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La prima modalità di \textit{file locking} che è stata implementata nei
sistemi unix-like è quella che viene usualmente chiamata \textit{advisory
locking},\footnote{Stevens in \cite{APUE} fa riferimento a questo argomento
- come al \textit{record locking}, dizione utilizzata anche dal manuale delle
+ come al \textit{record locking}, dizione utilizzata anche dal manuale della
\acr{glibc}; nelle pagine di manuale si parla di \textit{discrectionary file
lock} per \func{fcntl} e di \textit{advisory locking} per \func{flock},
mentre questo nome viene usato da Stevens per riferirsi al \textit{file
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{LOCK\_SH} & Richiede uno \textit{shared lock} sul file.\\
- \const{LOCK\_EX} & Richiede un \textit{esclusive lock} sul file.\\
- \const{LOCK\_UN} & Rilascia il \textit{file lock}.\\
- \const{LOCK\_NB} & Impedisce che la funzione si blocchi nella
- richiesta di un \textit{file lock}.\\
+ \constd{LOCK\_SH} & Richiede uno \textit{shared lock} sul file.\\
+ \constd{LOCK\_EX} & Richiede un \textit{esclusive lock} sul file.\\
+ \constd{LOCK\_UN} & Rilascia il \textit{file lock}.\\
+ \constd{LOCK\_NB} & Impedisce che la funzione si blocchi nella
+ richiesta di un \textit{file lock}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{operation} di \func{flock}.}
In particolare, come accennato in fig.~\ref{fig:file_flock_struct}, i
\textit{file lock} sono mantenuti in una \textit{linked list} di strutture
-\kstruct{file\_lock}. La lista è referenziata dall'indirizzo di partenza
+\kstructd{file\_lock}. La lista è referenziata dall'indirizzo di partenza
mantenuto dal campo \var{i\_flock} della struttura \kstruct{inode} (per le
definizioni esatte si faccia riferimento al file \file{include/linux/fs.h} nei
sorgenti del kernel). Un bit del campo \var{fl\_flags} di specifica se si
-tratta di un lock in semantica BSD (\const{FL\_FLOCK}) o POSIX
-(\const{FL\_POSIX}) o un \textit{file lease} (\const{FL\_LEASE}, vedi
+tratta di un lock in semantica BSD (\constd{FL\_FLOCK}) o POSIX
+(\constd{FL\_POSIX}) o un \textit{file lease} (\constd{FL\_LEASE}, vedi
sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}).
\begin{figure}[!htb]
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{F\_RDLCK} & Richiede un blocco condiviso (\textit{read lock}).\\
- \const{F\_WRLCK} & Richiede un blocco esclusivo (\textit{write lock}).\\
- \const{F\_UNLCK} & Richiede l'eliminazione di un \textit{file lock}.\\
+ \constd{F\_RDLCK} & Richiede un blocco condiviso (\textit{read lock}).\\
+ \constd{F\_WRLCK} & Richiede un blocco esclusivo (\textit{write lock}).\\
+ \constd{F\_UNLCK} & Richiede l'eliminazione di un \textit{file lock}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori possibili per il campo \var{l\_type} di \struct{flock}.}
specifica l'azione da compiere; i valori utilizzabili relativi al \textit{file
locking} sono tre:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\const{F\_GETLK}] verifica se il \textit{file lock} specificato dalla
+\item[\constd{F\_GETLK}] verifica se il \textit{file lock} specificato dalla
struttura puntata da \param{lock} può essere acquisito: in caso negativo
sovrascrive la struttura \param{flock} con i valori relativi al blocco già
esistente che ne blocca l'acquisizione, altrimenti si limita a impostarne il
campo \var{l\_type} con il valore \const{F\_UNLCK}.
-\item[\const{F\_SETLK}] se il campo \var{l\_type} della struttura puntata da
+\item[\constd{F\_SETLK}] se il campo \var{l\_type} della struttura puntata da
\param{lock} è \const{F\_RDLCK} o \const{F\_WRLCK} richiede il
corrispondente \textit{file lock}, se è \const{F\_UNLCK} lo rilascia; nel
caso la richiesta non possa essere soddisfatta a causa di un blocco
preesistente la funzione ritorna immediatamente con un errore di
\errcode{EACCES} o di \errcode{EAGAIN}.
