fileunix.tex

   1 \chapter{L'interfaccia unix di I/O con i file}
   2 \label{cha:file_unix_interface}
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   4 Esamineremo in questo capitolo la prima delle due interfacce di programmazione
   5 per i file, quella dei file descriptor, nativa di unix. Questa è l'interfaccia
   6 di basso livello, che non prevede funzioni evolute come la bufferizzazione o
   7 funzioni di lettura o scrittura formattata, ma è su questa che è costruita
   8 anche l'interfaccia standard dei file definita dallo standard ANSI C.
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  12 \section{L'architettura di base}
  13 \label{sec:file_base_arch}
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  15 Iniziamo la trattazione con una panoramica sull'architettura base della
  16 intefaccia dei file descriptor. Esamineremo in questa sezione la struttura
  17 base dell'interfaccia con i file di unix, e le modalità con cui i processi
  18 ed il kernel interagiscono per operare sui file.
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  21 \subsection{L'architettura dei \textit{file descriptors}}
  22 \label{sec:file_fd}
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  24 Per poter accedere al contenuto di un file occorre creare un canale di
  25 comunicazione con il kernel che renda possibile operare su di esso (si ricordi
  26 quanto visto in \secref{sec:file_vfs_work}), questo si fa aprendo il file con
  27 la funzione \func{open} che provvederà a localizzare l'inode del file e
  28 inizializzare le funzioni che il VFS mette a disposizione (riportate in
  29 \tabref{tab:file_file_operations}). Una volta terminate le operazioni, il file
  30 dovrà essere chiuso, e questo chiuderà il canale di comunicazione impedendo
  31 ogni ulteriore operazione.
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  33 Per capire come funziona questo canale di comunicazione occorre spiegare
  34 brevemente qual'è architettura con cui il kernel gestisce l'interazione fra
  35 processi e file.  Il kernel mantiene sempre un elenco dei processi
  36 attivi nella cosiddetta \textit{process table} ed un elenco dei file aperti
  37 nella \textit{file table}.
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  39 Ciascuna voce della \textit{process table}, che in Linux è costituita da una
  40 struttura \var{task_struct}, che contiene tutte le informazioni relative ad
  41 ogni processo attivo nel sistema; fra queste c'è anche il puntatore ad una
  42 ulteriore struttura \var{files_struct} che contiene le informazioni su tutti i
  43 file che il processo sta usando.
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  45 Ciascuna voce della \textit{file table}, che in Linux è costituita da una
  46 struttura \var{file}, contiene informazioni ogni file aperto nel sistema.
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  50 All'interno di ogni processo i file aperti sono identificati da un intero non
  51 negativo, chiamato appunto \textit{file descriptors};
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  55 ) che identifica il processo nei confronti del
  56 kernel ogni processo mantiene una sezione (la \var{file_struct}, la cui
  57 struttura è riportata in \nfig)
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  59 ciascun processo porta
  60 nella ha una tabella dei file aperti, in
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  66 Per ciascun file aperto nel sistema il kernel mantiene voce nella tabella dei
  67 file; ciascuna voce di questa tabella contiene:
  68 \begin{itemize}
  69 \item lo stato del file (lettura, scrittura, append, etc.).
  70 \item il valore della posizione corrente (l'\textit{offset}).
  71 \item un puntatore al
  72 \end{itemize}
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  78 \subsection{La condivisione dei files}
  79 \label{sec:file_sharing}
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  83 \section{Le funzioni base}
  84 \label{sec:file_base_func}
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  86 L'interfaccia standard unix per l'input/output sui file è basata su cinque
  87 funzioni fondamentali \func{open}, \func{read}, \func{write},
  88 \func{lseek} e \func{close};
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  91 \subsection{La funzione \texttt{open}}
  92 \label{sec:file_open}
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  94 \subsection{La funzione \texttt{creat}}
  95 \label{sec:file_creat}
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  97 \subsection{La funzione \texttt{close}}
  98 \label{sec:file_close}
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 100 \subsection{La funzione \texttt{lseek}}
 101 \label{sec:file_lseek}
 102
 103 \subsection{La funzione \texttt{read}}
 104 \label{sec:file_read}
 105
 106 \subsection{La funzione \texttt{write}}
 107 \label{sec:file_write}
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 109 \subsection{Operazioni atomiche coi file}
 110 \label{sec:file_atomic}
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 112 \section{Funzioni avanzate}
 113 \label{sec:file_adv_func}
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 115 \subsection{La funzioni \texttt{dup} e \texttt{dup2}}
 116 \label{sec:file_dup}
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 118 \subsection{La funzione \texttt{fcntl}}
 119 \label{sec:file_fcntl}
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 121 \subsection{La funzione \texttt{ioctl}}
 122 \label{sec:file_ioctl}
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