{open}, così
1703 come per le altre funzioni che prendono come argomenti dei \textit{pathname}
1704 relativi, è la possibilità, quando un \textit{pathname} relativo non fa
1705 riferimento ad un file posto direttamente nella directory di lavoro corrente,
1706 che alcuni dei componenti del \textit{pathname} vengano modificati in
1707 parallelo alla chiamata a \func{open}, cosa che lascia aperta la possibilità
1708 di una \textit{race condition} in cui c'è spazio per un \textit{symlink
1709 attack} (si ricordi quanto visto per \func{access} in
1710 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1712 Inoltre come già accennato, la directory di lavoro corrente è una proprietà
1713 del singolo processo; questo significa che quando si lavora con i
1714 \textit{thread} essa sarà la stessa per tutti, ma esistono molti casi in cui
1715 sarebbe invece utile che ogni singolo \textit{thread} avesse la sua directory
1718 Per risolvere questi problemi, riprendendo una interfaccia già presente in
1719 Solaris, a fianco delle normali funzioni che operano sui file (come
1720 \func{open}, \func{mkdir}, ecc.) sono state introdotte delle ulteriori
1721 funzioni, dette anche ``\textit{at-functions}'' in quanto contraddistinte dal
1722 suffisso \texttt{at}, che permettono l'apertura di un file (o le rispettive
1723 altre operazioni) usando un \textit{pathname} relativo ad una directory
1724 specificata.\footnote{l'introduzione è avvenuta su proposta dello sviluppatore
1725 principale della \acr{glibc} Urlich Drepper e le corrispondenti
1726 \textit{system call} sono state inserite nel kernel a partire dalla versione
1727 2.6.16, in precedenza era disponibile una emulazione che, sia pure con
1728 prestazioni inferiori, funzionava facendo ricorso all'uso del filesystem
1729 \textit{proc} con l'apertura del file attraverso il riferimento a
1730 \textit{pathname} del tipo di \texttt{/proc/self/fd/dirfd/relative\_path}.}
1731 Benché queste funzioni non siano presenti negli standard tradizionali esse
1732 sono state adottate da altri sistemi unix-like come Solaris, i vari BSD, fino
1733 ad essere incluse in una recente revisione (la POSIX.1-2008) dello standard
1734 POSIX.1. Con la \acr{glibc} per l'accesso a queste funzioni è necessario
1735 definire la macro \macro{\_ATFILE\_SOURCE}.
1737 L'uso di queste funzioni prevede una apertura iniziale della directory che
1738 sarà la base della risoluzione dei \textit{pathname} relativi che verranno
1739 usati in seguito, dopo di che si dovrà passare il relativo file descriptor
1740 alle varie funzioni che useranno quella directory come punto di partenza per
1741 la risoluzione. In questo modo, anche quando si lavora con i \textit{thread},
1742 si può mantenere una directory di lavoro diversa per ciascuno di essi.
1744 Questo metodo, oltre a risolvere i problemi di \textit{race condition},
1745 consente anche di ottenere aumenti di prestazioni significativi quando si
1746 devono eseguire molte operazioni su sezioni dell'albero dei file che prevedono
1747 delle gerarchie di sottodirectory molto profonde. Infatti in questo caso basta
1748 eseguire la risoluzione del \textit{pathname} della directory di partenza una
1749 sola volta (nell'apertura iniziale) e non tutte le volte che si deve accedere
1750 a ciascun file che essa contiene.
1752 La sintassi generale di queste nuove funzioni è che esse prevedono come primo
1753 argomento il file descriptor della directory da usare come base per la
1754 risoluzione dei nomi, mentre gli argomenti successivi restano identici a
1755 quelli della corrispondente funzione ordinaria. Se ad esempio prendiamo in
1756 esame la nuova funzione di sistema \funcd{openat}, avremo il prototipo:
1760 \fdecl{int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags)}
1761 \fdecl{int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode\_t mode)}
1762 \fdesc{Apre un file a partire da una directory di lavoro.}
1765 {La funzione ritorna gli stessi valori e gli stessi codici di errore di
1766 \func{open}, ed in più:
1768 \item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
1769 \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \textit{pathname} relativo,
1770 ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
1775 Il comportamento delle nuove funzioni è del tutto analogo a quello delle
1776 corrispettive classiche, con la sola eccezione del fatto che se fra i loro
1777 argomenti si utilizza un \textit{pathname} relativo questo sarà risolto
1778 rispetto alla directory indicata da \param{dirfd}. Qualora invece si usi un
1779 \textit{pathname} assoluto \param{dirfd} verrà semplicemente ignorato. Infine
1780 se per \param{dirfd} si usa il valore speciale \constd{AT\_FDCWD}, la
1781 risoluzione sarà effettuata rispetto alla directory di lavoro corrente del
1782 processo. Si tenga presente però che questa, come le altre costanti
1783 \texttt{AT\_*}, è definita in \headfile{fcntl.h}, pertanto se la si vuole
1784 usare occorrerà includere comunque questo file, anche per le funzioni che non
1785 sono definite in esso.
1787 Così come il comportamento, anche i valori di ritorno e le condizioni di
1788 errore delle nuove funzioni sono gli stessi delle funzioni classiche, agli
1789 errori si aggiungono però quelli dovuti a valori errati per \param{dirfd}; in
1790 particolare si avrà un errore di \errcode{EBADF} se esso non è un file
1791 descriptor valido, ed un errore di \errcode{ENOTDIR} se esso non fa
1792 riferimento ad una directory, tranne il caso in cui si sia specificato un
1793 \textit{pathname} assoluto, nel qual caso, come detto, il valore
1794 di \param{dirfd} sarà completamente ignorato.
1799 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1801 \textbf{Funzione} &\textbf{Flags} &\textbf{Corrispondente} \\
1804 \func{faccessat} &$\bullet$&\func{access} \\
1805 \funcm{fchmodat} &$\bullet$&\func{chmod} \\
1806 \func{fchownat} &$\bullet$&\func{chown},\func{lchown}\\
1807 \funcm{fstatat} &$\bullet$&\func{stat},\func{lstat} \\
1808 \func{utimensat} &$\bullet$&\func{utimes},\func{lutimes}\\
1809 \func{linkat} &$\bullet$\footnotemark&\func{link} \\
1810 \funcm{mkdirat} & -- &\func{mkdir} \\
1811 \funcm{mknodat} & -- &\func{mknod} \\
1812 \func{openat} & -- &\func{open} \\
1813 \funcm{readlinkat}& -- &\func{readlink}\\
1814 \funcm{renameat} & -- &\func{rename} \\
1815 \funcm{symlinkat}& -- &\func{symlink} \\
1816 \func{unlinkat} &$\bullet$&\func{unlink},\func{rmdir} \\
1817 \funcm{mkfifoat} & -- &\func{mkfifo} \\
1820 \caption{Corrispondenze fra le nuove funzioni ``\textit{at}'' e le
1821 corrispettive funzioni classiche.}
1822 \label{tab:file_atfunc_corr}
1825 \footnotetext{in questo caso l'argomento \param{flags} è disponibile ed
1826 utilizzabile solo a partire dal kernel 2.6.18.}
1828 In tab.~\ref{tab:file_atfunc_corr} si sono riportate le funzioni introdotte
1829 con questa nuova interfaccia, con a fianco la corrispondente funzione
1830 classica. La gran parte di queste seguono la convenzione appena vista per
1831 \func{openat}, in cui agli argomenti della corrispondente funzione classica
1832 viene anteposto l'argomento \param{dirfd}, ed hanno per il resto un
1833 comportamento identico e non staremo pertanto a trattarle una per una. Per una
1834 parte di queste, indicate dal contenuto della omonima colonna di
1835 tab.~\ref{tab:file_atfunc_corr}, oltre al nuovo argomento iniziale, è prevista
1836 anche l'aggiunta di un ulteriore argomento finale, \param{flags}.
1841 % TODO trattare fstatat e con essa
1842 % TODO trattare anche statx, aggiunta con il kernel 4.11 (vedi
1843 % https://lwn.net/Articles/707602/ e
1844 % https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=a528d35e8bfcc521d7cb70aaf03e1bd296c8493f)
1846 % TODO manca prototipo di linkat, verificare se metterlo o metter menzione
1847 % altre modifiche al riguardo nel 3.11 (AT_EMPTY_PATH?) vedi
1848 % http://lwn.net/Articles/562488/
1850 % TODO: Trattare esempio di inzializzazione di file e successivo collegamento
1851 % con l'uso di O_TMPFILE e linkat, vedi man open
1854 % TODO manca prototipo di utimensat, verificare se metterlo o metter menzione
1855 % TODO manca prototipo di renameat2, introdotta nel 3.15, vedi
1856 % http://lwn.net/Articles/569134/
1857 % TODO manca prototipo di execveat, introdotta nel 3.19, vedi
1858 % https://lwn.net/Articles/626150/ cerca anche fexecve
1861 Per tutte le funzioni che lo prevedono, a parte \func{unlinkat} e
1862 \funcd{faccessat}, l'ulteriore argomento è stato introdotto solo per fornire
1863 un meccanismo con cui modificarne il comportamento nel caso si stia operando
1864 su un collegamento simbolico, così da poter scegliere se far agire la funzione
1865 direttamente sullo stesso o sul file da esso referenziato. Dato che in certi
1866 casi esso può fornire ulteriori indicazioni per modificare il comportamento
1867 delle funzioni, \param{flags} deve comunque essere passato come maschera
1868 binaria, ed impostato usando i valori delle appropriate costanti
1869 \texttt{AT\_*}, definite in \headfile{fcntl.h}.
1871 Come esempio di questo secondo tipo di funzioni possiamo considerare
1872 \funcd{fchownat}, che può essere usata per sostituire sia \func{chown}
1873 che \func{lchown}; il suo prototipo è:
1878 \fdecl{int fchownat(int dirfd, const char *pathname, uid\_t owner, gid\_t
1880 \fdesc{Modifica il proprietario di un file.}
1883 {La funzione ritorna gli stessi valori e gli stessi codici di errore di
1884 \func{chown}, ed in più:
1886 \item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
1887 \item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
1888 \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \textit{pathname} relativo,
1889 ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
1894 In questo caso il valore di \param{flags} stabilisce il comportamento della
1895 funzione quando la si applica ad un collegamento simbolico, e l'unico valore
1896 utilizzabile è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}, che se impostato indica alla
1897 funzione di non eseguire la dereferenziazione di un eventuale collegamento
1898 simbolico, facendo comportare \func{fchownat} come \func{lchown} invece che
1901 Come accennato fra tutte quelle marcate in tab.~\ref{tab:file_atfunc_corr}
1902 solo due funzioni possono usare l'argomento \param{flags} per indicare altro
1903 rispetto alla possibilità di seguire o meno un collegamento simbolico, la
1904 prima di queste è \funcd{faccessat}, ed il suo prototipo è:
1908 \fdecl{int faccessat(int dirfd, const char *path, int mode, int flags)}
1909 \fdesc{Controlla i permessi di accesso.}
1912 {La funzione ritorna gli stessi valori e gli stessi codici di errore di
1913 \func{access}, ed in più:
1915 \item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
1916 \item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
1917 \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \textit{pathname} relativo,
1918 ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
1923 La funzione esegue il controllo di accesso ad un file, ma
1924 l'argomento \param{flags} consente di modificarne il comportamento rispetto a
1925 quello ordinario di \func{access}. In questo caso esso può essere specificato
1926 come maschera binaria di due valori: il solito \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW},
1927 con il significato già spiegato, e \const{AT\_EACCES} per indicare alla
1928 funzione di eseguire il controllo dei permessi usando l'\ids{UID} effettivo
1929 invece di quello reale (il comportamento di default, che riprende quello di
1933 La seconda eccezione è \funcd{unlinkat}, in questo caso
1934 l'argomento \param{flags} viene utilizzato perché tramite esso si può indicare
1935 alla funzione di comportarsi sia come analogo di \func{unlink} che di
1936 \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1940 \fdecl{int unlinkat(int dirfd, const char *pathname, int flags)}
1941 \fdesc{Rimuove una voce da una directory.}
1944 {La funzione ritorna gli stessi valori e gli stessi codici di errore di
1945 \func{unlink} o di \func{rmdir} a seconda del valore di \param{flags}, ed in
1948 \item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
1949 \item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
1950 \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \textit{pathname} relativo,
1951 ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
1956 Di default il comportamento di \func{unlinkat} è equivalente a quello che
1957 avrebbe \func{unlink} applicata a \param{pathname}, fallendo in tutti i casi
1958 in cui questo è una directory, se però si imposta \param{flags} al valore di
1959 \const{AT\_REMOVEDIR}, essa si comporterà come \func{rmdir}, in tal
1960 caso \param{pathname} deve essere una directory, che sarà rimossa qualora
1961 risulti vuota. Non essendo in questo caso prevista la possibilità di usare
1962 altri valori (la funzione non segue comunque i collegamenti simbolici) anche
1963 se \param{flags} è una maschera binaria, essendo \const{AT\_REMOVEDIR} l'unico
1964 flag disponibile per questa funzione, lo si può assegnare direttamente.
1966 Infine una terza funzione, \funcm{linkat}, utilizza in maniera diversa dalle
1967 altre l'argomento \param{flags}, anche se in questo caso l'utilizzo continua
1968 ad essere attinente al comportamento con i collegamenti simbolici. Si ricordi
1969 che su Linux il comportamento di \func{link} è quello di non seguire mai i
1970 collegamenti simbolici, pertanto l'uso ordinario dell'argomento parrebbe in
1971 questo caso essere inutile. A partire dal kernel 2.6.18 invece però è stato
1972 aggiunta per questa funzione la possibilità di usare il valore
1973 \const{AT\_SYMLINK\_FOLLOW}, che richiede di dereferenziare i collegamenti
1976 Dato che questo è il comportamento adottato per un valore nullo
1977 di \param{flags} da tutte le altre funzioni, \func{linkat} è l'unica per cui
1978 può essere usato esplicitamente questo valore e per la quale non ha senso
1979 usare \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}. Per avere un quadro d'insieme si è
1980 riassunto in tab.~\ref{tab:at-functions_constant_values} l'elenco delle
1981 costanti utilizzabili per i valori di \param{flags}.
1986 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1988 \textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
1991 \constd{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}& Se impostato la funzione non esegue la
1992 dereferenziazione dei collegamenti
1994 \constd{AT\_SYMLINK\_FOLLOW}& Se impostato la funzione esegue la
1995 dereferenziazione dei collegamenti simbolici
1996 (usato esplicitamente solo da
1998 \constd{AT\_EACCES} & Usato solo da \func{faccessat}, richiede che
1999 il controllo dei permessi sia fatto usando
2000 l'\ids{UID} effettivo invece di quello
2002 \constd{AT\_REMOVEDIR} & Usato solo da \func{unlinkat}, richiede che
2003 la funzione si comporti come \func{rmdir}
2004 invece che come \func{unlink}.\\
2007 \caption{Le costanti utilizzate per i bit dell'argomento
2008 aggiuntivo \param{flags} delle \textit{at-functions}.}
2009 \label{tab:at-functions_constant_values}
2013 \texttt{ATTENZIONE PARTE DA RIVEDERE}
2016 Un'ultima differenza fra le \textit{at-functions} e le funzioni tradizionali
2017 di cui sono estensione è, come accennato in sez.~\ref{sec:file_temp_file},
2018 quella relativa a \func{utimensat} che non è propriamente una corrispondente
2019 esatta di \func{utimes} e \func{lutimes}, dato che questa funzione ha una
2020 maggiore precisione nella indicazione dei tempi dei file, per i quali come per
2021 \func{futimes}, si devono usare strutture \struct{timespec} che consentono una
2022 precisione fino al nanosecondo; la funzione è stata introdotta con il kernel
2023 2.6.22,\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata
2024 introdotta una \textit{system call} \funcm{futimesat} seguendo una bozza
2025 della revisione dello standard poi modificata; questa funzione, sostituita
2026 da \func{utimensat}, è stata dichiarata obsoleta, non è supportata da
2027 nessuno standard e non deve essere più utilizzata: pertanto non ne
2028 parleremo.} ed il suo prototipo è:
2032 \fdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
2033 timespec times[2], int flags)}
2034 \fdesc{Cambia i tempi di un file.}
2037 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2038 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2040 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesta l'impostazione del tempo corrente ma
2041 non si ha il permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del
2042 file o non si hanno i privilegi di amministratore; oppure il file è
2043 immutabile (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
2044 \item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è \const{AT\_FDCWD} o un file
2046 \item[\errcode{EFAULT}] \param{times} non è un puntatore valido oppure
2047 \param{dirfd} è \const{AT\_FDCWD} ma \param{pathname} è \var{NULL} o non è
2048 un puntatore valido.
2049 \item[\errcode{EINVAL}] si sono usati dei valori non corretti per i tempi di
2050 \param{times}, oppure è si usato un valore non valido per \param{flags},
2051 oppure \param{pathname} è \var{NULL}, \param{dirfd} non è
2052 \const{AT\_FDCWD} e \param{flags} contiene \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}.
2053 \item[\errcode{EPERM}] si è richiesto un cambiamento nei tempi non al tempo
2054 corrente, ma non si è proprietari del file o non si hanno i privilegi di
2055 amministratore; oppure il file è immutabile o \textit{append-only} (vedi
2056 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
2057 \item[\errcode{ESRCH}] non c'è il permesso di attraversamento per una delle
2058 componenti di \param{pathname}.
2060 ed inoltre per entrambe \errval{EROFS} e per \func{utimensat}
2061 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel
2062 loro significato generico.}
2065 La funzione imposta i tempi dei file utilizzando i valori passati nel vettore
2066 di strutture \struct{timespec} esattamente come \func{futimes} (si veda quanto
2067 illustrato in sez.~\ref{sec:file_file_times}).
2069 La funzione supporta invece, rispetto ad \func{utimes} che abbiamo visto in
2070 sez.~\ref{sec:file_file_times}, una sintassi più complessa che consente una
2071 indicazione sicura del file su cui operare specificando la directory su cui si
2072 trova tramite il file descriptor \param{dirfd} ed il suo nome come
2073 \textit{pathname relativo} in \param{pathname}.\footnote{su Linux solo
2074 \func{utimensat} è una \textit{system call} e \func{futimens} è una funzione
2075 di libreria, infatti se \param{pathname} è \var{NULL} \param{dirfd} viene
2076 considerato un file descriptor ordinario e il cambiamento del tempo
2077 applicato al file sottostante, qualunque esso sia, per cui
2078 \code{futimens(fd, times}) è del tutto equivalente a \code{utimensat(fd,
2079 NULL, times, 0)} ma nella \acr{glibc} questo comportamento è disabilitato
2080 seguendo lo standard POSIX, e la funzione ritorna un errore di
2081 \errval{EINVAL} se invocata in questo modo.}
2083 Torneremo su questa sintassi e sulla sua motivazione in
2084 sez.~\ref{sec:file_openat}, quando tratteremo tutte le altre funzioni (le
2085 cosiddette \textit{at-functions}) che la utilizzano; essa prevede comunque
2086 anche la presenza dell'argomento \param{flags} con cui attivare flag di
2087 controllo che modificano il comportamento della funzione, nel caso specifico
2088 l'unico valore consentito è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW} che indica alla
2089 funzione di non dereferenziare i collegamenti simbolici, cosa che le permette
2090 di riprodurre le funzionalità di \func{lutimes}.