-\item[\const{F\_SETLKW}] è identica a \const{F\_SETLK}, ma se la richiesta di
+\item[\constd{F\_SETLKW}] è identica a \const{F\_SETLK}, ma se la richiesta di
non può essere soddisfatta per la presenza di un altro blocco, mette il
processo in stato di attesa fintanto che il blocco precedente non viene
rilasciato; se l'attesa viene interrotta da un segnale la funzione ritorna
kernel. Lo schema delle strutture utilizzate è riportato in
fig.~\ref{fig:file_posix_lock}; come si vede esso è molto simile all'analogo
di fig.~\ref{fig:file_flock_struct}. In questo caso nella figura si sono
-evidenziati solo i campi di \kstruct{file\_lock} significativi per la
+evidenziati solo i campi di \kstructd{file\_lock} significativi per la
semantica POSIX, in particolare adesso ciascuna struttura contiene, oltre al
\ids{PID} del processo in \var{fl\_pid}, la sezione di file che viene bloccata
grazie ai campi \var{fl\_start} e \var{fl\_end}. La struttura è comunque la
Il comportamento seguito in questo caso è che la funzione ha successo ed
esegue l'operazione richiesta sulla regione indicata; è compito del kernel
preoccuparsi di accorpare o dividere le voci nella lista dei \textit{file
- lock} per far si che le regioni bloccate da essa risultanti siano coerenti
+ lock} per far sì che le regioni bloccate da essa risultanti siano coerenti
con quanto necessario a soddisfare l'operazione richiesta.
\begin{figure}[!htbp]
\item[\errcode{EINVAL}] si è usato un valore non valido per \param{cmd}.
\end{errlist}
ed inoltre \errcode{EDEADLK} e \errcode{ENOLCK} con lo stesso significato
- che hanno con \funcd{fcntl}.
+ che hanno con \func{fcntl}.
}
\end{funcproto}
consentiti sono i seguenti:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\const{F\_LOCK}] Richiede un \textit{lock} esclusivo sul file, e blocca
+\item[\constd{F\_LOCK}] Richiede un \textit{lock} esclusivo sul file, e blocca
il processo chiamante se, anche parzialmente, la sezione indicata si
sovrappone ad una che è già stata bloccata da un altro processo; in caso di
sovrapposizione con un altro blocco già ottenuto le sezioni vengono unite.
-\item[\const{F\_TLOCK}] Richiede un \textit{exclusive lock}, in maniera
+\item[\constd{F\_TLOCK}] Richiede un \textit{exclusive lock}, in maniera
identica a \const{F\_LOCK}, ma in caso di indisponibilità non blocca il
processo restituendo un errore di \errval{EAGAIN}.
-\item[\const{F\_ULOCK}] Rilascia il blocco sulla sezione indicata, questo può
+\item[\constd{F\_ULOCK}] Rilascia il blocco sulla sezione indicata, questo può
anche causare la suddivisione di una sezione bloccata in precedenza nelle
due parti eccedenti nel caso si sia indicato un intervallo più limitato.
-\item[\const{F\_TEST}] Controlla la presenza di un blocco sulla sezione di
+\item[\constd{F\_TEST}] Controlla la presenza di un blocco sulla sezione di
file indicata, \func{lockf} ritorna $0$ se la sezione è libera o bloccata
dal processo stesso, o $-1$ se è bloccata da un altro processo, nel qual
caso \var{errno} assume il valore \errval{EAGAIN} (ma su alcuni sistemi può
attuale delle cose è sconsigliabile fare affidamento sul \textit{mandatory
locking}.
+% TODO il supporto è stato reso opzionale nel 4.5, verrà eliminato nel futuro
+% (vedi http://lwn.net/Articles/667210/)
+
\itindend{file~locking}
\itindend{mandatory~locking}
\label{sec:file_noblocking}
Abbiamo visto in sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}, affrontando la suddivisione fra
-\textit{fast} e \textit{slow} \textit{system call},\index{system~call~lente}
-che in certi casi le funzioni di I/O eseguite su un file descriptor possono
-bloccarsi indefinitamente. Questo non avviene mai per i file normali, per i
-quali le funzioni di lettura e scrittura ritornano sempre subito, ma può
-avvenire per alcuni file di dispositivo, come ad esempio una seriale o un
-terminale, o con l'uso di file descriptor collegati a meccanismi di
-intercomunicazione come le \textit{pipe} (vedi sez.~\ref{sec:ipc_unix}) ed i
-socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_socket_def}). In casi come questi ad esempio
-una operazione di lettura potrebbe bloccarsi se non ci sono dati disponibili
-sul descrittore su cui la si sta effettuando.
+\textit{fast} e \textit{slow} \textit{system call}, che in certi casi le
+funzioni di I/O eseguite su un file descriptor possono bloccarsi
+indefinitamente. Questo non avviene mai per i file normali, per i quali le
+funzioni di lettura e scrittura ritornano sempre subito, ma può avvenire per
+alcuni file di dispositivo, come ad esempio una seriale o un terminale, o con
+l'uso di file descriptor collegati a meccanismi di intercomunicazione come le
+\textit{pipe} (vedi sez.~\ref{sec:ipc_unix}) ed i socket (vedi
+sez.~\ref{sec:sock_socket_def}). In casi come questi ad esempio una operazione
+di lettura potrebbe bloccarsi se non ci sono dati disponibili sul descrittore
+su cui la si sta effettuando.
Questo comportamento è alla radice di una delle problematiche più comuni che
ci si trova ad affrontare nella gestione delle operazioni di I/O: la necessità
\textit{deadlock}.
\itindbeg{polling}
+
Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_open_close} che è possibile
prevenire questo tipo di comportamento delle funzioni di I/O aprendo un file
in \textsl{modalità non-bloccante}, attraverso l'uso del flag
estremamente inefficiente: si tiene costantemente impiegata la CPU solo per
eseguire in continuazione delle \textit{system call} che nella gran parte dei
casi falliranno.
+
\itindend{polling}
É appunto per superare questo problema è stato introdotto il concetto di
tutti i sistemi che supportano i socket, compreso le varianti di System V ed
inserita in POSIX.1-2001; il suo prototipo è:\footnote{l'header
\texttt{sys/select.h} è stato introdotto con POSIX.1-2001, è ed presente con
- le \acr{glibc} a partire dalla versione 2.0, in precedenza, con le
- \acr{libc4} e le \acr{libc5}, occorreva includere \texttt{sys/time.h},
+ la \acr{glibc} a partire dalla versione 2.0, in precedenza, con le
+ \acr{libc4} e \acr{libc5}, occorreva includere \texttt{sys/time.h},
\texttt{sys/types.h} e \texttt{unistd.h}.}
\begin{funcproto}{
Per specificare quali file descriptor si intende selezionare la funzione usa
un particolare oggetto, il \textit{file descriptor set}, identificato dal tipo
-\type{fd\_set}, che serve ad identificare un insieme di file descriptor, in
+\typed{fd\_set}, che serve ad identificare un insieme di file descriptor, in
maniera analoga a come un \textit{signal set} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigset})
identifica un insieme di segnali. Per la manipolazione di questi \textit{file
descriptor set} si possono usare delle opportune macro di preprocessore:
\vspace{3pt}
\begin{funcbox}{
\fhead{sys/select.h}
-\fdecl{void \macro{FD\_ZERO}(fd\_set *set)}
+\fdecl{void \macrod{FD\_ZERO}(fd\_set *set)}
\fdesc{Inizializza l'insieme (vuoto).}
-\fdecl{void \macro{FD\_SET}(int fd, fd\_set *set)}
+\fdecl{void \macrod{FD\_SET}(int fd, fd\_set *set)}
\fdesc{Inserisce il file descriptor \param{fd} nell'insieme.}
-\fdecl{void \macro{FD\_CLR}(int fd, fd\_set *set)}
+\fdecl{void \macrod{FD\_CLR}(int fd, fd\_set *set)}
\fdesc{Rimuove il file descriptor \param{fd} dall'insieme.}
-\fdecl{int \macro{FD\_ISSET}(int fd, fd\_set *set)}
+\fdecl{int \macrod{FD\_ISSET}(int fd, fd\_set *set)}
\fdesc{Controlla se il file descriptor \param{fd} è nell'insieme.}
}
\end{funcbox}}
In genere un \textit{file descriptor set} può contenere fino ad un massimo di
-\const{FD\_SETSIZE} file descriptor. Questo valore in origine corrispondeva
+\macrod{FD\_SETSIZE} file descriptor. Questo valore in origine corrispondeva
al limite per il numero massimo di file aperti (ad esempio in Linux, fino alla
serie 2.0.x, c'era un limite di 256 file per processo), ma da quando, nelle
versioni più recenti del kernel, questo limite è stato rimosso, esso indica le
inizializzati con \macro{FD\_ZERO}; passare a \func{select} un valore non
inizializzato può dar luogo a comportamenti non prevedibili. Allo stesso modo
usare \macro{FD\_SET} o \macro{FD\_CLR} con un file descriptor il cui valore
-eccede \const{FD\_SETSIZE} può dare luogo ad un comportamento indefinito.