2093 \texttt{ATTENZIONE PARTE DA RIVEDERE}
2096 \itindend{at-functions}
2098 % TODO: manca prototipo e motivazione di fexecve, da trattare qui in quanto
2099 % inserita nello stesso standard e da usare con openat, vedi
2100 % http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699939699/toc.pdf
2102 % TODO: manca prototipo e motivazione di execveat, vedi
2103 % http://man7.org/linux/man-pages/man2/execveat.2.html
2105 \subsection{Le operazioni di controllo}
2106 \label{sec:file_fcntl_ioctl}
2108 Oltre alle operazioni base esaminate in sez.~\ref{sec:file_unix_interface}
2109 esistono tutta una serie di operazioni ausiliarie che è possibile eseguire su
2110 un file descriptor, che non riguardano la normale lettura e scrittura di dati,
2111 ma la gestione sia delle loro proprietà, che di tutta una serie di ulteriori
2112 funzionalità che il kernel può mettere a disposizione.
2114 Per le operazioni di manipolazione e di controllo delle varie proprietà e
2115 caratteristiche di un file descriptor, viene usata la funzione di sistema
2116 \funcd{fcntl},\footnote{ad esempio si gestiscono con questa funzione varie
2117 modalità di I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}) e
2118 il \textit{file locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_locking}).} il cui
2124 \fdecl{int fcntl(int fd, int cmd)}
2125 \fdecl{int fcntl(int fd, int cmd, long arg)}
2126 \fdecl{int fcntl(int fd, int cmd, struct flock * lock)}
2127 \fdecl{int fcntl(int fd, int cmd, struct f\_owner\_ex * owner)}
2128 \fdesc{Esegue una operazione di controllo sul file.}
2131 {La funzione ha valori di ritorno diversi a seconda dell'operazione richiesta
2132 in caso di successo mentre ritorna sempre $-1$ per un errore, nel qual caso
2133 \var{errno} assumerà valori diversi che dipendono dal tipo di operazione,
2134 l'unico valido in generale è:
2136 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file aperto.
2141 Il primo argomento della funzione è sempre il numero di file descriptor
2142 \var{fd} su cui si vuole operare. Il comportamento di questa funzione, il
2143 numero e il tipo degli argomenti, il valore di ritorno e gli eventuali errori
2144 aggiuntivi, sono determinati dal valore dell'argomento \param{cmd} che in
2145 sostanza corrisponde all'esecuzione di un determinato \textsl{comando}. A
2146 seconda del comando specificato il terzo argomento può essere assente (ma se
2147 specificato verrà ignorato), può assumere un valore intero di tipo
2148 \ctyp{long}, o essere un puntatore ad una struttura \struct{flock}.
2150 In sez.~\ref{sec:file_dup} abbiamo incontrato un esempio dell'uso di
2151 \func{fcntl} per la duplicazione dei file descriptor, una lista di tutti i
2152 possibili valori per \var{cmd}, e del relativo significato, dei codici di
2153 errore restituiti e del tipo del terzo argomento (cui faremo riferimento con
2154 il nome indicato nel precedente prototipo), è riportata di seguito:
2155 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.8cm}}
2156 \item[\constd{F\_DUPFD}] trova il primo file descriptor disponibile di valore
2157 maggiore o uguale ad \param{arg}, e ne fa un duplicato
2158 di \param{fd}, ritorna il nuovo file descriptor in caso di successo e $-1$
2159 in caso di errore. Oltre a \errval{EBADF} gli errori possibili sono
2160 \errcode{EINVAL} se \param{arg} è negativo o maggiore del massimo consentito
2161 o \errcode{EMFILE} se il processo ha già raggiunto il massimo numero di
2162 descrittori consentito.
2164 \itindbeg{close-on-exec}
2166 \item[\constd{F\_DUPFD\_CLOEXEC}] ha lo stesso effetto di \const{F\_DUPFD}, ma
2167 in più attiva il flag di \textit{close-on-exec} sul file descriptor
2168 duplicato, in modo da evitare una successiva chiamata con
2169 \const{F\_SETFD}. La funzionalità è stata introdotta con il kernel 2.6.24 ed
2170 è prevista nello standard POSIX.1-2008 (si deve perciò definire
2171 \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} ad un valore adeguato secondo quanto visto in
2172 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}).
2174 \item[\constd{F\_GETFD}] restituisce il valore dei \textit{file descriptor
2175 flags} di \param{fd} in caso di successo o $-1$ in caso di errore, il
2176 terzo argomento viene ignorato. Non sono previsti errori diversi da
2177 \errval{EBADF}. Al momento l'unico flag usato è quello di
2178 \textit{close-on-exec}, identificato dalla costante \const{FD\_CLOEXEC}, che
2179 serve a richiedere che il file venga chiuso nella esecuzione di una
2180 \func{exec} (vedi sez.~\ref{sec:proc_exec}). Un valore nullo significa
2181 pertanto che il flag non è impostato.
2183 \item[\constd{F\_SETFD}] imposta il valore dei \textit{file descriptor flags}
2184 al valore specificato con \param{arg}, ritorna un valore nullo in caso di
2185 successo e $-1$ in caso di errore. Non sono previsti errori diversi da
2186 \errval{EBADF}. Dato che l'unico flag attualmente usato è quello di
2187 \textit{close-on-exec}, identificato dalla costante \const{FD\_CLOEXEC},
2188 tutti gli altri bit di \param{arg}, anche se impostati, vengono
2189 ignorati.\footnote{questo almeno è quanto avviene fino al kernel 3.2, come
2190 si può evincere dal codice della funzione \texttt{do\_fcntl} nel file
2191 \texttt{fs/fcntl.c} dei sorgenti del kernel.}
2192 \itindend{close-on-exec}
2194 \item[\constd{F\_GETFL}] ritorna il valore dei \textit{file status flags} di
2195 \param{fd} in caso di successo o $-1$ in caso di errore, il terzo argomento
2196 viene ignorato. Non sono previsti errori diversi da \errval{EBADF}. Il
2197 comando permette di rileggere il valore di quei bit
2198 dell'argomento \param{flags} di \func{open} che vengono memorizzati nella
2199 relativa voce della \textit{file table} all'apertura del file, vale a dire
2200 quelli riportati in tab.~\ref{tab:open_access_mode_flag} e
2201 tab.~\ref{tab:open_operation_flag}). Si ricordi che quando si usa la
2202 funzione per determinare le modalità di accesso con cui è stato aperto il
2203 file è necessario estrarre i bit corrispondenti nel \textit{file status
2204 flag} con la maschera \const{O\_ACCMODE} come già accennato in
2205 sez.~\ref{sec:file_open_close}.
2207 \item[\constd{F\_SETFL}] imposta il valore dei \textit{file status flags} al
2208 valore specificato da \param{arg}, ritorna un valore nullo in caso di
2209 successo o $-1$ in caso di errore. In generale possono essere impostati solo
2210 i flag riportati in tab.~\ref{tab:open_operation_flag}, su Linux si possono
2211 modificare soltanto \const{O\_APPEND}, \const{O\_ASYNC}, \const{O\_DIRECT},
2212 \const{O\_NOATIME} e \const{O\_NONBLOCK}. Oltre a \errval{EBADF} si otterrà
2213 \errcode{EPERM} se si cerca di rimuovere \const{O\_APPEND} da un file
2214 marcato come \textit{append-only} o se di cerca di impostare
2215 \const{O\_NOATIME} su un file di cui non si è proprietari (e non si hanno i
2216 permessi di amministratore) ed \errcode{EINVAL} se si cerca di impostare
2217 \const{O\_DIRECT} su un file che non supporta questo tipo di operazioni.
2219 \item[\constd{F\_GETLK}] richiede un controllo sul file lock specificato da
2220 \param{lock}, sovrascrivendo la struttura da esso puntata con il risultato,
2221 ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso di errore. Come
2222 per i due successivi comandi oltre a \errval{EBADF} se \param{lock} non è un
2223 puntatore valido restituisce l'errore generico \errcode{EFAULT}. Questa
2224 funzionalità è trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_posix_lock}.
2226 \item[\constd{F\_SETLK}] richiede o rilascia un file lock a seconda di quanto
2227 specificato nella struttura puntata da \param{lock}, ritorna un valore nullo
2228 in caso di successo e $-1$ se il file lock è tenuto da qualcun altro, nel
2229 qual caso si ha un errore di \errcode{EACCES} o \errcode{EAGAIN}. Questa
2230 funzionalità è trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_posix_lock}.
2232 \item[\constd{F\_SETLKW}] identica a \const{F\_SETLK} eccetto per il fatto che
2233 la funzione non ritorna subito ma attende che il blocco sia rilasciato, se
2234 l'attesa viene interrotta da un segnale la funzione restituisce $-1$ e
2235 imposta \var{errno} a \errcode{EINTR}. Questa funzionalità è trattata in
2236 dettaglio in sez.~\ref{sec:file_posix_lock}.
2238 \item[\constd{F\_GETOWN}] restituisce in caso di successo l'identificatore del
2239 processo o del \textit{process group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group})
2240 che è preposto alla ricezione del segnale \signal{SIGIO} (o l'eventuale
2241 segnale alternativo impostato con \const{F\_SETSIG}) per gli eventi
2242 asincroni associati al file descriptor \param{fd} e del segnale
2243 \signal{SIGURG} per la notifica dei dati urgenti di un socket (vedi
2244 sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}). Restituisce $-1$ in caso di errore ed il
2245 terzo argomento viene ignorato. Non sono previsti errori diversi da
2248 Per distinguerlo dal caso in cui il segnale viene inviato a un singolo
2249 processo, nel caso di un \textit{process group} viene restituito un valore
2250 negativo il cui valore assoluto corrisponde all'identificatore del
2251 \textit{process group}. Con Linux questo comporta un problema perché se il
2252 valore restituito dalla \textit{system call} è compreso nell'intervallo fra
2253 $-1$ e $-4095$ in alcune architetture questo viene trattato dalla
2254 \acr{glibc} come un errore,\footnote{il problema deriva dalle limitazioni
2255 presenti in architetture come quella dei normali PC (i386) per via delle
2256 modalità in cui viene effettuata l'invocazione delle \textit{system call}
2257 che non consentono di restituire un adeguato codice di ritorno.} per cui
2258 in tal caso \func{fcntl} ritornerà comunque $-1$ mentre il valore restituito
2259 dalla \textit{system call} verrà assegnato ad \var{errno}, cambiato di
2262 Per questo motivo con il kernel 2.6.32 è stato introdotto il comando
2263 alternativo \const{F\_GETOWN\_EX}, che vedremo a breve, che consente di
2264 evitare il problema. A partire dalla versione 2.11 la \acr{glibc}, se
2265 disponibile, usa questa versione alternativa per mascherare il problema
2266 precedente e restituire un valore corretto in tutti i casi.\footnote{in cui
2267 cioè viene restituito un valore negativo corretto qualunque sia
2268 l'identificatore del \textit{process group}, che non potendo avere valore
2269 unitario (non esiste infatti un \textit{process group} per \cmd{init}) non
2270 può generare ambiguità con il codice di errore.} Questo però comporta che
2271 il comportamento del comando può risultare diverso a seconda delle versioni
2272 della \acr{glibc} e del kernel.
2274 \item[\constd{F\_SETOWN}] imposta, con il valore dell'argomento \param{arg},
2275 l'identificatore del processo o del \textit{process group} che riceverà i
2276 segnali \signal{SIGIO} e \signal{SIGURG} per gli eventi associati al file
2277 descriptor \param{fd}. Ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in
2278 caso di errore. Oltre a \errval{EBADF} gli errori possibili sono
2279 \errcode{ESRCH} se \param{arg} indica un processo o un \textit{process
2282 L'impostazione è soggetta alle stesse restrizioni presenti sulla funzione
2283 \func{kill} (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}), per cui un utente non
2284 privilegiato può inviare i segnali solo ad un processo che gli appartiene,
2285 in genere comunque si usa il processo corrente. Come per \const{F\_GETOWN},
2286 per indicare un \textit{process group} si deve usare per \param{arg} un
2287 valore negativo, il cui valore assoluto corrisponda all'identificatore del
2288 \textit{process group}.
2290 A partire dal kernel 2.6.12 se si sta operando con i \textit{thread} della
2291 implementazione nativa di Linux (quella della NTPL, vedi
2292 sez.~\ref{sec:linux_ntpl}) e se si è impostato un segnale specifico con
2293 \const{F\_SETSIG}, un valore positivo di \param{arg} viene interpretato come
2294 indicante un \textit{Thread ID} e non un \textit{Process ID}. Questo
2295 consente di inviare il segnale impostato con \const{F\_SETSIG} ad uno
2296 specifico \textit{thread}. In genere questo non comporta differenze
2297 significative per il processi ordinari, in cui non esistono altri
2298 \textit{thread}, dato che su Linux il \textit{thread} principale, che in tal
2299 caso è anche l'unico, mantiene un valore del \textit{Thread ID} uguale al
2300 \ids{PID} del processo. Il problema è però che questo comportamento non si
2301 applica a \signal{SIGURG}, per il quale \param{arg} viene sempre
2302 interpretato come l'identificatore di un processo o di un \textit{process
2305 \item[\constd{F\_GETOWN\_EX}] legge nella struttura puntata
2306 dall'argomento \param{owner} l'identificatore del processo, \textit{thread}
2307 o \textit{process group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) che è
2308 preposto alla ricezione dei segnali \signal{SIGIO} e \signal{SIGURG} per gli
2309 eventi associati al file descriptor \param{fd}. Ritorna un valore nullo in
2310 caso di successo o $-1$ in caso di errore. Oltre a \errval{EBADF} e da
2311 \errval{EFAULT} se \param{owner} non è un puntatore valido.
2313 Il comando, che è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.32, effettua lo
2314 stesso compito di \const{F\_GETOWN} di cui costituisce una evoluzione che
2315 consente di superare i limiti e le ambiguità relative ai valori restituiti
2316 come identificativo. A partire dalla versione 2.11 della \acr{glibc} esso
2317 viene usato dalla libreria per realizzare una versione di \func{fcntl} che
2318 non presenti i problemi illustrati in precedenza per la versione precedente
2319 di \const{F\_GETOWN}. Il comando è specifico di Linux ed utilizzabile solo
2320 se si è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2322 \item[\constd{F\_SETOWN\_EX}] imposta con il valore della struttura
2323 \struct{f\_owner\_ex} puntata \param{owner}, l'identificatore del processo o
2324 del \textit{process group} che riceverà i segnali \signal{SIGIO} e
2325 \signal{SIGURG} per gli eventi associati al file
2326 descriptor \param{fd}. Ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in
2327 caso di errore, con gli stessi errori di \const{F\_SETOWN} più
2328 \errcode{EINVAL} se il campo \var{type} di \struct{f\_owner\_ex} non indica
2329 un tipo di identificatore valido.
2331 \begin{figure}[!htb]
2332 \footnotesize \centering
2333 \begin{varwidth}[c]{0.5\textwidth}
2334 \includestruct{listati/f_owner_ex.h}
2337 \caption{La struttura \structd{f\_owner\_ex}.}
2338 \label{fig:f_owner_ex}
2341 Come \const{F\_GETOWN\_EX} il comando richiede come terzo argomento il
2342 puntatore ad una struttura \struct{f\_owner\_ex} la cui definizione è
2343 riportata in fig.~\ref{fig:f_owner_ex}, in cui il primo campo indica il tipo
2344 di identificatore il cui valore è specificato nel secondo campo, che assume
2345 lo stesso significato di \param{arg} per \const{F\_SETOWN}. Per il campo
2346 \var{type} i soli valori validi sono \constd{F\_OWNER\_TID},
2347 \constd{F\_OWNER\_PID} e \constd{F\_OWNER\_PGRP}, che indicano
2348 rispettivamente che si intende specificare con \var{pid} un \textit{Tread
2349 ID}, un \textit{Process ID} o un \textit{Process Group ID}. A differenza
2350 di \const{F\_SETOWN} se si specifica un \textit{Tread ID} questo riceverà
2351 sia \signal{SIGIO} (o il segnale impostato con \const{F\_SETSIG}) che
2352 \signal{SIGURG}. Il comando è specifico di Linux, è disponibile solo a
2353 partire dal kernel 2.6.32, ed è utilizzabile solo se si è definita la macro
2354 \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2356 \item[\constd{F\_GETSIG}] restituisce il valore del segnale inviato dai vari
2357 meccanismi di I/O asincrono associati al file descriptor \param{fd} (quelli
2358 trattati in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}) in caso di successo o
2359 $-1$ in caso di errore, il terzo argomento viene ignorato. Non sono previsti
2360 errori diversi da \errval{EBADF}. Un valore nullo indica che si sta usando
2361 il segnale predefinito, che è \signal{SIGIO}. Un valore diverso da zero
2362 indica il segnale che è stato impostato con \const{F\_SETSIG}, che può
2363 essere anche lo stesso \signal{SIGIO}. Il comando è specifico di Linux ed
2364 utilizzabile solo se si è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2366 \item[\constd{F\_SETSIG}] imposta il segnale inviato dai vari meccanismi di
2367 I/O asincrono associati al file descriptor \param{fd} (quelli trattati in
2368 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}) al valore indicato
2369 da \param{arg}, ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso
2370 di errore. Oltre a \errval{EBADF} gli errori possibili sono
2371 \errcode{EINVAL} se \param{arg} indica un numero di segnale non valido. Un
2372 valore nullo di \param{arg} indica di usare il segnale predefinito, cioè
2373 \signal{SIGIO}. Un valore diverso da zero, compreso lo stesso
2374 \signal{SIGIO}, specifica il segnale voluto. Il comando è specifico di
2375 Linux ed utilizzabile solo se si è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2377 L'impostazione di un valore diverso da zero permette inoltre, se si è
2378 installato il gestore del segnale come \var{sa\_sigaction} usando
2379 \const{SA\_SIGINFO}, (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}), di rendere
2380 disponibili al gestore informazioni ulteriori riguardo il file che ha
2381 generato il segnale attraverso i valori restituiti in
2382 \struct{siginfo\_t}. Se inoltre si imposta un segnale \textit{real-time} si
2383 potranno sfruttare le caratteristiche di avanzate di questi ultimi (vedi
2384 sez.~\ref{sec:sig_real_time}), ed in particolare la capacità di essere
2385 accumulati in una coda prima della notifica.