+eccede \macro{FD\_SETSIZE} può dare luogo ad un comportamento indefinito.
La funzione richiede di specificare tre insiemi distinti di file descriptor;
il primo, \param{readfds}, verrà osservato per rilevare la disponibilità di
dati urgenti su un socket, (vedi sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}).
Dato che in genere non si tengono mai sotto controllo fino a
-\const{FD\_SETSIZE} file contemporaneamente, la funzione richiede di
+\macro{FD\_SETSIZE} file contemporaneamente, la funzione richiede di
specificare qual è il valore più alto fra i file descriptor indicati nei tre
insiemi precedenti. Questo viene fatto per efficienza, per evitare di passare
e far controllare al kernel una quantità di memoria superiore a quella
assunto nessuno dei due comportamenti se si vogliono scrivere programmi
portabili.
-
\itindend{file~descriptor~set}
Una volta ritornata la funzione, si potrà controllare quali sono i file
ricalcolano \param{timeout} tutte le volte. In genere questa caratteristica è
disponibile nei sistemi che derivano da System V e non è disponibile per
quelli che derivano da BSD; lo standard POSIX.1-2001 non permette questo
-comportamento e per questo motivo le \acr{glibc} nascondono il comportamento
+comportamento e per questo motivo la \acr{glibc} nasconde il comportamento
passando alla \textit{system call} una copia dell'argomento \param{timeout}.
Uno dei problemi che si presentano con l'uso di \func{select} è che il suo
multiplexing}, introdotto solo con le ultime revisioni dello standard (POSIX
1003.1g-2000 e POSIX 1003.1-2001). La scelta è stata quella di seguire
l'interfaccia creata da BSD, ma prevede che tutte le funzioni ad esso relative
-vengano dichiarate nell'header \headfile{sys/select.h}, che sostituisce i
+vengano dichiarate nell'header \headfiled{sys/select.h}, che sostituisce i
precedenti, ed inoltre aggiunge a \func{select} una nuova funzione
\funcd{pselect},\footnote{il supporto per lo standard POSIX 1003.1-2001, ed
- l'header \headfile{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalle
+ l'header \headfile{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalla
\acr{glibc} 2.1. Le \acr{libc4} e \acr{libc5} non contengono questo header,
- le \acr{glibc} 2.0 contengono una definizione sbagliata di \func{psignal},
+ la \acr{glibc} 2.0 contiene una definizione sbagliata di \func{psignal},
senza l'argomento \param{sigmask}, la definizione corretta è presente dalle
\acr{glibc} 2.1-2.2.1 se si è definito \macro{\_GNU\_SOURCE} e nelle
\acr{glibc} 2.2.2-2.2.4 se si è definito \macro{\_XOPEN\_SOURCE} con valore
struttura \struct{timespec} (vedi fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}) per
indicare con maggiore precisione il timeout e non ne aggiorna il valore in
caso di interruzione. In realtà anche in questo caso la \textit{system call}
-di Linux aggiorna il valore al tempo rimanente, ma la funzione fornita dalle
+di Linux aggiorna il valore al tempo rimanente, ma la funzione fornita dalla
\acr{glibc} modifica questo comportamento passando alla \textit{system call}
una variabile locale, in modo da mantenere l'aderenza allo standard POSIX che
richiede che il valore di \param{timeout} non sia modificato.