2387 \item[\constd{F\_GETLEASE}] restituisce il tipo di \textit{file lease} che il
2388 processo detiene nei confronti del file descriptor \var{fd} o $-1$ in caso
2389 di errore, il terzo argomento viene ignorato. Non sono previsti errori
2390 diversi da \errval{EBADF}. Il comando è specifico di Linux ed utilizzabile
2391 solo se si è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}. Questa funzionalità è
2392 trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
2394 \item[\constd{F\_SETLEASE}] imposta o rimuove a seconda del valore
2395 di \param{arg} un \textit{file lease} sul file descriptor \var{fd} a seconda
2396 del valore indicato da \param{arg}. Ritorna un valore nullo in caso di
2397 successo o $-1$ in caso di errore. Oltre a \errval{EBADF} si otterrà
2398 \errcode{EINVAL} se si è specificato un valore non valido per \param{arg}
2399 (deve essere usato uno dei valori di tab.~\ref{tab:file_lease_fctnl}),
2400 \errcode{ENOMEM} se non c'è memoria sufficiente per creare il \textit{file
2401 lease}, \errcode{EACCES} se non si è il proprietario del file e non si
2402 hanno i privilegi di amministratore.\footnote{per la precisione occorre la
2403 capacità \const{CAP\_LEASE}.}
2405 Il supporto il supporto per i \textit{file lease}, che consente ad un
2406 processo che detiene un \textit{lease} su un file di riceve una notifica
2407 qualora un altro processo cerchi di eseguire una \func{open} o una
2408 \func{truncate} su di esso è stato introdotto a partire dai kernel della
2409 serie 2.4 Il comando è specifico di Linux ed utilizzabile solo se si è
2410 definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}. Questa funzionalità è trattata in
2411 dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
2413 \item[\constd{F\_NOTIFY}] attiva il meccanismo di notifica asincrona per cui
2414 viene riportato al processo chiamante, tramite il segnale \signal{SIGIO} (o
2415 altro segnale specificato con \const{F\_SETSIG}) ogni modifica eseguita o
2416 direttamente sulla directory cui \var{fd} fa riferimento, o su uno dei file
2417 in essa contenuti; ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in
2418 caso di errore. Il comando è specifico di Linux ed utilizzabile solo se si è
2419 definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}. Questa funzionalità, disponibile
2420 dai kernel della serie 2.4.x, è trattata in dettaglio in
2421 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
2423 \item[\constd{F\_GETPIPE\_SZ}] restituisce in caso di successo la dimensione
2424 del buffer associato alla \textit{pipe} \param{fd} (vedi
2425 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}) o $-1$ in caso di errore, il terzo argomento viene
2426 ignorato. Non sono previsti errori diversi da \errval{EBADF}, che viene
2427 restituito anche se il file descriptor non è una \textit{pipe}. Il comando è
2428 specifico di Linux, è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.35, ed è
2429 utilizzabile solo se si è definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2431 \item[\constd{F\_SETPIPE\_SZ}] imposta la dimensione del buffer associato alla
2432 \textit{pipe} \param{fd} (vedi sez.~\ref{sec:ipc_unix}) ad un valore uguale
2433 o superiore a quello indicato dall'argomento \param{arg}. Ritorna un valore
2434 nullo in caso di successo o $-1$ in caso di errore. Oltre a \errval{EBADF}
2435 gli errori possibili sono \errcode{EBUSY} se si cerca di ridurre la
2436 dimensione del buffer al di sotto della quantità di dati effettivamente
2437 presenti su di esso ed \errcode{EPERM} se un processo non privilegiato cerca
2438 di impostare un valore troppo alto. La dimensione minima del buffer è pari
2439 ad una pagina di memoria, a cui verrà comunque arrotondata ogni dimensione
2440 inferiore, il valore specificato viene in genere arrotondato per eccesso al
2441 valore ritenuto più opportuno dal sistema, pertanto una volta eseguita la
2442 modifica è opportuno rileggere la nuova dimensione con
2443 \const{F\_GETPIPE\_SZ}. I processi non privilegiati\footnote{per la
2444 precisione occorre la capacità \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}.} non possono
2445 impostare un valore superiore a quello indicato da
2446 \sysctlfiled{fs/pipe-size-max}. Il comando è specifico di Linux, è
2447 disponibile solo a partire dal kernel 2.6.35, ed è utilizzabile solo se si è
2448 definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.
2452 % TODO: trattare RWH_WRITE_LIFE_EXTREME e RWH_WRITE_LIFE_SHORT aggiunte con
2453 % il kernel 4.13 (vedi https://lwn.net/Articles/727385/)
2455 La maggior parte delle funzionalità controllate dai comandi di \func{fcntl}
2456 sono avanzate e richiedono degli approfondimenti ulteriori, saranno pertanto
2457 riprese più avanti quando affronteremo le problematiche ad esse relative. In
2458 particolare le tematiche relative all'I/O asincrono e ai vari meccanismi di
2459 notifica saranno trattate in maniera esaustiva in
2460 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation} mentre quelle relative al
2461 \textit{file locking} saranno esaminate in sez.~\ref{sec:file_locking}). L'uso
2462 di questa funzione con i socket verrà trattato in
2463 sez.~\ref{sec:sock_ctrl_func}.
2465 La gran parte dei comandi di \func{fcntl} (come \const{F\_DUPFD},
2466 \const{F\_GETFD}, \const{F\_SETFD}, \const{F\_GETFL}, \const{F\_SETFL},
2467 \const{F\_GETLK}, \const{F\_SETLK} e \const{F\_SETLKW}) sono previsti da SVr4
2468 e 4.3BSD e standardizzati in POSIX.1-2001 che inoltre prevede gli ulteriori
2469 \const{F\_GETOWN} e \const{F\_SETOWN}. Pertanto nell'elenco si sono indicate
2470 esplicitamente soltanto le ulteriori richieste in termini delle macro di
2471 funzionalità di sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std} soltanto per le
2472 funzionalità inserite in standard successivi o specifiche di Linux.
2475 % \subsection{La funzione \func{ioctl}}
2476 % \label{sec:file_ioctl}
2478 Benché l'interfaccia di gestione dell'I/O sui file di cui abbiamo parlato
2479 finora si sia dimostrata valida anche per l'interazione diretta con le
2480 periferiche attraverso i loro file di dispositivo, consentendo di usare le
2481 stesse funzioni utilizzate per i normali file di dati, esistono però
2482 caratteristiche peculiari, specifiche dell'hardware e delle funzionalità che
2483 ciascun dispositivo può provvedere, che non possono venire comprese in questa
2484 interfaccia astratta come ad esempio l'impostazione della velocità di una
2485 porta seriale, o le dimensioni di un framebuffer.
2487 Per questo motivo nell'architettura del sistema è stata prevista l'esistenza
2488 di una apposita funzione di sistema, \funcd{ioctl}, come meccanismo generico
2489 per compiere operazioni specializzate; il suo prototipo è:
2493 \fdecl{int ioctl(int fd, int request, ...)}
2494 \fdesc{Esegue una operazione speciale.}
2497 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo nella maggior parte dei casi, ma
2498 alcune operazioni possono restituire un valore positivo, mentre ritorna
2499 sempre $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
2502 \item[\errcode{EINVAL}] gli argomenti \param{request} o \param{argp} non sono
2504 \item[\errcode{ENOTTY}] il file \param{fd} non è associato con un
2505 dispositivo, o la richiesta non è applicabile all'oggetto a cui fa
2506 riferimento \param{fd}.
2508 ed inoltre \errval{EBADF} e \errval{EFAULT} nel loro significato generico.}
2512 La funzione richiede che si passi come primo argomento un file
2513 descriptor \param{fd} regolarmente aperto, mentre l'operazione da compiere
2514 deve essere indicata dal valore dell'argomento \param{request}. Il terzo
2515 argomento dipende dall'operazione prescelta; tradizionalmente è specificato
2516 come \code{char * argp}, da intendersi come puntatore ad un area di memoria
2517 generica (all'epoca della creazione di questa funzione infatti ancora non era
2518 stato introdotto il tipo \ctyp{void}) ma per certe operazioni può essere
2519 omesso, e per altre è un semplice intero.
2521 Normalmente la funzione ritorna zero in caso di successo e $-1$ in caso di
2522 errore, ma per alcune operazioni il valore di ritorno, che nel caso viene
2523 impostato ad un valore positivo, può essere utilizzato come indicazione del
2524 risultato della stessa. È più comune comunque restituire i risultati
2525 all'indirizzo puntato dal terzo argomento.
2527 Data la genericità dell'interfaccia non è possibile classificare in maniera
2528 sistematica le operazioni che si possono gestire con \func{ioctl}, un breve
2529 elenco di alcuni esempi di esse è il seguente:
2531 \item il cambiamento dei font di un terminale.
2532 \item l'esecuzione di una traccia audio di un CDROM.
2533 \item i comandi di avanti veloce e di riavvolgimento di un nastro.
2534 \item il comando di espulsione di un dispositivo rimovibile.
2535 \item l'impostazione della velocità trasmissione di una linea seriale.
2536 \item l'impostazione della frequenza e della durata dei suoni emessi dallo
2538 \item l'impostazione degli attributi dei file su un filesystem
2539 ext2.\footnote{i comandi \texttt{lsattr} e \texttt{chattr} fanno questo con
2540 delle \func{ioctl} dedicate, usabili solo su questo filesystem e derivati
2541 successivi (come ext3).}
2544 In generale ogni dispositivo ha un suo insieme di operazioni specifiche
2545 effettuabili attraverso \func{ioctl}, tutte queste sono definite nell'header
2546 file \headfiled{sys/ioctl.h}, e devono essere usate solo sui dispositivi cui
2547 fanno riferimento. Infatti anche se in genere i valori di \param{request} sono
2548 opportunamente differenziati a seconda del dispositivo\footnote{il kernel usa
2549 un apposito \textit{magic number} per distinguere ciascun dispositivo nella
2550 definizione delle macro da usare per \param{request}, in modo da essere
2551 sicuri che essi siano sempre diversi, ed il loro uso per dispositivi diversi
2552 causi al più un errore. Si veda il capitolo quinto di \cite{LinDevDri} per
2553 una trattazione dettagliata dell'argomento.} così che la richiesta di
2554 operazioni relative ad altri dispositivi usualmente provoca il ritorno della
2555 funzione con una condizione di errore, in alcuni casi, relativi a valori
2556 assegnati prima che questa differenziazione diventasse pratica corrente, si
2557 potrebbero usare valori validi anche per il dispositivo corrente, con effetti
2558 imprevedibili o indesiderati.
2560 Data la assoluta specificità della funzione, il cui comportamento varia da
2561 dispositivo a dispositivo, non è possibile fare altro che dare una descrizione
2562 sommaria delle sue caratteristiche; torneremo ad esaminare in seguito quelle
2563 relative ad alcuni casi specifici, ad esempio la gestione dei terminali è
2564 effettuata attraverso \func{ioctl} in quasi tutte le implementazioni di Unix,
2565 mentre per l'uso di \func{ioctl} con i socket si veda
2566 sez.~\ref{sec:sock_ctrl_func}.
2568 Riportiamo qui solo l'elenco delle operazioni che sono predefinite per
2569 qualunque file, caratterizzate dal prefisso \texttt{FIO}. Queste operazioni
2570 sono definite nel kernel a livello generale, e vengono sempre interpretate per
2571 prime, per cui, come illustrato in \cite{LinDevDri}, eventuali operazioni
2572 specifiche che usino lo stesso valore verrebbero ignorate:
2573 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
2574 \item[\constd{FIOCLEX}] imposta il flag di \textit{close-on-exec} sul file, in
2575 questo caso, essendo usata come operazione logica, \func{ioctl} non richiede
2576 un terzo argomento, il cui eventuale valore viene ignorato.
2577 \item[\constd{FIONCLEX}] cancella il flag di \textit{close-on-exec} sul file,
2578 in questo caso, essendo usata come operazione logica, \func{ioctl} non
2579 richiede un terzo argomento, il cui eventuale valore viene ignorato.
2580 \item[\constd{FIOASYNC}] abilita o disabilita la modalità di I/O asincrono sul
2581 file (vedi sez.~\ref{sec:signal_driven_io}); il terzo argomento
2582 deve essere un puntatore ad un intero (cioè di tipo \texttt{const int *})
2583 che contiene un valore logico (un valore nullo disabilita, un valore non
2585 \item[\constd{FIONBIO}] abilita o disabilita sul file l'I/O in modalità non
2586 bloccante; il terzo argomento deve essere un puntatore ad un intero (cioè di
2587 tipo \texttt{const int *}) che contiene un valore logico (un valore nullo
2588 disabilita, un valore non nullo abilita).
2589 \item[\constd{FIOSETOWN}] imposta il processo che riceverà i segnali
2590 \signal{SIGURG} e \signal{SIGIO} generati sul file; il terzo argomento deve
2591 essere un puntatore ad un intero (cioè di tipo \texttt{const int *}) il cui
2592 valore specifica il PID del processo.
2593 \item[\constd{FIOGETOWN}] legge il processo che riceverà i segnali
2594 \signal{SIGURG} e \signal{SIGIO} generati sul file; il terzo argomento deve
2595 essere un puntatore ad un intero (cioè di tipo \texttt{int *}) su cui sarà
2596 scritto il PID del processo.
2597 \item[\constd{FIONREAD}] legge il numero di byte disponibili in lettura sul
2598 file descriptor; questa operazione è disponibile solo su alcuni file
2599 descriptor, in particolare sui socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_IP}) o
2600 sui file descriptor di \textit{epoll} (vedi sez.~\ref{sec:file_epoll}), il
2601 terzo argomento deve essere un puntatore ad un intero (cioè di tipo
2602 \texttt{int *}) su cui sarà restituito il valore.
2603 \item[\constd{FIOQSIZE}] restituisce la dimensione corrente di un file o di una
2604 directory, mentre se applicata ad un dispositivo fallisce con un errore di
2605 \errcode{ENOTTY}; il terzo argomento deve essere un puntatore ad un intero
2606 (cioè di tipo \texttt{int *}) su cui sarà restituito il valore.
2609 % TODO aggiungere FIBMAP e FIEMAP, vedi http://lwn.net/Articles/260795/,
2610 % http://lwn.net/Articles/429345/
2612 Si noti però come la gran parte di queste operazioni specifiche dei file (per
2613 essere precisi le prime sei dell'elenco) siano effettuabili in maniera
2614 generica anche tramite l'uso di \func{fcntl}. Le due funzioni infatti sono
2615 molto simili e la presenza di questa sovrapposizione è principalmente dovuta
2616 al fatto che alle origini di Unix i progettisti considerarono che era
2617 necessario trattare diversamente rispetto alle operazione di controllo delle
2618 modalità di I/O file e dispositivi usando \func{fcntl} per i primi e
2619 \func{ioctl} per i secondi, all'epoca tra l'altro i dispositivi che usavano
2620 \func{ioctl} erano sostanzialmente solo i terminali, il che spiega l'uso
2621 comune di \errcode{ENOTTY} come codice di errore. Oggi non è più così ma le
2622 due funzioni sono rimaste.
2624 % TODO trovare qualche posto per la eventuale documentazione delle seguenti
2625 % (bassa/bassissima priorità)
2626 % EXT4_IOC_MOVE_EXT (dal 2.6.31)
2627 % EXT4_IOC_SHUTDOWN (dal 4.10), XFS_IOC_GOINGDOWN e futura FS_IOC_SHUTDOWN
2628 % ioctl di btrfs, vedi http://lwn.net/Articles/580732/
2632 \section{L'interfaccia standard ANSI C}
2633 \label{sec:files_std_interface}
2636 Come visto in sez.~\ref{sec:file_unix_interface} le operazioni di I/O sui file
2637 sono gestibili a basso livello con l'interfaccia standard unix, che ricorre
2638 direttamente alle \textit{system call} messe a disposizione dal kernel.
2640 Questa interfaccia però non provvede le funzionalità previste dallo standard
2641 ANSI C, che invece sono realizzate attraverso opportune funzioni di libreria.
2642 Queste funzioni di libreria, insieme alle altre funzioni definite dallo
2643 standard (che sono state implementate la prima volta da Ritchie nel 1976 e da
2644 allora sono rimaste sostanzialmente immutate), vengono a costituire il nucleo
2645 della \acr{glibc} per la gestione dei file.
2647 Esamineremo in questa sezione le funzioni base dell'interfaccia degli
2648 \textit{stream}, analoghe a quelle di sez.~\ref{sec:file_unix_interface} per i
2649 file descriptor. In particolare vedremo come aprire, leggere, scrivere e
2650 cambiare la posizione corrente in uno \textit{stream}.
2653 \subsection{I \textit{file stream}}
2654 \label{sec:file_stream}
2656 \itindbeg{file~stream}
2658 Come più volte ribadito, l'interfaccia dei file descriptor è un'interfaccia di
2659 basso livello, che non provvede nessuna forma di formattazione dei dati e
2660 nessuna forma di bufferizzazione per ottimizzare le operazioni di I/O.
2662 In \cite{APUE} Stevens descrive una serie di test sull'influenza delle
2663 dimensioni del blocco di dati (l'argomento \param{buf} di \func{read} e
2664 \func{write}) nell'efficienza nelle operazioni di I/O con i file descriptor,
2665 evidenziando come le prestazioni ottimali si ottengano a partire da dimensioni
2666 del buffer dei dati pari a quelle dei blocchi del filesystem (il valore dato
2667 dal campo \var{st\_blksize} di \struct{stat}), che di norma corrispondono alle
2668 dimensioni dei settori fisici in cui è suddiviso il disco.
2670 Se il programmatore non si cura di effettuare le operazioni in blocchi di
2671 dimensioni adeguate, le prestazioni sono inferiori. La caratteristica
2672 principale dell'interfaccia degli \textit{stream} è che essa provvede da sola
2673 alla gestione dei dettagli della bufferizzazione e all'esecuzione delle
2674 operazioni di lettura e scrittura in blocchi di dimensioni appropriate
2675 all'ottenimento della massima efficienza.
2677 Per questo motivo l'interfaccia viene chiamata anche interfaccia dei
2678 \textit{file stream}, dato che non è più necessario doversi preoccupare dei
2679 dettagli con cui viene gestita la comunicazione con l'hardware sottostante
2680 (come nel caso della dimensione dei blocchi del filesystem), ed un file può
2681 essere sempre considerato come composto da un flusso continuo di dati, da cui
2682 deriva appunto il nome \textit{stream}.
2684 A parte i dettagli legati alla gestione delle operazioni di lettura e
2685 scrittura, sia per quel che riguarda la bufferizzazione che le formattazioni,
2686 per tutto il resto i \textit{file stream} restano del tutto equivalenti ai
2687 file descriptor (sui quali sono basati), ed in particolare continua a valere
2688 quanto visto in sez.~\ref{sec:file_shared_access} a proposito dell'accesso
2689 concorrente ed in sez.~\ref{sec:file_access_control} per il controllo di
2692 Per ragioni storiche la struttura di dati che rappresenta uno \textit{stream}
2693 è stata chiamata \typed{FILE}, questi oggetti sono creati dalle funzioni di
2694 libreria e contengono tutte le informazioni necessarie a gestire le operazioni
2695 sugli \textit{stream}, come la posizione corrente, lo stato del buffer e degli
2696 indicatori di stato e di fine del file.
2698 Per questo motivo gli utenti non devono mai utilizzare direttamente o allocare
2699 queste strutture (che sono dei \textsl{tipi opachi}) ma usare sempre puntatori
2700 del tipo \texttt{FILE *} ottenuti dalla libreria stessa, tanto che in certi
2701 casi il termine di puntatore a file è diventato sinonimo di \textit{stream}.
2702 Tutte le funzioni della libreria che operano sui file accettano come argomenti
2703 solo variabili di questo tipo, che diventa accessibile includendo l'header
2704 file \headfile{stdio.h}.
2706 \itindend{file~stream}
2708 Ai tre file descriptor standard (vedi tab.~\ref{tab:file_std_files}) aperti
2709 per ogni processo, corrispondono altrettanti \textit{stream}, che
2710 rappresentano i canali standard di input/output prestabiliti; anche questi tre
2711 \textit{stream} sono identificabili attraverso dei nomi simbolici definiti
2712 nell'header \headfile{stdio.h} che sono:
2714 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{3.0cm}}
2715 \item[\var{FILE *stdin}] Lo \textit{standard input} cioè il \textit{file
2716 stream} da cui il processo riceve ordinariamente i dati in
2717 ingresso. Normalmente è associato dalla shell all'input del terminale e
2718 prende i caratteri dalla tastiera.
2719 \item[\var{FILE *stdout}] Lo \textit{standard output} cioè il \textit{file
2720 stream} su cui il processo invia ordinariamente i dati in
2721 uscita. Normalmente è associato dalla shell all'output del terminale e
2722 scrive sullo schermo.
2723 \item[\var{FILE *stderr}] Lo \textit{standard error} cioè il \textit{file
2724 stream} su cui il processo è supposto inviare i messaggi di
2725 errore. Normalmente anch'esso è associato dalla shell all'output del
2726 terminale e scrive sullo schermo.
2729 Nella \acr{glibc} \var{stdin}, \var{stdout} e \var{stderr} sono effettivamente
2730 tre variabili di tipo \type{FILE}\texttt{ *} che possono essere usate come
2731 tutte le altre, ad esempio si può effettuare una redirezione dell'output di un
2732 programma con il semplice codice: \includecodesnip{listati/redir_stdout.c} ma
2733 in altri sistemi queste variabili possono essere definite da macro, e se si
2734 hanno problemi di portabilità e si vuole essere sicuri, diventa opportuno
2735 usare la funzione \func{freopen}.
2738 \subsection{Le modalità di bufferizzazione}
2739 \label{sec:file_buffering}
2741 La bufferizzazione è una delle caratteristiche principali dell'interfaccia
2742 degli \textit{stream}; lo scopo è quello di ridurre al minimo il numero di
2743 \textit{system call} (\func{read} o \func{write}) eseguite nelle operazioni di
2744 input/output. Questa funzionalità è assicurata automaticamente dalla libreria,
2745 ma costituisce anche uno degli aspetti più comunemente fraintesi, in
2746 particolare per quello che riguarda l'aspetto della scrittura dei dati sul
2749 I dati che vengono scritti su di uno \textit{stream} normalmente vengono
2750 accumulati in un buffer e poi trasmessi in blocco, con l'operazione che viene
2751 usualmente chiamata \textsl{scaricamento} del buffer (dal termine inglese
2752 \textit{flush}) tutte le volte che questo viene riempito. Questa operazione
2753 avviene perciò in maniera asincrona rispetto alla scrittura. Un comportamento
2754 analogo avviene anche in lettura (cioè dal file viene letto un blocco di dati,
2755 anche se ne sono richiesti una quantità inferiore), ma la cosa ovviamente ha
2756 rilevanza inferiore, dato che i dati letti sono sempre gli stessi. In caso di
2757 scrittura invece, quando si ha un accesso contemporaneo allo stesso file (ad
2758 esempio da parte di un altro processo) si potranno vedere solo le parti
2759 effettivamente scritte, e non quelle ancora presenti nel buffer.
2761 Per lo stesso motivo, in tutte le situazioni in cui si sta facendo
2762 dell'input/output interattivo, bisognerà tenere presente le caratteristiche
2763 delle operazioni di scaricamento dei dati, poiché non è detto che ad una
2764 scrittura sullo \textit{stream} corrisponda una immediata scrittura sul
2765 dispositivo, e la cosa è particolarmente evidente con le operazioni di
2766 input/output sul terminale.
2768 Per rispondere ad esigenze diverse lo standard definisce tre distinte modalità
2769 in cui può essere eseguita la bufferizzazione, delle quali occorre essere ben
2770 consapevoli, specie in caso di lettura e scrittura da dispositivi interattivi:
2772 \item \textit{unbuffered}: in questo caso non c'è bufferizzazione ed i
2773 caratteri vengono trasmessi direttamente al file non appena possibile
2774 (effettuando immediatamente una \func{write});
2775 \item \textit{line buffered}: in questo caso i caratteri vengono normalmente
2776 trasmessi al file in blocco ogni volta che viene incontrato un carattere di
2777 \textit{newline} (il carattere ASCII \verb|\n|) cioè un a capo (in sostanza
2778 quando si preme invio);
2779 \item \textit{fully buffered}: in questo caso i caratteri vengono
2780 trasmessi da e verso il file in blocchi di dimensione opportuna.
2783 Lo standard ANSI C specifica inoltre che lo \textit{standard output} e lo
2784 \textit{standard input} siano aperti in modalità \textit{fully buffered}
2785 quando non fanno riferimento ad un dispositivo interattivo, e che lo standard
2786 error non sia mai aperto in modalità \textit{fully buffered}.
2788 Linux, come BSD e SVr4, specifica il comportamento predefinito in maniera
2789 ancora più precisa, e cioè impone che lo standard error sia sempre
2790 \textit{unbuffered}, in modo che i messaggi di errore siano mostrati il più
2791 rapidamente possibile, e che \textit{standard input} \textit{standard output}
2792 siano aperti in modalità \textit{line buffered} quando sono associati ad un
2793 terminale (od altro dispositivo interattivo) ed in modalità \textit{fully
2794 buffered} altrimenti.
2796 Il comportamento specificato per \textit{standard input} e \textit{standard
2797 output} vale anche per tutti i nuovi \textit{stream} aperti da un processo;
2798 la selezione comunque avviene automaticamente, e la libreria apre lo
2799 \textit{stream} nella modalità più opportuna a seconda del file o del
2802 La modalità \textit{line buffered} è quella che necessita di maggiori
2803 chiarimenti e attenzioni per quel che concerne il suo funzionamento. Come già
2804 accennato nella descrizione, \emph{di norma} i dati vengono inviati al kernel
2805 alla ricezione di un carattere di \textsl{a capo} (il \textit{newline});
2806 questo non è vero in tutti i casi, infatti, dato che le dimensioni del buffer
2807 usato dalle librerie sono fisse, se le si eccedono si può avere uno scarico
2808 dei dati anche prima che sia stato inviato un carattere di \textit{newline}.
2810 Un secondo punto da tenere presente, particolarmente quando si ha a che fare
2811 con I/O interattivo, è che quando si effettua una lettura da uno
2812 \textit{stream} che comporta l'accesso alle \textit{system call} del kernel,
2813 ad esempio se lo \textit{stream} da cui si legge è in modalità
2814 \textit{unbuffered}, viene anche eseguito lo scarico di tutti i buffer degli
2815 \textit{stream} in scrittura. In sez.~\ref{sec:file_buffering_ctrl} vedremo
2816 come la libreria definisca delle opportune funzioni per controllare le
2817 modalità di bufferizzazione e lo scarico dei dati.
2821 \subsection{Apertura e chiusura di uno \textit{stream}}
2822 \label{sec:file_fopen}
2824 Le funzioni che si possono usare per aprire uno \textit{stream} sono solo tre:
2825 \funcd{fopen}, \funcd{fdopen} e \funcd{freopen},\footnote{\func{fopen} e
2826 \func{freopen} fanno parte dello standard ANSI C, \func{fdopen} è parte
2827 dello standard POSIX.1.} ed i rispettivi prototipi sono:
2831 \fdecl{FILE *fopen(const char *path, const char *mode)}
2832 \fdesc{Apre uno \textit{stream} da un \texttt{pathname}.}
2833 \fdecl{FILE *fdopen(int fildes, const char *mode)}
2834 \fdesc{Associa uno \textit{stream} a un file descriptor.}
2835 \fdecl{FILE *freopen(const char *path, const char *mode, FILE *stream)}
2836 \fdesc{Chiude uno \textit{stream} e lo riapre su un file diverso.}
2839 {Le funzioni ritornano un puntatore ad un oggetto \type{FILE} in caso di
2840 successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
2841 valore ricevuto dalla funzione sottostante di cui è fallita l'esecuzione,
2842 gli errori pertanto possono essere quelli di \func{malloc} per tutte e tre
2843 le funzioni, quelli \func{open} per \func{fopen}, quelli di \func{fcntl} per
2844 \func{fdopen} e quelli di \func{fopen}, \func{fclose} e \func{fflush} per
2848 Normalmente la funzione che si usa per aprire uno \textit{stream} è
2849 \func{fopen}, essa apre il file specificato dal \textit{pathname} \param{path}
2850 nella modalità specificata da \param{mode}, che è una stringa che deve
2851 iniziare con almeno uno dei valori indicati in tab.~\ref{tab:file_fopen_mode},
2852 anche se sono possibili varie estensioni che vedremo in seguito.
2854 L'uso più comune di \func{freopen} è per redirigere uno dei tre file standard
2855 (vedi sez.~\ref{sec:file_stream}): il file \param{path} viene aperto nella
2856 modalità indicata da \param{mode} ed associato allo \textit{stream} indicato
2857 dall'argomento \param{stream}, e se questo era uno \textit{stream} già aperto
2858 esso viene preventivamente chiuso e tutti i dati pendenti vengono scaricati.
2860 Infine \func{fdopen} viene usata per associare uno \textit{stream} ad un file
2861 descriptor esistente ottenuto tramite una altra funzione (ad esempio con una
2862 \func{open}, una \func{dup}, o una \func{pipe}) e serve quando si vogliono
2863 usare gli \textit{stream} con file come le \textit{fifo} o i socket, che non possono
2864 essere aperti con le funzioni delle librerie standard del C.
2869 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2871 \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
2874 \texttt{r} & Il file viene aperto, l'accesso viene posto in sola
2875 lettura, lo \textit{stream} è posizionato all'inizio del
2877 \texttt{r+}& Il file viene aperto, l'accesso viene posto in lettura e
2878 scrittura, lo \textit{stream} è posizionato all'inizio del
2881 \texttt{w} & Il file viene aperto e troncato a lunghezza nulla (o
2882 creato se non esiste), l'accesso viene posto in sola
2883 scrittura, lo \textit{stream} è posizionato all'inizio del
2885 \texttt{w+}& Il file viene aperto e troncato a lunghezza nulla (o
2886 creato se non esiste), l'accesso viene posto in scrittura e
2887 lettura, lo \textit{stream} è posizionato all'inizio del
2890 \texttt{a} & Il file viene aperto (o creato se non esiste) in
2891 \textit{append mode}, l'accesso viene posto in sola
2893 \texttt{a+}& Il file viene aperto (o creato se non esiste) in
2894 \textit{append mode}, l'accesso viene posto in lettura e
2897 \texttt{b} & Specifica che il file è binario, non ha alcun effetto. \\
2898 \texttt{x} & L'apertura fallisce se il file esiste già. \\
2901 \caption{Modalità di apertura di uno \textit{stream} dello standard ANSI C
2902 che sono sempre presenti in qualunque sistema POSIX.}
2903 \label{tab:file_fopen_mode}
2906 In realtà lo standard ANSI C prevede un totale di 15 possibili valori
2907 diversi per \param{mode}, ma in tab.~\ref{tab:file_fopen_mode} si sono
2908 riportati solo i sei valori effettivi, ad essi può essere aggiunto pure
2909 il carattere \texttt{b} (come ultimo carattere o nel mezzo agli altri per
2910 le stringhe di due caratteri) che in altri sistemi operativi serve a
2911 distinguere i file binari dai file di testo; in un sistema POSIX questa
2912 distinzione non esiste e il valore viene accettato solo per
2913 compatibilità, ma non ha alcun effetto.
2915 La \acr{glibc} supporta alcune estensioni, queste devono essere sempre
2916 indicate dopo aver specificato il \param{mode} con uno dei valori di
2917 tab.~\ref{tab:file_fopen_mode}. L'uso del carattere \texttt{x} serve per
2918 evitare di sovrascrivere un file già esistente (è analoga all'uso dell'opzione
2919 \const{O\_EXCL} in \func{open}): se il file specificato già esiste e si
2920 aggiunge questo carattere a \param{mode} la \func{fopen} fallisce.
2922 Un'altra estensione serve a supportare la localizzazione, quando si
2923 aggiunge a \param{mode} una stringa della forma \verb|",ccs=STRING"| il
2924 valore \verb|STRING| è considerato il nome di una codifica dei caratteri
2925 e \func{fopen} marca il file per l'uso dei caratteri estesi e abilita le
2926 opportune funzioni di conversione in lettura e scrittura.
2928 Nel caso si usi \func{fdopen} i valori specificati da \param{mode} devono
2929 essere compatibili con quelli con cui il file descriptor è stato aperto.
2930 Inoltre i modi \cmd{w} e \cmd{w+} non troncano il file. La posizione nello
2931 \textit{stream} viene impostata a quella corrente nel file descriptor, e le
2932 variabili di errore e di fine del file (vedi sez.~\ref{sec:file_io}) sono
2933 cancellate. Il file non viene duplicato e verrà chiuso automaticamente alla
2934 chiusura dello \textit{stream}.
2936 I nuovi file saranno creati secondo quanto visto in
2937 sez.~\ref{sec:file_ownership_management} ed avranno i permessi di accesso
2939 \code{S\_IRUSR|S\_IWUSR|S\_IRGRP|S\_IWGRP|S\_IROTH|S\_IWOTH} (pari a
2940 \val{0666}) modificato secondo il valore della \textit{umask} per il processo
2941 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). Una volta aperto lo
2942 \textit{stream}, si può cambiare la modalità di bufferizzazione (si veda
2943 sez.~\ref{sec:file_buffering_ctrl}) fintanto che non si è effettuato alcuna
2944 operazione di I/O sul file.
2946 In caso di file aperti in lettura e scrittura occorre ricordarsi che c'è
2947 di mezzo una bufferizzazione; per questo motivo lo standard ANSI C
2948 richiede che ci sia un'operazione di posizionamento fra un'operazione
2949 di output ed una di input o viceversa (eccetto il caso in cui l'input ha
2950 incontrato la fine del file), altrimenti una lettura può ritornare anche
2951 il risultato di scritture precedenti l'ultima effettuata.
2953 Per questo motivo è una buona pratica (e talvolta necessario) far seguire ad
2954 una scrittura una delle funzioni \func{fflush}, \func{fseek}, \func{fsetpos} o
2955 \func{rewind} prima di eseguire una rilettura; viceversa nel caso in cui si
2956 voglia fare una scrittura subito dopo aver eseguito una lettura occorre prima
2957 usare una delle funzioni \func{fseek}, \func{fsetpos} o \func{rewind}. Anche
2958 un'operazione nominalmente nulla come \code{fseek(file, 0, SEEK\_CUR)} è
2959 sufficiente a garantire la sincronizzazione.
2961 Una volta completate le operazioni su di esso uno \textit{stream} può essere
2962 chiuso con la funzione \funcd{fclose}, il cui prototipo è:
2966 \fdecl{int fclose(FILE *stream)}
2967 \fdesc{Chiude uno \textit{stream}.}
2970 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e \val{EOF} per un errore, nel
2971 qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF} se il file
2972 descriptor indicato da \param{stream} non è valido, o uno dei valori
2973 specificati dalla sottostante funzione che è fallita (\func{close},
2974 \func{write} o \func{fflush}).
2978 La funzione chiude lo \textit{stream} \param{stream} ed effettua lo scarico di
2979 tutti i dati presenti nei buffer di uscita e scarta tutti i dati in ingresso;
2980 se era stato allocato un buffer per lo \textit{stream} questo verrà
2981 rilasciato. La funzione effettua lo scarico solo per i dati presenti nei
2982 buffer in \textit{user space} usati dalla \acr{glibc}; se si vuole essere
2983 sicuri che il kernel forzi la scrittura su disco occorrerà effettuare una
2984 \func{sync} (vedi sez.~\ref{sec:file_sync}).
2986 Linux supporta anche un'altra funzione, \funcd{fcloseall}, come estensione
2987 GNU implementata dalla \acr{glibc}, accessibile avendo definito
2988 \macro{\_GNU\_SOURCE}, il suo prototipo è:
2992 \fdecl{int fcloseall(void)}
2993 \fdesc{Chiude tutti gli \textit{stream}.}
2996 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e \val{EOF} per un errore, nel
2997 qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di \func{fclose}.}
3000 La funzione esegue lo scarico dei dati bufferizzati in uscita e scarta quelli
3001 in ingresso, chiudendo tutti i file. Questa funzione è provvista solo per i
3002 casi di emergenza, quando si è verificato un errore ed il programma deve
3003 essere abortito, ma si vuole compiere qualche altra operazione dopo aver
3004 chiuso i file e prima di uscire (si ricordi quanto visto in
3005 sez.~\ref{sec:proc_conclusion}).
3008 \subsection{Gestione dell'I/O e posizionamento su uno \textit{stream}}
3011 Una delle caratteristiche più utili dell'interfaccia degli \textit{stream} è
3012 la ricchezza delle funzioni disponibili per le operazioni di lettura e
3013 scrittura sui file. Sono infatti previste ben tre diverse modalità di
3014 input/output non formattato:
3016 \item\textsl{binario} in cui si leggono e scrivono blocchi di dati di
3017 dimensione arbitraria, (analogo della modalità ordinaria dell'I/O sui file
3018 descriptor), trattato in sez.~\ref{sec:file_binary_io}.
3019 \item\textsl{a caratteri} in cui si legge e scrive un carattere alla volta,
3020 con la bufferizzazione che viene gestita automaticamente dalla libreria,
3021 trattato in sez.~\ref{sec:file_char_io}.
3022 \item\textsl{di linea} in cui si legge e scrive una linea alla volta,
3023 (terminata dal carattere di newline \verb|'\n'|), trattato in
3024 sez.~\ref{sec:file_line_io}.
3026 a cui si aggiunge la modalità di input/output formattato, trattato in
3027 sez.~\ref{sec:file_formatted_io}.
3029 Ognuna di queste modalità utilizza per l'I/O delle funzioni specifiche che
3030 vedremo nelle sezioni citate, affronteremo qui tutte gli argomenti e le
3031 funzioni che si applicano in generale a tutte le modalità di I/O.
3033 A differenza di quanto avviene con l'interfaccia dei file descriptor, con gli
3034 \textit{stream} il raggiungimento della fine del file viene considerato un
3035 errore, e viene notificato come tale dai valori di uscita delle varie
3036 funzioni. Nella maggior parte dei casi questo avviene con la restituzione del
3037 valore intero (di tipo \ctyp{int}) \val{EOF} definito anch'esso nell'header
3038 \headfile{stdlib.h}. La costante deve essere negativa perché in molte funzioni
3039 un valore positivo indica la quantità di dati scritti, la \acr{glibc} usa il
3040 valore $-1$, ma altre implementazioni possono avere valori diversi.
3042 Dato che le funzioni dell'interfaccia degli \textit{stream} sono funzioni di
3043 libreria che si appoggiano a delle \textit{system call}, esse non impostano
3044 direttamente la variabile \var{errno}, che mantiene sempre il valore impostato
3045 dalla \textit{system call} invocata internamente che ha riportato l'errore.
3047 Siccome la condizione di \textit{end-of-file} è anch'essa segnalata come
3048 errore, nasce il problema di come distinguerla da un errore effettivo; basarsi
3049 solo sul valore di ritorno della funzione e controllare il valore di
3050 \var{errno} infatti non basta, dato che quest'ultimo potrebbe essere stato
3051 impostato in una altra occasione, (si veda sez.~\ref{sec:sys_errno} per i
3052 dettagli del funzionamento di \var{errno}).
3054 Per questo motivo tutte le implementazioni delle librerie standard mantengono
3055 per ogni \textit{stream} almeno due flag all'interno dell'oggetto \type{FILE},
3056 il flag di \textit{end-of-file}, che segnala che si è raggiunta la fine del
3057 file in lettura, e quello di errore, che segnala la presenza di un qualche
3058 errore nelle operazioni di input/output; questi due flag possono essere
3059 riletti dalle funzioni \funcd{feof} e \funcd{ferror}, i cui prototipi sono:
3063 \fdecl{int feof(FILE *stream)}
3064 \fdesc{Controlla il flag di \textit{end-of-file} di uno \textit{stream}.}
3065 \fdecl{int ferror(FILE *stream)}
3066 \fdesc{Controlla il flag di errore di uno \textit{stream}.}
3069 {Le funzioni ritornano un valore diverso da zero se i relativi flag sono
3070 impostati, e non prevedono condizioni di errore.}
3073 Si tenga presente comunque che la lettura di questi flag segnala soltanto che
3074 c'è stato un errore o che si è raggiunta la fine del file in una qualunque
3075 operazione sullo \textit{stream}, il controllo su quanto avvenuto deve quindi
3076 essere effettuato ogni volta che si chiama una funzione di libreria.
3078 Entrambi i flag (di errore e di \textit{end-of-file}) possono essere
3079 cancellati usando la funzione \funcd{clearerr}, il cui prototipo è:
3083 \fdecl{void clearerr(FILE *stream)}
3084 \fdesc{Cancella i flag di errore ed \textit{end-of-file} di uno
3088 {La funzione non ritorna nulla e prevede condizioni di errore.}
3091 In genere si usa questa funzione una volta che si sia identificata e corretta
3092 la causa di un errore per evitare di mantenere i flag attivi, così da poter
3093 rilevare una successiva ulteriore condizione di errore. Di questa funzione
3094 esiste una analoga \funcm{clearerr\_unlocked} (con lo stesso argomento e
3095 stessi valori di ritorno) che non esegue il blocco dello \textit{stream}
3096 (tratteremo il significato di blocco di uno \textit{stream} in
3097 sez.~\ref{sec:file_stream_thread}).
3099 Come per i file descriptor anche per gli \textit{stream} è possibile spostarsi
3100 all'interno di un file per effettuare operazioni di lettura o scrittura in un
3101 punto prestabilito, sempre che l'operazione di riposizionamento sia supportata
3102 dal file sottostante lo \textit{stream}, nel caso cioè in cui si ha a che fare
3103 con quello che viene detto un file ad \textsl{accesso casuale}. Dato che in un
3104 sistema Unix esistono vari tipi di file, come le \textit{fifo} ed i file di
3105 dispositivo (ad esempio i terminali), non è scontato che questo sia vero in
3106 generale, pur essendolo sempre nel caso di file di dati.
3108 Con Linux ed in generale in ogni sistema unix-like la posizione nel file, come
3109 abbiamo già visto in sez.~\ref{sec:file_lseek}, è espressa da un intero
3110 positivo, rappresentato dal tipo \type{off\_t}. Il problema è che alcune delle
3111 funzioni usate per il riposizionamento sugli \textit{stream} originano dalle
3112 prime versioni di Unix, in cui questo tipo non era ancora stato definito, e
3113 che in altri sistemi non è detto che la posizione su un file venga sempre
3114 rappresentata con il numero di caratteri dall'inizio: ad esempio nel VMS dove
3115 esistono i file a record (in cui cioè l'I/O avviene per blocchi, i record, di
3116 dimensione fissa), essa può essere rappresentata come un numero di record, più
3117 l'offset rispetto al record corrente.
3119 Tutto questo comporta la presenza di diverse funzioni che eseguono
3120 sostanzialmente le stesse operazioni, ma usano argomenti di tipo diverso. Le
3121 funzioni tradizionali usate per eseguire una modifica della posizione corrente
3122 sul file con uno \textit{stream} sono \funcd{fseek} e \funcd{rewind}, i
3123 rispettivi prototipi sono:
3127 \fdecl{int fseek(FILE *stream, long offset, int whence)}
3128 \fdesc{Sposta la posizione nello \textit{stream}.}
3129 \fdecl{void rewind(FILE *stream)}
3130 \fdesc{Riporta la posizione nello \textit{stream} all'inizio del file.}
3133 {La funzione \func{fseek} ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un
3134 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori di \func{lseek},
3135 \func{rewind} non ritorna nulla e non ha condizioni di errore.}
3138 L'uso di \func{fseek} è del tutto analogo a quello di \func{lseek} per i file
3139 descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}). Anche gli argomenti, a parte il
3140 tipo, hanno esattamente lo stesso significato. In particolare \param{whence}
3141 deve assumere gli stessi valori già visti nella prima parte di
3142 tab.~\ref{tab:lseek_whence_values}. La funzione restituisce 0 in caso di
3143 successo e -1 in caso di errore.
3145 La funzione \func{rewind} riporta semplicemente la posizione corrente sul file
3146 all'inizio dello \textit{stream}, ma non è esattamente equivalente ad aver
3147 eseguito una \code{fseek(stream, 0L, SEEK\_SET)}, in quanto con l'uso della
3148 funzione vengono cancellati anche i flag di errore e di fine del file.
3150 Per ottenere la posizione corrente sul file di uno \textit{stream} lo standard
3151 ANSI C prescrive l'uso della funzione \funcd{ftell}, il cui prototipo è:
3155 \fdecl{long ftell(FILE *stream)}
3156 \fdesc{Legge la posizione attuale nello \textit{stream}.}
3159 {La funzione ritorna la posizione corrente in caso di successo e $-1$ per un
3160 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori di \func{lseek}.}
3163 \noindent che restituisce la posizione come numero di byte dall'inizio dello
3166 Sia \func{fseek} che \func{ftell} esprimono la posizione nel file con un
3167 intero di tipo \ctyp{long}. Dato che in certi casi, ad esempio quando si usa
3168 un filesystem indicizzato a 64 bit su una macchina con architettura a 32 bit,
3169 questo può non essere possibile lo standard POSIX ha introdotto le nuove
3170 funzioni \funcd{fgetpos} e \funcd{fsetpos}, che invece usano il nuovo tipo
3171 \typed{fpos\_t}, ed i cui prototipi sono:
3175 \fdecl{int fsetpos(FILE *stream, fpos\_t *pos)}
3176 \fdesc{Imposta la posizione corrente sul file.}
3177 \fdecl{int fgetpos(FILE *stream, fpos\_t *pos)}
3178 \fdesc{Legge la posizione corrente sul file.}
3181 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3182 caso \var{errno} assumerà i valori di \func{lseek}.}
3185 In Linux, a partire dalle glibc 2.1, sono presenti anche le due funzioni
3186 \func{fseeko} e \func{ftello}, che sono assolutamente identiche alle
3187 precedenti \func{fseek} e \func{ftell} ma hanno argomenti di tipo
3188 \type{off\_t} anziché di tipo \ctyp{long int}. Dato che \ctyp{long} è nella
3189 gran parte dei casi un intero a 32 bit, questo diventa un problema quando la
3190 posizione sul file viene espressa con un valore a 64 bit come accade nei
3191 sistemi più moderni.
3193 % TODO: mettere prototipi espliciti fseeko e ftello o menzione?
3197 \subsection{Input/output binario}
3198 \label{sec:file_binary_io}
3200 La prima modalità di input/output non formattato ricalca quella della
3201 interfaccia dei file descriptor, e provvede semplicemente la scrittura e la
3202 lettura dei dati da un buffer verso un file e viceversa. In generale questa è
3203 la modalità che si usa quando si ha a che fare con dati non formattati. Le due
3204 funzioni che si usano per l'I/O binario sono \funcd{fread} ed \funcd{fwrite};
3205 i rispettivi prototipi sono:
3209 \fdecl{size\_t fread(void *ptr, size\_t size, size\_t nmemb, FILE *stream)}
3210 \fdesc{Legge i dati da uno \textit{stream}.}
3211 \fdecl{size\_t fwrite(const void *ptr, size\_t size, size\_t nmemb,
3213 \fdesc{Scrive i dati su uno \textit{stream}.}
3216 {Le funzioni ritornano il numero di elementi letti o scritti, in caso di
3217 errore o fine del file viene restituito un numero di elementi inferiore al
3221 Le funzioni rispettivamente leggono e scrivono \param{nmemb} elementi di
3222 dimensione \param{size} dal buffer \param{ptr} al file \param{stream}. In
3223 genere si usano queste funzioni quando si devono trasferire su file blocchi di
3224 dati binari in maniera compatta e veloce; un primo caso di uso tipico è quello
3225 in cui si salva un vettore (o un certo numero dei suoi elementi) con una
3227 \includecodesnip{listati/WriteVect.c}
3228 in questo caso devono essere specificate le dimensioni di ciascun
3229 elemento ed il numero di quelli che si vogliono scrivere. Un secondo
3230 caso è invece quello in cui si vuole trasferire su file una struttura;
3231 si avrà allora una chiamata tipo:
3232 \includecodesnip{listati/WriteStruct.c}
3233 in cui si specifica la dimensione dell'intera struttura ed un solo
3236 In realtà quello che conta nel trasferimento dei dati sono le dimensioni
3237 totali, che sono sempre pari al prodotto \code{size * nelem}, la differenza
3238 sta nel fatto che le funzioni non ritornano il numero di byte scritti, ma il
3239 numero di elementi (e con questo possono facilitare i conti).
3241 La funzione \func{fread} legge sempre un numero intero di elementi, se
3242 incontra la fine del file l'oggetto letto parzialmente viene scartato (lo
3243 stesso avviene in caso di errore). In questo caso la posizione dello
3244 \textit{stream} viene impostata alla fine del file (e non a quella
3245 corrispondente alla quantità di dati letti).
3247 In caso di errore (o fine del file per \func{fread}) entrambe le
3248 funzioni restituiscono il numero di oggetti effettivamente letti o
3249 scritti, che sarà inferiore a quello richiesto. Contrariamente a quanto
3250 avviene per i file descriptor, questo segnala una condizione di errore e
3251 occorrerà usare \func{feof} e \func{ferror} per stabilire la natura del
3254 Benché queste funzioni assicurino la massima efficienza per il
3255 salvataggio dei dati, i dati memorizzati attraverso di esse presentano
3256 lo svantaggio di dipendere strettamente dalla piattaforma di sviluppo
3257 usata ed in genere possono essere riletti senza problemi solo dallo
3258 stesso programma che li ha prodotti.
3260 Infatti diversi compilatori possono eseguire ottimizzazioni diverse delle
3261 strutture dati e alcuni compilatori (come il \cmd{gcc}) possono anche
3262 scegliere se ottimizzare l'occupazione di spazio, impacchettando più
3263 strettamente i dati, o la velocità inserendo opportuni \textit{padding} per
3264 l'allineamento dei medesimi generando quindi output binari diversi. Inoltre
3265 altre incompatibilità si possono presentare quando entrano in gioco differenze
3266 di architettura hardware, come la dimensione del bus o la modalità di
3267 ordinamento dei bit o il formato delle variabili in floating point.
3269 Per questo motivo quando si usa l'input/output binario occorre sempre prendere
3270 le opportune precauzioni come usare un formato di più alto livello che
3271 permetta di recuperare l'informazione completa, per assicurarsi che versioni
3272 diverse del programma siano in grado di rileggere i dati, tenendo conto delle
3273 eventuali differenze.
3275 La \acr{glibc} definisce infine due ulteriori funzioni per l'I/O binario,
3276 \funcd{fread\_unlocked} e \funcd{fwrite\_unlocked}, che evitano il lock
3277 implicito dello \textit{stream} usato per dalla librerie per la gestione delle
3278 applicazioni \textit{multi-thread} (si veda sez.~\ref{sec:file_stream_thread}
3279 per i dettagli), i loro prototipi sono:
3283 \fdecl{size\_t fread\_unlocked(void *ptr, size\_t size, size\_t
3284 nmemb, FILE *stream)}
3285 \fdecl{size\_t fwrite\_unlocked(const void *ptr, size\_t size,
3286 size\_t nmemb, FILE *stream)}
3287 \fdesc{Leggono o scrivono dati su uno \textit{stream} senza acquisire il lock
3288 implicito sullo stesso.}
3291 {Le funzioni ritornano gli stessi valori delle precedenti \func{fread} e
3295 % TODO: trattare in generale le varie *_unlocked
3298 \subsection{Input/output a caratteri}
3299 \label{sec:file_char_io}
3301 La seconda modalità di input/output è quella a caratteri, in cui si
3302 trasferisce un carattere alla volta. Le funzioni per la lettura a
3303 caratteri sono tre, \funcd{fgetc}, \funcd{getc} e \funcd{getchar}, ed i
3304 rispettivi prototipi sono:
3308 \fdecl{int getc(FILE *stream)}
3309 \fdecl{int fgetc(FILE *stream)}
3310 \fdesc{Leggono un singolo byte da uno \textit{stream}.}
3311 \fdecl{int getchar(void)}
3312 \fdesc{Legge un byte dallo \textit{standard input}.}
3315 {Le funzioni ritornano il byte letto in caso di successo e \val{EOF} per un
3316 errore o se si arriva alla fine del file.}
3319 La funzione \func{getc} legge un byte da \param{stream} e lo restituisce come
3320 intero, ed in genere è implementata come una macro per cui può avere
3321 \textit{side effects}, mentre \func{fgetc} è assicurato essere sempre una
3322 funzione. Infine \func{getchar} è equivalente a \code{getc(stdin)}.
3324 A parte \func{getchar}, che si usa in genere per leggere un carattere da
3325 tastiera, le altre due funzioni sono sostanzialmente equivalenti. La
3326 differenza è che \func{getc} è ottimizzata al massimo e normalmente
3327 viene implementata con una macro, per cui occorre stare attenti a cosa
3328 le si passa come argomento, infatti \param{stream} può essere valutato
3329 più volte nell'esecuzione, e non viene passato in copia con il
3330 meccanismo visto in sez.~\ref{sec:proc_var_passing}; per questo motivo se
3331 si passa un'espressione si possono avere effetti indesiderati.
3333 Invece \func{fgetc} è assicurata essere sempre una funzione, per questo motivo
3334 la sua esecuzione normalmente è più lenta per via dell'overhead della
3335 chiamata, ma è altresì possibile ricavarne l'indirizzo, che può essere passato
3336 come argomento ad un altra funzione (e non si hanno i problemi accennati in
3337 precedenza nel tipo di argomento).
3339 Le tre funzioni restituiscono tutte un \ctyp{unsigned char} convertito
3340 ad \ctyp{int} (si usa \ctyp{unsigned char} in modo da evitare
3341 l'espansione del segno). In questo modo il valore di ritorno è sempre
3342 positivo, tranne in caso di errore o fine del file.
3344 Nelle estensioni GNU che provvedono la localizzazione sono definite tre
3345 funzioni equivalenti alle precedenti, \funcd{getwc}, \funcd{fgetwc} e
3346 \funcd{getwchar}, che invece di un carattere di un byte restituiscono un
3347 carattere in formato esteso (cioè di tipo \ctyp{wint\_t}), il loro prototipo
3353 \fdecl{wint\_t getwc(FILE *stream)}
3354 \fdecl{wint\_t fgetwc(FILE *stream)}
3355 \fdesc{Leggono un carattere da uno \textit{stream}.}
3356 \fdecl{wint\_t getwchar(void)}
3357 \fdesc{Legge un carattere dallo \textit{standard input}.}
3360 {Le funzioni ritornano il carattere letto in caso di successo e \val{WEOF} per
3361 un errore o se si arriva alla fine del file.}
3364 La funzione \func{getwc} legge un carattere esteso da \param{stream} e lo
3365 restituisce come intero, ed in genere è implementata come una macro, mentre
3366 \func{fgetwc} è assicurata essere sempre una funzione. Infine \func{getwchar}
3367 è equivalente a \code{getwc(stdin)}.
3369 Per scrivere un carattere si possono usare tre funzioni, analoghe alle
3370 precedenti usate per leggere: \funcd{putc}, \funcd{fputc} e \funcd{putchar}; i
3371 loro prototipi sono:
3375 \fdecl{int putc(int c, FILE *stream)}
3376 \fdecl{int fputc(int c, FILE *stream)}
3377 \fdesc{Scrive un byte su uno \textit{stream}.}
3378 \fdecl{int putchar(int c)}
3379 \fdesc{Scrive un byte sullo \textit{standard output}.}
3382 {Le funzioni ritornano il valore del byte scritto in caso di successo e
3383 \val{EOF} per un errore.}
3386 La funzione \func{putc} scrive un byte su \param{stream} e lo restituisce come
3387 intero, ed in genere è implementata come una macro, mentre \func{fputc} è
3388 assicurata essere sempre una funzione. Infine \func{putchar} è equivalente a
3389 \code{putc(stdout)}. Tutte queste funzioni scrivono sempre un byte alla
3390 volta, anche se prendono come argomento un \ctyp{int} (che pertanto deve
3391 essere ottenuto con un cast da un \ctyp{unsigned char}). Anche il valore di
3392 ritorno è sempre un intero; in caso di errore o fine del file il valore di
3393 ritorno è \val{EOF}.
3395 Come nel caso dell'I/O binario con \func{fread} e \func{fwrite} la \acr{glibc}
3396 provvede come estensione, per ciascuna delle funzioni precedenti,
3397 un'ulteriore funzione, il cui nome è ottenuto aggiungendo un
3398 \code{\_unlocked}, che esegue esattamente le stesse operazioni, evitando però
3399 il lock implicito dello \textit{stream}.
3401 Per compatibilità con SVID sono inoltre provviste anche due funzioni,
3402 \funcd{getw} e \funcd{putw}, da usare per leggere e scrivere una \textit{word}
3403 (cioè due byte in una volta); i loro prototipi sono:
3407 \fdecl{getw(FILE *stream)}
3408 \fdesc{Legge una parola da uno \textit{stream}.}
3409 \fdecl{int putw(int w, FILE *stream)}
3410 \fdesc{Scrive una parola su uno \textit{stream}.}
3413 {Le funzioni ritornano la parola letta o scritta in caso di successo e
3414 \val{EOF} per un errore.}
3417 Le funzioni leggono e scrivono una \textit{word} di due byte, usando comunque
3418 una variabile di tipo \ctyp{int}; il loro uso è deprecato in favore dell'uso
3419 di \func{fread} e \func{fwrite}, in quanto non è possibile distinguere il
3420 valore -1 da una condizione di errore che restituisce \val{EOF}.
3422 Uno degli usi più frequenti dell'input/output a caratteri è nei programmi di
3423 \textit{parsing} in cui si analizza il testo; in questo contesto diventa utile
3424 poter analizzare il carattere successivo da uno \textit{stream} senza estrarlo
3425 effettivamente (la tecnica è detta \textit{peeking ahead}) in modo che il
3426 programma possa regolarsi avendo dato una \textsl{sbirciatina} a quello che
3429 Nel nostro caso questo tipo di comportamento può essere realizzato prima
3430 leggendo il carattere, e poi rimandandolo indietro, cosicché ridiventi
3431 disponibile per una lettura successiva; la funzione che inverte la
3432 lettura si chiama \funcd{ungetc} ed il suo prototipo è:
3436 \fdecl{int ungetc(int c, FILE *stream)}
3437 \fdesc{Manda indietro un byte su uno \textit{stream}.}
3440 {La funzione ritorna il byte inviato in caso di successo e \val{EOF} per un
3444 La funzione rimanda indietro il carattere \param{c}, con un cast a
3445 \ctyp{unsigned char}, sullo \textit{stream} \param{stream}. Benché lo standard
3446 ANSI C preveda che l'operazione possa essere ripetuta per un numero arbitrario
3447 di caratteri, alle implementazioni è richiesto di garantire solo un livello;
3448 questo è quello che fa la \acr{glibc}, che richiede che avvenga un'altra
3449 operazione fra due \func{ungetc} successive.
3451 Non è necessario che il carattere che si manda indietro sia l'ultimo che si è
3452 letto, e non è necessario neanche avere letto nessun carattere prima di usare
3453 \func{ungetc}, ma di norma la funzione è intesa per essere usata per rimandare
3454 indietro l'ultimo carattere letto. Nel caso \param{c} sia un \val{EOF} la
3455 funzione non fa nulla, e restituisce sempre \val{EOF}; così si può usare
3456 \func{ungetc} anche con il risultato di una lettura alla fine del file.
3458 Se si è alla fine del file si può comunque rimandare indietro un carattere, il
3459 flag di \textit{end-of-file} verrà automaticamente cancellato perché c'è un
3460 nuovo carattere disponibile che potrà essere riletto successivamente.
3462 Infine si tenga presente che \func{ungetc} non altera il contenuto del file,
3463 ma opera esclusivamente sul buffer interno. Se si esegue una qualunque delle
3464 operazioni di riposizionamento (vedi sez.~\ref{sec:file_io}) i caratteri
3465 rimandati indietro vengono scartati.
3468 \subsection{Input/output di linea}
3469 \label{sec:file_line_io}
3471 La terza ed ultima modalità di input/output non formattato è quella di linea,
3472 in cui si legge o si scrive una riga alla volta. Questa è la modalità usata
3473 normalmente per l'I/O da terminale, ed è anche quella che presenta le
3474 caratteristiche più controverse.
3476 Le funzioni previste dallo standard ANSI C per leggere una linea sono
3477 sostanzialmente due, \funcd{gets} e \funcd{fgets}, i cui rispettivi
3482 \fdecl{char *gets(char *string)}
3483 \fdesc{Legge una linea di testo dallo \textit{standard input}.}
3484 \fdecl{char *fgets(char *string, int size, FILE *stream)}
3485 \fdesc{Legge una linea di testo da uno \textit{stream}.}
3488 {Le funzioni ritornano l'indirizzo della stringa con la linea di testo letta o
3489 scritta in caso di successo e \val{NULL} per un errore.}
3492 Entrambe le funzioni effettuano la lettura, dal file specificato \func{fgets},
3493 dallo \textit{standard input} \func{gets}, di una linea di caratteri terminata
3494 dal carattere ASCII di \textit{newline}, che come detto corrisponde a quello
3495 generato dalla pressione del tasto di invio sulla tastiera. Si tratta del
3496 carattere che indica la terminazione di una riga (in sostanza del carattere di
3497 ``\textsl{a capo}'') che viene rappresentato nelle stringhe di formattazione
3498 che vedremo in sez.~\ref{sec:file_formatted_io} come
3499 ``\verb|\n|''. Nell'esecuzione delle funzioni \func{gets} sostituisce
3500 ``\verb|\n|'' con uno zero, mentre \func{fgets} aggiunge uno zero dopo il
3501 \textit{newline}, che resta dentro la stringa.
3503 \itindbeg{buffer~overflow}
3505 Se la lettura incontra la fine del file (o c'è un errore) viene restituito un
3506 puntatore \val{NULL}, ed il buffer \param{buf} non viene toccato. L'uso di
3507 \func{gets} è deprecato e deve essere assolutamente evitato, la funzione
3508 infatti non controlla il numero di byte letti, per cui nel caso la stringa
3509 letta superi le dimensioni del buffer, si avrà un \textit{buffer overflow},
3510 con sovrascrittura della memoria del processo adiacente al
3511 buffer.\footnote{questa tecnica è spiegata in dettaglio e con molta efficacia
3512 nell'ormai famoso articolo di Aleph1 \cite{StS}.}
3514 Questa è una delle vulnerabilità più sfruttate per guadagnare accessi non
3515 autorizzati al sistema (i cosiddetti \textit{exploit}), basta infatti inviare
3516 una stringa sufficientemente lunga ed opportunamente forgiata per
3517 sovrascrivere gli indirizzi di ritorno nello \textit{stack} (supposto che la
3518 \func{gets} sia stata chiamata da una subroutine), in modo da far ripartire
3519 l'esecuzione nel codice inviato nella stringa stessa, che in genere contiene
3520 uno \textit{shell code}, cioè una sezione di programma che lancia una shell da
3521 cui si potranno poi eseguire altri programmi.
3523 \itindend{buffer~overflow}
3525 La funzione \func{fgets} non ha i precedenti problemi di \func{gets} in quanto
3526 prende in ingresso la dimensione del buffer \param{size}, che non verrà mai
3527 ecceduta in lettura. La funzione legge fino ad un massimo di \param{size}
3528 caratteri (\textit{newline} compreso), ed aggiunge uno zero di terminazione;
3529 questo comporta che la stringa possa essere al massimo di \code{size-1}
3530 caratteri. Se la linea eccede la dimensione del buffer verranno letti solo
3531 \code{size-1} caratteri, ma la stringa sarà sempre terminata correttamente con
3532 uno zero finale; sarà possibile leggere i rimanenti caratteri in una chiamata
3535 Per la scrittura di una linea lo standard ANSI C prevede altre due
3536 funzioni, \funcd{fputs} e \funcd{puts}, analoghe a quelle di lettura, i
3537 rispettivi prototipi sono:
3541 \fdecl{int puts(char *string)}
3542 \fdesc{Scrive una linea di testo sullo \textit{standard output}.}
3543 \fdecl{int fputs(char *string, int size, FILE *stream)}
3544 \fdesc{Scrive una linea di testo su uno \textit{stream}.}
3547 {Le funzioni ritornano un valore non negativo in caso di successo e \val{EOF}
3551 La funzione \func{puts} scrive una linea di testo mantenuta
3552 all'indirizzo \param{string} sullo \textit{standard output} mentre \func{puts}
3553 la scrive sul file indicato da \param{stream}. Dato che in questo caso si
3554 scrivono i dati in uscita \func{puts} non ha i problemi di \func{gets} ed è in
3555 genere la forma più immediata per scrivere messaggi sullo \textit{standard
3556 output}; la funzione prende una stringa terminata da uno zero ed aggiunge
3557 automaticamente il ritorno a capo. La differenza con \func{fputs} (a parte la
3558 possibilità di specificare un file diverso da \var{stdout}) è che quest'ultima
3559 non aggiunge il \textit{newline}, che deve essere previsto esplicitamente.
3561 Come per le analoghe funzioni di input/output a caratteri, anche per l'I/O di
3562 linea esistono delle estensioni per leggere e scrivere linee di caratteri
3563 estesi, le funzioni in questione sono \funcd{fgetws} e \funcd{fputws} ed i
3564 loro prototipi sono:
3568 \fdecl{wchar\_t *fgetws(wchar\_t *ws, int n, FILE *stream)}
3569 \fdesc{Legge una stringa di carattere estesi da uno \textit{stream}.}
3570 \fdecl{int fputws(const wchar\_t *ws, FILE *stream)}
3571 \fdesc{Scrive una stringa di carattere estesi da uno \textit{stream}.}
3574 {Le funzioni ritornano rispettivamente l'indirizzo della stringa o un non
3575 negativo in caso di successo e \val{NULL} o \val{EOF} per un errore o per la
3580 La funzione \func{fgetws} legge un massimo di \param{n} caratteri estesi dal
3581 file \param{stream} al buffer \param{ws}, mentre la funzione \func{fputws}
3582 scrive la linea \param{ws} di caratteri estesi sul file indicato
3583 da \param{stream}. Il comportamento di queste due funzioni è identico a
3584 quello di \func{fgets} e \func{fputs}, a parte il fatto che tutto (numero di
3585 caratteri massimo, terminatore della stringa, \textit{newline}) è espresso in
3586 termini di caratteri estesi anziché di normali caratteri ASCII.
3588 Come per l'I/O binario e quello a caratteri, anche per l'I/O di linea la
3589 \acr{glibc} supporta una serie di altre funzioni, estensioni di tutte quelle
3590 illustrate finora (eccetto \func{gets} e \func{puts}), che eseguono
3591 esattamente le stesse operazioni delle loro equivalenti, evitando però il lock
3592 implicito dello \textit{stream} (vedi sez.~\ref{sec:file_stream_thread}). Come
3593 per le altre forma di I/O, dette funzioni hanno lo stesso nome della loro
3594 analoga normale, con l'aggiunta dell'estensione \code{\_unlocked}.
3596 Come abbiamo visto, le funzioni di lettura per l'input/output di linea
3597 previste dallo standard ANSI C presentano svariati inconvenienti. Benché
3598 \func{fgets} non abbia i gravissimi problemi di \func{gets}, può comunque dare
3599 risultati ambigui se l'input contiene degli zeri; questi infatti saranno
3600 scritti sul buffer di uscita e la stringa in output apparirà come più corta
3601 dei byte effettivamente letti. Questa è una condizione che è sempre possibile
3602 controllare (deve essere presente un \textit{newline} prima della effettiva
3603 conclusione della stringa presente nel buffer), ma a costo di una
3604 complicazione ulteriore della logica del programma. Lo stesso dicasi quando si
3605 deve gestire il caso di stringa che eccede le dimensioni del buffer.
3607 Per questo motivo la \acr{glibc} prevede, come estensione GNU, due nuove
3608 funzioni per la gestione dell'input/output di linea, il cui uso permette di
3609 risolvere questi problemi. L'uso di queste funzioni deve essere attivato
3610 definendo la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di includere
3611 \headfile{stdio.h}. La prima delle due, \funcd{getline}, serve per leggere una
3612 linea terminata da un \textit{newline}, esattamente allo stesso modo di
3613 \func{fgets}, il suo prototipo è:
3617 \fdecl{ssize\_t getline(char **buffer, size\_t *n, FILE *stream)}
3618 \fdesc{Legge una riga da uno \textit{stream}.}
3621 {La funzione ritorna il numero di caratteri letti in caso di successo e $-1$
3622 per un errore o per il raggiungimento della fine del file.}
3625 La funzione legge una linea dal file \param{stream} copiandola sul buffer
3626 indicato da \param{buffer} riallocandolo se necessario (l'indirizzo del buffer
3627 e la sua dimensione vengono sempre riscritte). Permette così di eseguire una
3628 lettura senza doversi preoccupare della eventuale lunghezza eccessiva della
3631 Essa prende come primo argomento l'indirizzo del puntatore al buffer su cui si
3632 vuole copiare la linea. Quest'ultimo \emph{deve} essere stato allocato in
3633 precedenza con una \func{malloc}, non si può cioè passare come argomento primo
3634 argomento l'indirizzo di un puntatore ad una variabile locale. Come secondo
3635 argomento la funzione vuole l'indirizzo della variabile contenente le
3636 dimensioni del buffer suddetto.
3638 Se il buffer di destinazione è sufficientemente ampio la stringa viene scritta
3639 subito, altrimenti il buffer viene allargato usando \func{realloc} e la nuova
3640 dimensione ed il nuovo puntatore vengono restituiti indietro, si noti infatti
3641 come entrambi gli argomenti siano dei \textit{value result argument}, per i
3642 quali vengono passati dei puntatori anziché i valori delle variabili, secondo
3643 quanto abbiamo descritto in sez.~\ref{sec:proc_var_passing}).
3645 Se si passa alla funzione l'indirizzo di un puntatore impostato a \val{NULL} e
3646 \var{*n} è zero, la funzione provvede da sola all'allocazione della memoria
3647 necessaria a contenere la linea. In tutti i casi si ottiene dalla funzione un
3648 puntatore all'inizio del testo della linea letta. Un esempio di codice può
3650 \includecodesnip{listati/getline.c}
3651 e per evitare \textit{memory leak} occorre ricordarsi di liberare la memoria
3652 allocata dalla funzione eseguendo una \func{free} su \var{ptr}.
3654 Il valore di ritorno di \func{getline} indica il numero di caratteri letti
3655 dallo \textit{stream}, quindi compreso il \textit{newline}, ma non lo zero di
3656 terminazione. Questo permette anche di distinguere anche gli eventuali zeri
3657 letti come dati dallo \textit{stream} da quello inserito dalla funzione dopo
3658 il \textit{newline} per terminare la stringa. Se si è alla fine del file e
3659 non si è potuto leggere nulla o se c'è stato un errore la funzione restituisce
3662 La seconda estensione GNU per la lettura con l'I/O di linea è una
3663 generalizzazione di \func{getline} per poter usare come separatore delle linee
3664 un carattere qualsiasi al posto del \textit{newline}. La funzione si chiama
3665 \funcd{getdelim} ed il suo prototipo è:
3669 \fdecl{size\_t getdelim(char **buffer, size\_t *n, int delim, FILE *stream)}
3670 \fdesc{Legge da uno \textit{stream} una riga delimitata da un carattere
3674 {La funzione ha gli stessi valori di ritorno e gli stessi errori di
3678 La funzione è identica a \func{getline} solo che usa \param{delim} al posto
3679 del carattere di \textit{newline} come separatore di linea. Il comportamento
3680 di \func{getdelim} è identico a quello di \func{getline}, che può essere
3681 implementata da \func{getdelim} passando ``\verb|\n|'' come valore
3682 dell'argomento \param{delim}.
3685 \subsection{Input/output formattato}
3686 \label{sec:file_formatted_io}
3688 L'ultima modalità di input/output è quella formattata, che è una delle
3689 caratteristiche più utilizzate delle librerie standard del C; in genere questa
3690 è la modalità in cui si esegue normalmente l'output su terminale poiché
3691 permette di stampare in maniera facile e veloce dati, tabelle e messaggi.
3693 L'output formattato viene eseguito con una delle 13 funzioni della famiglia
3694 \func{printf}; le tre più usate sono \funcd{printf}, \funcd{fprintf} e
3695 \funcd{sprintf}, i cui prototipi sono:
3699 \fdecl{int printf(const char *format, ...)}
3700 \fdesc{Scrive una stringa formattata sullo \textit{standard output}.}
3701 \fdecl{int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...)}
3702 \fdesc{Scrive una stringa formattata su uno \textit{stream}.}
3703 \fdecl{int sprintf(char *str, const char *format, ...)}
3704 \fdesc{Scrive una stringa formattata su un buffer.}
3707 {Le funzioni ritornano il numero di caratteri scritti in caso di successo e un
3708 valore negativo per un errore.}
3712 Le funzioni usano la stringa \param{format} come indicatore del formato con
3713 cui dovrà essere scritto il contenuto degli argomenti, il cui numero è
3714 variabile e dipende dal formato stesso.
3716 Le prime due servono per scrivere su file (lo \textit{standard output} o
3717 quello specificato) la terza permette di scrivere su una stringa, in genere
3718 l'uso di \func{sprintf} è sconsigliato in quanto è possibile, se non si ha la
3719 sicurezza assoluta sulle dimensioni del risultato della stampa, eccedere le
3720 dimensioni di \param{str}, con conseguente sovrascrittura di altre variabili e
3721 possibili \textit{buffer overflow}. Per questo motivo si consiglia l'uso
3722 dell'alternativa \funcd{snprintf}, il cui prototipo è:
3726 \fdecl{snprintf(char *str, size\_t size, const char *format, ...)}
3727 \fdesc{Scrive una stringa formattata su un buffer.}
3730 {La funzione ha lo stesso valore di ritorno e gli stessi errori di
3734 \noindent la funzione è identica a \func{sprintf}, ma non scrive
3735 su \param{str} più di \param{size} caratteri, garantendo così che il buffer
3736 non possa essere sovrascritto.
3741 \begin{tabular}[c]{|l|l|p{10cm}|}
3743 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo} & \textbf{Significato} \\
3746 \cmd{\%d} &\ctyp{int} & Stampa un numero intero in formato decimale
3748 \cmd{\%i} &\ctyp{int} & Identico a \cmd{\%d} in output.\\
3749 \cmd{\%o} &\ctyp{unsigned int}& Stampa un numero intero come ottale.\\
3750 \cmd{\%u} &\ctyp{unsigned int}& Stampa un numero intero in formato
3751 decimale senza segno.\\
3753 \cmd{\%X} &\ctyp{unsigned int}& Stampano un intero in formato esadecimale,
3754 rispettivamente con lettere minuscole e
3756 \cmd{\%f} &\ctyp{double} & Stampa un numero in virgola mobile con la
3757 notazione a virgola fissa.\\
3759 \cmd{\%E} &\ctyp{double} & Stampano un numero in virgola mobile con la
3760 notazione esponenziale, rispettivamente con
3761 lettere minuscole e maiuscole.\\
3763 \cmd{\%G} &\ctyp{double} & Stampano un numero in virgola mobile con la
3764 notazione più appropriate delle due precedenti,
3765 rispettivamente con lettere minuscole e
3768 \cmd{\%A} &\ctyp{double} & Stampano un numero in virgola mobile in
3769 notazione esadecimale frazionaria.\\
3770 \cmd{\%c} &\ctyp{int} & Stampa un carattere singolo.\\
3771 \cmd{\%s} &\ctyp{char *} & Stampa una stringa.\\
3772 \cmd{\%p} &\ctyp{void *} & Stampa il valore di un puntatore.\\
3773 \cmd{\%n} &\ctyp{\&int} & Prende il numero di caratteri stampati finora.\\
3774 \cmd{\%\%}& & Stampa un ``\texttt{\%}''.\\
3777 \caption{Valori possibili per gli specificatori di conversione in una
3778 stringa di formato di \func{printf}.}
3779 \label{tab:file_format_spec}
3782 La parte più complessa delle funzioni di scrittura formattata è il formato
3783 della stringa \param{format} che indica le conversioni da fare, e da cui
3784 deriva anche il numero degli argomenti che dovranno essere passati a seguire:
3785 si noti come tutte queste funzioni siano ``\textit{variadic}'', prendendo un
3786 numero di argomenti variabile che dipende appunto da quello che si è
3787 specificato in \param{format}.
3789 La stringa di formato è costituita da caratteri normali (tutti eccetto
3790 ``\texttt{\%}''), che vengono passati invariati in uscita, e da direttive di
3791 conversione, in cui devono essere sempre presenti il carattere
3792 ``\texttt{\%}'', che introduce la direttiva, ed uno degli specificatori di
3793 conversione (riportati in tab.~\ref{tab:file_format_spec}) che la conclude.
3795 Il formato di una direttiva di conversione prevede una serie di possibili
3796 elementi opzionali oltre al carattere ``\cmd{\%}'' e allo specificatore di
3797 conversione. In generale essa è sempre del tipo:
3799 % [n. parametro $] [flag] [[larghezza] [. precisione]] [tipo] conversione
3801 in cui tutti i valori tranne il ``\texttt{\%}'' e lo specificatore di
3802 conversione sono opzionali (e per questo sono indicati fra parentesi quadre);
3803 si possono usare più elementi opzionali, nel qual caso devono essere
3804 specificati in questo ordine:
3806 \item uno specificatore del parametro da usare (terminato da un carattere
3808 \item uno o più flag (i cui valori possibili sono riassunti in
3809 tab.~\ref{tab:file_format_flag}) che controllano il formato di stampa della
3811 \item uno specificatore di larghezza (un numero decimale), eventualmente
3812 seguito (per i numeri in virgola mobile) da un specificatore di precisione
3813 (un altro numero decimale),
3814 \item uno specificatore del tipo di dato, che ne indica la dimensione (i cui
3815 valori possibili sono riassunti in tab.~\ref{tab:file_format_type}).
3821 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
3823 \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
3826 \val{\#} & Chiede la conversione in forma alternativa.\\
3827 \val{0} & La conversione è riempita con zeri alla sinistra del valore.\\
3828 \val{-} & La conversione viene allineata a sinistra sul bordo del campo.\\
3829 \val{' '}& Mette uno spazio prima di un numero con segno di valore
3831 \val{+} & Mette sempre il segno ($+$ o $-$) prima di un numero.\\
3834 \caption{I valori dei flag per il formato di \func{printf}}
3835 \label{tab:file_format_flag}
3838 Dettagli ulteriori sulle varie opzioni di stampa e su tutte le casistiche
3839 dettagliate dei vari formati possono essere trovati nella pagina di manuale di
3840 \func{printf} e nella documentazione della \acr{glibc}.
3845 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
3847 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3850 \cmd{hh} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{char} con o senza
3851 segno, o il puntatore per il numero dei parametri \cmd{n} è di
3853 \cmd{h} & Una conversione intera corrisponde a uno \ctyp{short} con o
3854 senza segno, o il puntatore per il numero dei parametri \cmd{n}
3855 è di tipo \ctyp{short}.\\
3856 \cmd{l} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{long} con o
3857 senza segno, o il puntatore per il numero dei parametri \cmd{n}
3858 è di tipo \ctyp{long}, o il carattere o la stringa seguenti
3859 sono in formato esteso.\\
3860 \cmd{ll} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{long long} con o
3861 senza segno, o il puntatore per il numero dei parametri \cmd{n}
3862 è di tipo \ctyp{long long}.\\
3863 \cmd{L} & Una conversione in virgola mobile corrisponde a un
3865 \cmd{q} & Sinonimo di \cmd{ll}.\\
3866 \cmd{j} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{intmax\_t} o
3867 \ctyp{uintmax\_t}.\\
3868 \cmd{z} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{size\_t} o
3870 \cmd{t} & Una conversione intera corrisponde a un \ctyp{ptrdiff\_t}.\\
3873 \caption{Il modificatore di tipo di dato per il formato di \func{printf}}
3874 \label{tab:file_format_type}
3877 Una versione alternativa delle funzioni di output formattato, che permettono
3878 di usare il puntatore ad una lista variabile di argomenti (vedi
3879 sez.~\ref{sec:proc_variadic}), sono \funcd{vprintf}, \funcd{vfprintf} e
3880 \funcd{vsprintf}, i cui prototipi sono:
3884 \fdecl{int vprintf(const char *format, va\_list ap)}
3885 \fdesc{Scrive una stringa formattata sullo \textit{standard output}.}
3886 \fdecl{int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va\_list ap)}
3887 \fdesc{Scrive una stringa formattata su uno \textit{stream}.}
3888 \fdecl{int vsprintf(char *str, const char *format, va\_list ap)}
3889 \fdesc{Scrive una stringa formattata su un buffer.}
3892 {Le funzioni ritornano il numero di caratteri scritti in caso di successo e un
3893 valore negativo per un errore.}
3896 Con queste funzioni diventa possibile selezionare gli argomenti che si
3897 vogliono passare ad una funzione di stampa, passando direttamente la lista
3898 tramite l'argomento \param{ap}. Per poter far questo ovviamente la lista
3899 variabile degli argomenti dovrà essere opportunamente trattata (l'argomento è
3900 esaminato in sez.~\ref{sec:proc_variadic}), e dopo l'esecuzione della funzione
3901 l'argomento \param{ap} non sarà più utilizzabile (in generale dovrebbe essere
3902 eseguito un \code{va\_end(ap)} ma in Linux questo non è necessario).
3904 Come per \func{sprintf} anche per \func{vsprintf} esiste una analoga
3905 \funcd{vsnprintf} che pone un limite sul numero di caratteri che vengono
3906 scritti sulla stringa di destinazione:
3910 \fdecl{vsnprintf(char *str, size\_t size, const char *format, va\_list ap)}
3911 \fdesc{Scrive una stringa formattata su un buffer.}
3914 {La funzione ha lo stesso valore di ritorno e gli stessi errori di
3918 \noindent in modo da evitare possibili \textit{buffer overflow}.
3921 Per eliminare alla radice questi problemi, la \acr{glibc} supporta una
3922 specifica estensione GNU che alloca dinamicamente tutto lo spazio necessario;
3923 l'estensione si attiva al solito definendo \macro{\_GNU\_SOURCE}, le due
3924 funzioni sono \funcd{asprintf} e \funcd{vasprintf}, ed i rispettivi prototipi
3929 \fdecl{int asprintf(char **strptr, const char *format, ...)}
3930 \fdecl{int vasprintf(char **strptr, const char *format, va\_list ap)}
3931 \fdesc{Scrive una stringa formattata su un buffer.}
3934 {Le funzioni hanno lo stesso valore di ritorno e gli stessi errori di
3939 Entrambe le funzioni prendono come argomento \param{strptr} che deve essere
3940 l'indirizzo di un puntatore ad una stringa di caratteri, in cui verrà
3941 restituito (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_var_passing} a
3942 proposito dei \textit{value result argument}) l'indirizzo della stringa
3943 allocata automaticamente dalle funzioni. Occorre inoltre ricordarsi di
3944 invocare \func{free} per liberare detto puntatore quando la stringa non serve
3945 più, onde evitare \textit{memory leak}.
3947 % TODO verificare se mettere prototipi di \func{dprintf} e \func{vdprintf}
3949 Infine una ulteriore estensione GNU definisce le due funzioni \funcm{dprintf} e
3950 \funcm{vdprintf}, che prendono un file descriptor al posto dello
3951 \textit{stream}. Altre estensioni permettono di scrivere con caratteri
3952 estesi. Anche queste funzioni, il cui nome è generato dalle precedenti
3953 funzioni aggiungendo una \texttt{w} davanti a \texttt{print}, sono trattate in
3954 dettaglio nella documentazione della \acr{glibc}.
3956 In corrispondenza alla famiglia di funzioni \func{printf} che si usano per
3957 l'output formattato, l'input formattato viene eseguito con le funzioni della
3958 famiglia \func{scanf}; fra queste le tre più importanti sono \funcd{scanf},
3959 \funcd{fscanf} e \funcd{sscanf}, i cui prototipi sono:
3963 \fdecl{int scanf(const char *format, ...)}
3964 \fdesc{Esegue la scansione di dati dallo \textit{standard input}.}
3965 \fdecl{int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...)}
3966 \fdesc{Esegue la scansione di dati da uno \textit{stream}. }
3967 \fdecl{int sscanf(char *str, const char *format, ...)}
3968 \fdesc{Esegue la scansione di dati da un buffer.}
3971 {La funzione ritorna il numero di elementi assegnati in caso di successo e
3972 \val{EOF} per un errore o se si raggiunta la fine del file.}
3975 Le funzioni eseguono una scansione della rispettiva fonte di input cercando
3976 una corrispondenza di quanto letto con il formato dei dati specificato
3977 da \param{format}, ed effettua le relative conversioni memorizzando il
3978 risultato negli argomenti seguenti, il cui numero è variabile e dipende dal
3979 valore di \param{format}. Come per le analoghe funzioni di scrittura esistono
3980 le relative \funcm{vscanf}, \funcm{vfscanf} e \funcm{vsscanf} che usano un
3981 puntatore ad una lista di argomenti. Le funzioni ritornano il numero di
3982 elementi assegnati. Questi possono essere in numero inferiore a quelli
3983 specificati, ed anche zero. Quest'ultimo valore significa che non si è trovata
3986 Tutte le funzioni della famiglia delle \func{scanf} vogliono come argomenti i
3987 puntatori alle variabili che dovranno contenere le conversioni; questo è un
3988 primo elemento di disagio in quanto è molto facile dimenticarsi di questa
3991 Le funzioni leggono i caratteri dallo \textit{stream} (o dalla stringa) di
3992 input ed eseguono un confronto con quanto indicato in \param{format}, la
3993 sintassi di questo argomento è simile a quella usata per l'analogo di
3994 \func{printf}, ma ci sono varie differenze. Le funzioni di input infatti sono
3995 più orientate verso la lettura di testo libero che verso un input formattato
3996 in campi fissi. Uno spazio in \param{format} corrisponde con un numero
3997 qualunque di caratteri di separazione (che possono essere spazi, tabulatori,
3998 virgole ecc.), mentre caratteri diversi richiedono una corrispondenza
3999 esatta. Le direttive di conversione sono analoghe a quelle di \func{printf} e
4000 si trovano descritte in dettaglio nelle pagine di manuale e nel manuale della
4003 Le funzioni eseguono la lettura dall'input, scartano i separatori (e gli
4004 eventuali caratteri diversi indicati dalla stringa di formato) effettuando le
4005 conversioni richieste; in caso la corrispondenza fallisca (o la funzione non
4006 sia in grado di effettuare una delle conversioni richieste) la scansione viene
4007 interrotta immediatamente e la funzione ritorna lasciando posizionato lo
4008 \textit{stream} al primo carattere che non corrisponde.
4010 Data la notevole complessità di uso di queste funzioni, che richiedono molta
4011 cura nella definizione delle corrette stringhe di formato e sono facilmente
4012 soggette ad errori, e considerato anche il fatto che è estremamente macchinoso
4013 recuperare in caso di fallimento nelle corrispondenze, l'input formattato non
4014 è molto usato. In genere infatti quando si ha a che fare con un input
4015 relativamente semplice si preferisce usare l'input di linea ed effettuare
4016 scansione e conversione di quanto serve direttamente con una delle funzioni di
4017 conversione delle stringhe; se invece il formato è più complesso diventa più
4018 facile utilizzare uno strumento come \cmd{flex}\footnote{il programma
4019 \cmd{flex}, è una implementazione libera di \cmd{lex} un generatore di
4020 analizzatori lessicali. Per i dettagli si può fare riferimento al manuale
4021 \cite{flex}.} per generare un analizzatore lessicale o
4022 \cmd{bison}\footnote{il programma \cmd{bison} è un clone del generatore di
4023 parser \cmd{yacc}, maggiori dettagli possono essere trovati nel relativo
4024 manuale \cite{bison}.} per generare un parser.
4028 \section{Funzioni avanzate}
4029 \label{sec:file_stream_adv_func}
4031 In questa sezione esamineremo alcune funzioni avanzate che permettono di
4032 eseguire operazioni di basso livello nella gestione degli \textit{stream},
4033 come leggerne gli attributi, controllarne le modalità di bufferizzazione,
4034 gestire in maniera esplicita i lock impliciti presenti ad uso della
4035 programmazione \textit{multi-thread}.
4038 \subsection{Le funzioni di controllo}
4039 \label{sec:file_stream_cntrl}
4041 Al contrario di quanto avviene con i file descriptor, le librerie standard del
4042 C non prevedono nessuna funzione come la \func{fcntl} per il controllo degli
4043 attributi dei file. Però, dato che ogni \textit{stream} si appoggia ad un file
4044 descriptor, si può usare la funzione \funcd{fileno} per ottenere il valore di
4045 quest'ultimo; il suo prototipo è:
4049 \fdecl{int fileno(FILE *stream)}
4050 \fdesc{Legge il file descriptor sottostante lo \textit{stream}.}
4053 {La funzione ritorna il numero del file descriptor in caso di successo e $-1$
4054 per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}
4055 se \param{stream} non è valido.}
4058 In questo modo diventa possibile usare direttamente \func{fcntl} sul file
4059 descriptor sottostante, ma anche se questo permette di accedere agli attributi
4060 del file descriptor sottostante lo \textit{stream}, non ci dà nessuna
4061 informazione riguardo alle proprietà dello \textit{stream} medesimo. La
4062 \acr{glibc} però supporta alcune estensioni derivate da Solaris, che
4063 permettono di ottenere informazioni utili relative allo \textit{stream}.
4065 Ad esempio in certi casi può essere necessario sapere se un certo
4066 \textit{stream} è accessibile in lettura o scrittura. In genere questa
4067 informazione non è disponibile, e ci si deve ricordare come è stato aperto il
4068 file. La cosa può essere complessa se le operazioni vengono effettuate in una
4069 subroutine, che a questo punto necessiterà di informazioni aggiuntive rispetto
4070 al semplice puntatore allo \textit{stream}. Questo problema può essere risolto
4071 con le due funzioni \funcd{\_\_freadable} e \funcd{\_\_fwritable} i cui
4075 \fhead{stdio\_ext.h}
4076 \fdecl{int \_\_freadable(FILE *stream)}
4077 \fdesc{Controlla se uno \textit{stream} consente la lettura.}
4078 \fdecl{int \_\_fwritable(FILE *stream)}
4079 \fdesc{Controlla se uno \textit{stream} consente la scrittura.}
4082 {Le funzioni ritornano un valore diverso da $0$ se l'operazione richiesta è
4083 consentita, non sono previste condizioni di errore.}
4086 \noindent che permettono di ottenere questa informazione.
4088 La conoscenza dell'ultima operazione effettuata su uno \textit{stream} aperto
4089 è utile in quanto permette di trarre conclusioni sullo stato del buffer e del
4090 suo contenuto. Altre due funzioni, \funcd{\_\_freading} e \funcd{\_\_fwriting}
4091 servono a tale scopo, il loro prototipo è:
4094 \fhead{stdio\_ext.h}
4095 \fdecl{int \_\_freading(FILE *stream)}
4096 \fdesc{Controlla l'ultima operazione di lettura.}
4097 \fdecl{int \_\_fwriting(FILE *stream)}
4098 \fdesc{Controlla l'ultima operazione di scrittura.}
4101 {Le funzioni ritornano un valore diverso da $0$ se l'operazione richiesta è
4102 consentita, non sono previste condizioni di errore.}
4105 La funzione \func{\_\_freading} restituisce un valore diverso da zero
4106 se \param{stream} è aperto in sola lettura o se l'ultima operazione è stata di
4107 lettura mentre \func{\_\_fwriting} restituisce un valore diverso da zero
4108 se \param{stream} è aperto in sola scrittura o se l'ultima operazione è stata
4111 Le due funzioni permettono di determinare di che tipo è stata l'ultima
4112 operazione eseguita su uno \textit{stream} aperto in lettura/scrittura;
4113 ovviamente se uno \textit{stream} è aperto in sola lettura (o sola scrittura)
4114 la modalità dell'ultima operazione è sempre determinata; l'unica ambiguità è
4115 quando non sono state ancora eseguite operazioni, in questo caso le funzioni
4116 rispondono come se una operazione ci fosse comunque stata.
4119 \subsection{Il controllo della bufferizzazione}
4120 \label{sec:file_buffering_ctrl}
4122 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_buffering} le librerie definiscono una
4123 serie di funzioni che permettono di controllare il comportamento degli
4124 \textit{stream}; se non si è specificato nulla, la modalità di buffering viene
4125 decisa autonomamente sulla base del tipo di file sottostante, ed i buffer
4126 vengono allocati automaticamente.
4128 Però una volta che si sia aperto lo \textit{stream} (ma prima di aver compiuto
4129 operazioni su di esso) è possibile intervenire sulle modalità di buffering; la
4130 funzione che permette di controllare la bufferizzazione è \funcd{setvbuf}, il
4135 \fdecl{int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size\_t size)}
4136 \fdesc{Imposta la bufferizzazione dello \textit{stream}.}
4139 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e un altro valore qualunque per
4140 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà un valore appropriato.}
4143 La funzione imposta la bufferizzazione dello \textit{stream} \param{stream}
4144 nella modalità indicata da \param{mode} con uno dei valori di
4145 tab.~\ref{tab:file_stream_buf_mode}, usando \param{buf} come buffer di
4146 lunghezza \param{size} e permette di controllare tutti gli aspetti della
4147 bufferizzazione. L'utente può specificare un buffer da usare al posto di
4148 quello allocato dal sistema passandone alla funzione l'indirizzo
4149 in \param{buf} e la dimensione in \param{size}.
4154 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
4156 \textbf{Valore} & \textbf{Modalità} \\
4159 \constd{\_IONBF} & \textit{unbuffered}\\
4160 \constd{\_IOLBF} & \textit{line buffered}\\
4161 \constd{\_IOFBF} & \textit{fully buffered}\\
4164 \caption{Valori dell'argomento \param{mode} di \func{setvbuf}
4165 per l'impostazione delle modalità di bufferizzazione.}
4166 \label{tab:file_stream_buf_mode}
4169 Ovviamente se si usa un buffer specificato dall'utente questo deve essere
4170 stato allocato e rimanere disponibile per tutto il tempo in cui si opera sullo
4171 \textit{stream}. In genere conviene allocarlo con \func{malloc} e disallocarlo
4172 dopo la chiusura del file; ma fintanto che il file è usato all'interno di una
4173 funzione, può anche essere usata una variabile automatica. In
4174 \headfile{stdio.h} è definita la costante \constd{BUFSIZ}, che indica le
4175 dimensioni generiche del buffer di uno \textit{stream}, queste vengono usate
4176 dalla funzione \func{setbuf}. Non è detto però che tale dimensione
4177 corrisponda sempre al valore ottimale (che può variare a seconda del
4180 Dato che la procedura di allocazione manuale è macchinosa, comporta dei
4181 rischi, come delle scritture accidentali sul buffer, e non assicura la scelta
4182 delle dimensioni ottimali, è sempre meglio lasciare allocare il buffer alle
4183 funzioni di libreria, che sono in grado di farlo in maniera ottimale e
4184 trasparente all'utente (in quanto la deallocazione avviene
4185 automaticamente). Inoltre siccome alcune implementazioni usano parte del
4186 buffer per mantenere delle informazioni di controllo, non è detto che le
4187 dimensioni dello stesso coincidano con quelle su cui viene effettuato l'I/O.
4189 Per evitare che \func{setvbuf} imposti il buffer basta passare un valore
4190 \val{NULL} per \param{buf} e la funzione ignorerà l'argomento \param{size}
4191 usando il buffer allocato automaticamente dal sistema. Si potrà comunque
4192 modificare la modalità di bufferizzazione, passando in \param{mode} uno degli
4193 opportuni valori elencati in tab.~\ref{tab:file_stream_buf_mode}. Qualora si
4194 specifichi la modalità non bufferizzata i valori di \param{buf} e \param{size}
4195 vengono sempre ignorati.
4197 Oltre a \func{setvbuf} la \acr{glibc} definisce altre tre funzioni per la
4198 gestione della bufferizzazione di uno \textit{stream}: \funcd{setbuf},
4199 \funcd{setbuffer} e \funcd{setlinebuf}, i rispettivi prototipi sono:
4203 \fdecl{void setbuf(FILE *stream, char *buf)}
4204 \fdecl{void setbuffer(FILE *stream, char *buf, size\_t size)}
4205 \fdesc{Impostano il buffer per uno \textit{stream}.}
4206 \fdecl{void setlinebuf(FILE *stream)}
4207 \fdesc{Porta uno \textit{stream} in modalità \textit{line buffered}.}
4210 {Le funzioni non ritornano niente e non hanno condizioni di errore.}
4214 La funzione \func{setbuf} disabilita la bufferizzazione se \param{buf} è
4215 \val{NULL}, altrimenti usa \param{buf} come buffer di dimensione
4216 \const{BUFSIZ} in modalità \textit{fully buffered}, mentre \func{setbuffer}
4217 disabilita la bufferizzazione se \param{buf} è \val{NULL}, altrimenti
4218 usa \param{buf} come buffer di dimensione \param{size} in modalità
4219 \textit{fully buffered}. Tutte queste funzioni sono realizzate con opportune
4220 chiamate a \func{setvbuf} e sono definite solo per compatibilità con le
4221 vecchie librerie BSD, pertanto non è il caso di usarle se non per la
4222 portabilità su vecchi sistemi.
4224 Infine la \acr{glibc} provvede le funzioni non standard, anche queste
4225 originarie di Solaris, \funcd{\_\_flbf} e \funcd{\_\_fbufsize} che permettono
4226 di leggere le proprietà di bufferizzazione di uno \textit{stream}; i cui
4230 \fhead{stdio\_ext.h}
4231 \fdecl{size\_t \_\_fbufsize(FILE *stream)}
4232 \fdesc{Restituisce le dimensioni del buffer di uno \textit{stream}.}
4233 \fdecl{int \_\_flbf(FILE *stream)}
4234 \fdesc{Controlla la modalità di bufferizzazione di uno \textit{stream}.}
4237 {Le funzioni ritornano rispettivamente la dimensione del buffer o un valore
4238 non nullo se lo \textit{stream} è in modalità \textit{line-buffered}, non
4239 sono previste condizioni di errore.}
4242 Come già accennato, indipendentemente dalla modalità di bufferizzazione
4243 scelta, si può forzare lo scarico dei dati sul file con la funzione
4244 \funcd{fflush}, il cui prototipo è:
4248 \fdecl{int fflush(FILE *stream)}
4249 \fdesc{Forza la scrittura dei dati bufferizzati di uno \textit{stream}.}
4252 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e \val{EOF} per un errore, nel
4253 qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF} se \param{stream}
4254 non è aperto o non è aperto in scrittura, o ad uno degli errori di
4258 \noindent anche di questa funzione esiste una analoga \func{fflush\_unlocked}
4259 (accessibile definendo una fra \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE} o
4260 \macro{\_GNU\_SOURCE}) che non effettua il blocco dello \textit{stream}.
4262 % TODO aggiungere prototipo \func{fflush\_unlocked}?
4264 Se \param{stream} è \val{NULL} lo scarico dei dati è forzato per tutti gli
4265 \textit{stream} aperti. Esistono però circostanze, ad esempio quando si vuole
4266 essere sicuri che sia stato eseguito tutto l'output su terminale, in cui serve
4267 poter effettuare lo scarico dei dati solo per gli \textit{stream} in modalità
4268 \textit{line buffered}. Per fare questo la \acr{glibc} supporta una
4269 estensione di Solaris, la funzione \funcd{\_flushlbf}, il cui prototipo è:
4273 \fdecl{void \_flushlbf(void)}
4274 \fdesc{Forza la scrittura dei dati bufferizzati degli \textit{stream} in
4275 modalità \textit{line buffered}.}
4278 {La funzione non ritorna nulla e non presenta condizioni di errore.}
4281 Si ricordi comunque che lo scarico dei dati dai buffer effettuato da queste
4282 funzioni non comporta la scrittura di questi su disco; se si vuole che il
4283 kernel dia effettivamente avvio alle operazioni di scrittura su disco occorre
4284 usare \func{sync} o \func{fsync} (si veda~sez.~\ref{sec:file_sync}).
4286 Infine esistono anche circostanze in cui si vuole scartare tutto l'output
4287 pendente; per questo si può usare \funcd{fpurge}, il cui prototipo è:
4291 \fdecl{int fpurge(FILE *stream)}
4292 \fdesc{Cancella i buffer di uno \textit{stream}.}
4295 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e \val{EOF} per un errore.}
4298 La funzione scarta tutti i dati non ancora scritti (se il file è aperto in
4299 scrittura), e tutto l'input non ancora letto (se è aperto in lettura),
4300 compresi gli eventuali caratteri rimandati indietro con \func{ungetc}.
4303 \subsection{Gli \textit{stream} e i \textit{thread}}
4304 \label{sec:file_stream_thread}
4307 Gli \textit{stream} possono essere usati in applicazioni \textit{multi-thread}
4308 allo stesso modo in cui sono usati nelle applicazioni normali, ma si deve
4309 essere consapevoli delle possibili complicazioni anche quando non si usano i
4310 \textit{thread}, dato che l'implementazione delle librerie è influenzata
4311 pesantemente dalle richieste necessarie per garantirne l'uso con i
4314 Lo standard POSIX richiede che le operazioni sui file siano atomiche rispetto
4315 ai \textit{thread}, per questo le operazioni sui buffer effettuate dalle
4316 funzioni di libreria durante la lettura e la scrittura di uno \textit{stream}
4317 devono essere opportunamente protette, in quanto il sistema assicura
4318 l'atomicità solo per le \textit{system call}. Questo viene fatto associando ad
4319 ogni \textit{stream} un opportuno blocco che deve essere implicitamente
4320 acquisito prima dell'esecuzione di qualunque operazione.
4322 Ci sono comunque situazioni in cui questo non basta, come quando un
4323 \textit{thread} necessita di compiere più di una operazione sullo
4324 \textit{stream} atomicamente. Per questo motivo le librerie provvedono anche
4325 le funzioni \funcd{flockfile} e \funcd{funlockfile} che permettono la gestione
4326 esplicita dei blocchi sugli \textit{stream}. Esse sono disponibili definendo
4327 \macrod{\_POSIX\_THREAD\_SAFE\_FUNCTIONS} ed i loro prototipi sono:
4331 \fdecl{void flockfile(FILE *stream)}
4332 \fdesc{Acquisisce il lock su uno \textit{stream}.}
4333 \fdecl{void funlockfile(FILE *stream)}
4334 \fdesc{Rilascia il lock su uno \textit{stream}.}
4336 {Le funzioni non ritornano nulla e non sono previste condizioni di errore.}
4339 La funzione \func{flockfile} esegue l'acquisizione del lock dello
4340 \textit{stream} \param{stream}, bloccandosi se questo risulta non è
4341 disponibile, mentre \func{funlockfile} rilascia un lock che si è
4342 precedentemente acquisito.
4344 Una terza funzione, che serve a provare ad acquisire un lock senza bloccarsi
4345 qualora non sia possibile, è \funcd{ftrylockfile}, il cui prototipo è:
4349 \fdecl{int ftrylockfile(FILE *stream)}
4350 \fdesc{Tenta l'acquisizione del lock di uno \textit{stream}.}
4353 {La funzione ritorna $0$ in caso di acquisizione del lock ed un altro valore
4354 qualunque altrimenti, non sono previste condizioni di errore.}
4357 Con queste funzioni diventa possibile acquisire un blocco ed eseguire tutte le
4358 operazioni volute, per poi rilasciarlo. Ma, vista la complessità delle
4359 strutture di dati coinvolte, le operazioni di blocco non sono del tutto
4360 indolori, e quando il locking dello \textit{stream} non è necessario (come in
4361 tutti i programmi che non usano i \textit{thread}), tutta la procedura può
4362 comportare dei costi pesanti in termini di prestazioni.
4364 Per questo motivo abbiamo visto come alle usuali funzioni di I/O non
4365 formattato siano associate delle versioni \code{\_unlocked} (alcune previste
4366 dallo stesso standard POSIX, altre aggiunte come estensioni dalla \acr{glibc})
4367 che possono essere usate quando il locking non serve\footnote{in certi casi
4368 dette funzioni possono essere usate, visto che sono molto più efficienti,
4369 anche in caso di necessità di locking, una volta che questo sia stato
4370 acquisito manualmente.} con prestazioni molto più elevate, dato che spesso
4371 queste versioni (come accade per \func{getc} e \func{putc}) sono realizzate
4374 La sostituzione di tutte le funzioni di I/O con le relative versioni
4375 \code{\_unlocked} in un programma che non usa i \textit{thread} è però un
4376 lavoro abbastanza noioso. Per questo motivo la \acr{glibc} fornisce al
4377 programmatore pigro un'altra via, anche questa mutuata da estensioni
4378 introdotte in Solaris, da poter utilizzare per disabilitare in blocco il
4379 locking degli \textit{stream}: l'uso della funzione \funcd{\_\_fsetlocking},
4383 \fhead{stdio\_ext.h}
4384 \fdecl{int \_\_fsetlocking(FILE *stream, int type)}
4385 \fdesc{Specifica se abilitare il locking su uno \textit{stream}.}
4388 {La funzione ritorna stato di locking interno dello \textit{stream}, non sono
4389 previste condizioni di errore.}
4392 La funzione imposta o legge lo stato della modalità in cui le operazioni di
4393 I/O su \param{stream} vengono effettuate rispetto all'acquisizione implicita
4394 del locking a seconda del valore specificato con \param{type}, che può
4395 assumere uno dei valori indicati in tab.~\ref{tab:file_fsetlocking_type}.
4400 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
4402 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
4405 \constd{FSETLOCKING\_INTERNAL}& Lo \textit{stream} userà da ora in poi il
4406 blocco implicito predefinito.\\
4407 \constd{FSETLOCKING\_BYCALLER}& Al ritorno della funzione sarà l'utente a
4408 dover gestire da solo il locking dello
4410 \constd{FSETLOCKING\_QUERY} & Restituisce lo stato corrente della
4411 modalità di blocco dello
4415 \caption{Valori dell'argomento \param{type} di \func{\_\_fsetlocking}
4416 per l'impostazione delle modalità di bufferizzazione.}
4417 \label{tab:file_fsetlocking_type}
4420 La funzione, se usata con \const{FSETLOCKING\_QUERY}, non modifica la modalità
4421 di operazione ma restituisce lo stato di locking interno dello \textit{stream}
4422 con uno dei valori \const{FSETLOCKING\_INTERNAL} o
4423 \const{FSETLOCKING\_BYCALLER}.
4425 % TODO trattare \func{clearerr\_unlocked}
4429 %%% Local Variables:
4431 %%% TeX-master: "gapil"
4434 % LocalWords: stream cap system call kernel Ritchie glibc descriptor Stevens
4435 % LocalWords: buf read write filesystem st blksize stat sez l'header stdio BSD
4436 % LocalWords: nell'header stdin shell stdout stderr error freopen flush line
4437 % LocalWords: unbuffered buffered newline fully SVr fopen fdopen POSIX const
4438 % LocalWords: char path int fildes NULL errno malloc fcntl fclose fflush tab
4439 % LocalWords: dup fifo socket append EXCL ccs IRUSR IWUSR IRGRP IWGRP inode fd
4440 % LocalWords: IROTH IWOTH umask fseek fsetpos rewind SEEK CUR EOF EBADF close
4441 % LocalWords: sync fcloseall void stdlib of feof ferror clearerr ws VFS table
4442 % LocalWords: unlocked fread fwrite size ptr nmemb nelem gcc padding point str
4443 % LocalWords: lock thread fgetc getc getchar dell'overhead unsigned ap process
4444 % LocalWords: getwc fgetwc getwchar wint wchar WEOF putc fputc putchar struct
4445 % LocalWords: SVID getw putw parsing peeking ahead ungetc gets fgets string Di
4446 % LocalWords: overflow Aleph stack fputs puts fgetws fputws getline ssize leak
4447 % LocalWords: realloc value result argument memory getdelim delim printf short
4448 % LocalWords: fprintf sprintf format snprintf variadic long double intmax list
4449 % LocalWords: uintmax ptrdiff vprintf vfprintf vsprintf vsnprintf asprintf lex
4450 % LocalWords: vasprintf strptr dprintf vdprintf print scanf fscanf sscanf flex
4451 % LocalWords: vscanf vfscanf vsscanf bison parser yacc like off VMS whence pos
4452 % LocalWords: lseek ftell fgetpos fpos fseeko ftello fileno Solaris freadable
4453 % LocalWords: fwritable ext freading fwriting buffering setvbuf BUFSIZ setbuf
4454 % LocalWords: IONBF IOLBF IOFBF setbuffer setlinebuf flbf fbufsize flushlbf hh
4455 % LocalWords: fsync fpurge flockfile ftrylockfile funlockfile files fig flags
4456 % LocalWords: locking fsetlocking type virtual operation dentry unistd sys AT
4457 % LocalWords: modification hole functions pathname EEXIST CREAT EINTR attack
4458 % LocalWords: EISDIR EFBIG EOVERFLOW ELOOP NOFOLLOW ENODEV ENOENT ENOTDIR fork
4459 % LocalWords: EMFILE ENAMETOOLONG ENFILE ENOMEM ENOSPC EROFS exec access RDWR
4460 % LocalWords: RDONLY ioctl AND ACCMODE creation Denial Service DoS opendir NFS
4461 % LocalWords: SOURCE LARGEFILE BITS NOCTTY TRUNC SHLOCK shared EXLOCK race SGI
4462 % LocalWords: exclusive condition change ASYNC SIGIO CLOEXEC DIRECT NDELAY EIO
4463 % LocalWords: DSYNC FASYNC IRIX FreeBSD EINVAL client RSYNC creat filedes INCR
4464 % LocalWords: behind shutdown ESPIPE XTND truncate fallocate count EAGAIN log
4465 % LocalWords: timerfd Specification pwrite pread define XOPEN EPIPE SIGPIPE at
4466 % LocalWords: caching cache update bdflush fdatasync fstat oldfd newfd DUPFD
4467 % LocalWords: openat mkdirat mkdir proc ATFILE dirfd FDCWD utimes lutimes uid
4468 % LocalWords: utimensat faccessat fchmodat chmod fchownat chown lchown fstatat
4469 % LocalWords: lstat linkat mknodat mknod readlinkat readlink renameat rename
4470 % LocalWords: symlinkat symlink unlinkat unlink rmdir mkfifoat mkfifo owner is
4471 % LocalWords: gid group FOLLOW REMOVEDIR cmd arg flock SETFD GETFD GETFL SETFL
4472 % LocalWords: GETLK SETLK SETLKW GETOWN PID Signal SIGURG SETOWN GETSIG SETSIG
4473 % LocalWords: sigaction SIGINFO siginfo SETLEASE lease GETLEASE NOTIFY request
4474 % LocalWords: everything framebuffer ENOTTY argp CDROM lsattr chattr magic TID
4475 % LocalWords: number FIOCLEX FIONCLEX FIOASYNC FIONBIO FIOSETOWN FIOGETOWN pid
4476 % LocalWords: FIONREAD epoll FIOQSIZE side effects SAFE BYCALLER QUERY EACCES
4477 % LocalWords: EBUSY OpenBSD syncfs futimes timespec only init ESRCH kill NTPL
4478 % LocalWords: ENXIO NONBLOCK WRONLY EPERM NOATIME ETXTBSY EWOULDBLOCK PGRP SZ
4479 % LocalWords: EFAULT capabilities GETPIPE SETPIPE RESOURCE dell'I all' NFSv
4481 %%% Local Variables:
4483 %%% TeX-master: "gapil"
4486 % LocalWords: nell' du vm Documentation Urlich Drepper futimesat times
4487 % LocalWords: futimens fs Tread all'I ll TMPFILE EDQUOT extN Minix UDF XFS
4488 % LocalWords: shmem Btrfs ubifs tmpfile fchmod fchown fsetxattr fchdir PF
4489 % LocalWords: fstatfs sull'