\param{sigmask} permette di riabilitare la ricezione il segnale
contestualmente all'esecuzione della funzione,\footnote{in Linux però, fino al
kernel 2.6.16, non era presente la relativa \textit{system call}, e la
- funzione era implementata nelle \acr{glibc} attraverso \func{select} (vedi
+ funzione era implementata nella \acr{glibc} attraverso \func{select} (vedi
\texttt{man select\_tut}) per cui la possibilità di \textit{race condition}
permaneva; in tale situazione si può ricorrere ad una soluzione alternativa,
chiamata \itindex{self-pipe~trick} \textit{self-pipe trick}, che consiste
introdotta in Linux come \textit{system call} a partire dal kernel 2.1.23 ed
inserita nelle \acr{libc} 5.4.28, originariamente l'argomento \param{nfds}
era di tipo \ctyp{unsigned int}, la funzione è stata inserita nello standard
- POSIX.1-2001 in cui è stato introdotto il tipo nativo \type{nfds\_t}.} il
+ POSIX.1-2001 in cui è stato introdotto il tipo nativo \typed{nfds\_t}.} il
cui prototipo è:
\begin{funcproto}{
\textbf{Flag} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{POLLIN} & È possibile la lettura.\\
- \const{POLLRDNORM}& Sono disponibili in lettura dati normali.\\
- \const{POLLRDBAND}& Sono disponibili in lettura dati prioritari.\\
- \const{POLLPRI} & È possibile la lettura di dati urgenti.\\
+ \constd{POLLIN} & È possibile la lettura.\\
+ \constd{POLLRDNORM}& Sono disponibili in lettura dati normali.\\
+ \constd{POLLRDBAND}& Sono disponibili in lettura dati prioritari.\\
+ \constd{POLLPRI} & È possibile la lettura di dati urgenti.\\
\hline
- \const{POLLOUT} & È possibile la scrittura immediata.\\
- \const{POLLWRNORM}& È possibile la scrittura di dati normali.\\
- \const{POLLWRBAND}& È possibile la scrittura di dati prioritari.\\
+ \constd{POLLOUT} & È possibile la scrittura immediata.\\
+ \constd{POLLWRNORM}& È possibile la scrittura di dati normali.\\
+ \constd{POLLWRBAND}& È possibile la scrittura di dati prioritari.\\
\hline
- \const{POLLERR} & C'è una condizione di errore.\\
- \const{POLLHUP} & Si è verificato un hung-up.\\
- \const{POLLRDHUP} & Si è avuta una \textsl{half-close} su un
+ \constd{POLLERR} & C'è una condizione di errore.\\
+ \constd{POLLHUP} & Si è verificato un hung-up.\\
+ \constd{POLLRDHUP} & Si è avuta una \textsl{half-close} su un
socket.\footnotemark\\
- \const{POLLNVAL} & Il file descriptor non è aperto.\\
+ \constd{POLLNVAL} & Il file descriptor non è aperto.\\
\hline
- \const{POLLMSG} & Definito per compatibilità con SysV.\\
+ \constd{POLLMSG} & Definito per compatibilità con SysV.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit dei campi
L'uso di \func{poll} consente di superare alcuni dei problemi illustrati in
precedenza per \func{select}; anzitutto, dato che in questo caso si usa un
vettore di strutture \struct{pollfd} di dimensione arbitraria, non esiste il
-limite introdotto dalle dimensioni massime di un \itindex{file~descriptor~set}
-\textit{file descriptor set} e la dimensione dei dati passati al kernel
-dipende solo dal numero dei file descriptor che si vogliono controllare, non
-dal loro valore. Infatti, anche se usando dei bit un \textit{file descriptor
- set} può essere più efficiente di un vettore di strutture \struct{pollfd},
-qualora si debba osservare un solo file descriptor con un valore molto alto ci
-si troverà ad utilizzare inutilmente un maggiore quantitativo di memoria.
-
-Inoltre con \func{select} lo stesso \itindex{file~descriptor~set} \textit{file
- descriptor set} è usato sia in ingresso che in uscita, e questo significa
-che tutte le volte che si vuole ripetere l'operazione occorre reinizializzarlo
-da capo. Questa operazione, che può essere molto onerosa se i file descriptor
-da tenere sotto osservazione sono molti, non è invece necessaria con
-\func{poll}.
+limite introdotto dalle dimensioni massime di un \textit{file descriptor set}
+e la dimensione dei dati passati al kernel dipende solo dal numero dei file
+descriptor che si vogliono controllare, non dal loro valore. Infatti, anche se
+usando dei bit un \textit{file descriptor set} può essere più efficiente di un
+vettore di strutture \struct{pollfd}, qualora si debba osservare un solo file
+descriptor con un valore molto alto ci si troverà ad utilizzare inutilmente un
+maggiore quantitativo di memoria.
+
+Inoltre con \func{select} lo stesso \textit{file descriptor set} è usato sia
+in ingresso che in uscita, e questo significa che tutte le volte che si vuole
+ripetere l'operazione occorre reinizializzarlo da capo. Questa operazione, che
+può essere molto onerosa se i file descriptor da tenere sotto osservazione
+sono molti, non è invece necessaria con \func{poll}.
Abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_select} come lo standard POSIX preveda una
variante di \func{select} che consente di gestire correttamente la ricezione
risultati illustrati in precedenza. Come nel caso di \func{pselect} la
\textit{system call} che implementa \func{ppoll} restituisce, se la funzione
viene interrotta da un segnale, il tempo mancante in \param{timeout}, e come
-per \func{pselect} la funzione di libreria fornita dalle \acr{glibc} maschera
+per \func{pselect} la funzione di libreria fornita dalla \acr{glibc} maschera
questo comportamento non modificando mai il valore di \param{timeout} anche se
in questo caso non esiste nessuno standard che richieda questo comportamento.
anche questa funzione non è molto efficiente quando deve essere utilizzata con
un gran numero di file descriptor,\footnote{in casi del genere \func{select}
viene scartata a priori, perché può avvenire che il numero di file
- descriptor ecceda le dimensioni massime di un \itindex{file~descriptor~set}
- \textit{file descriptor set}.} in particolare nel caso in cui solo pochi di
-questi diventano attivi. Il problema in questo caso è che il tempo impiegato
-da \func{poll} a trasferire i dati da e verso il kernel è proporzionale al
-numero di file descriptor osservati, non a quelli che presentano attività.
+ descriptor ecceda le dimensioni massime di un \textit{file descriptor set}.}
+in particolare nel caso in cui solo pochi di questi diventano attivi. Il
+problema in questo caso è che il tempo impiegato da \func{poll} a trasferire i
+dati da e verso il kernel è proporzionale al numero di file descriptor
+osservati, non a quelli che presentano attività.
Quando ci sono decine di migliaia di file descriptor osservati e migliaia di
eventi al secondo (il caso classico è quello di un server web di un sito con
servizio è chiamata \textit{epoll},\footnote{l'interfaccia è stata creata da
Davide Libenzi, ed è stata introdotta per la prima volta nel kernel 2.5.44,
ma la sua forma definitiva è stata raggiunta nel kernel 2.5.66, il supporto
- è stato aggiunto nelle \acr{glibc} a partire dalla versione 2.3.2.} anche se
+ è stato aggiunto nella \acr{glibc} a partire dalla versione 2.3.2.} anche se
sono state in discussione altre interfacce con le quali effettuare lo stesso
tipo di operazioni; \textit{epoll} è in grado di operare sia in modalità
\textit{level triggered} che \textit{edge triggered}.
-La prima versione di \textit{epoll} prevedeva l'apertura di uno speciale file
-di dispositivo, \texttt{/dev/epoll}, per ottenere un file descriptor da
+La prima versione di \textit{epoll} prevedeva l'uso di uno speciale file di
+dispositivo, \texttt{/dev/epoll}, per ottenere un file descriptor da
utilizzare con le funzioni dell'interfaccia ma poi si è passati all'uso di
apposite \textit{system call}. Il primo passo per usare l'interfaccia di
\textit{epoll} è pertanto quello ottenere detto file descriptor chiamando una
positivo o non valido per \param{flags}.
\item[\errcode{EMFILE}] si è raggiunto il limite sul numero massimo di
istanze di \textit{epoll} per utente stabilito da
- \sysctlfile{fs/epoll/max\_user\_instances}.
+ \sysctlfiled{fs/epoll/max\_user\_instances}.
\item[\errcode{ENFILE}] si è raggiunto il massimo di file descriptor aperti
nel sistema.
\item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria nel kernel per creare
come estensione della precedente (è disponibile solo a partire dal kernel
2.6.27) per poter passare dei flag di controllo come maschera binaria in fase
di creazione del file descriptor. Al momento l'unico valore legale
-per \param{flags} (a parte lo zero) è \const{EPOLL\_CLOEXEC}, che consente di
+per \param{flags} (a parte lo zero) è \constd{EPOLL\_CLOEXEC}, che consente di
impostare in maniera atomica sul file descriptor il flag di
\textit{close-on-exec} (si è trattato il significato di \const{O\_CLOEXEC} in
sez.~\ref{sec:file_open_close}), senza che sia necessaria una successiva
l'operazione richiesta.
\item[\errcode{ENOSPC}] si è raggiunto il limite massimo di registrazioni
per utente di file descriptor da osservare imposto da
- \sysctlfile{fs/epoll/max\_user\_watches}.
+ \sysctlfiled{fs/epoll/max\_user\_watches}.
\item[\errcode{EPERM}] il file associato a \param{fd} non supporta l'uso di
\textit{epoll}.
\end{errlist}
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{EPOLL\_CTL\_ADD}& Aggiunge un nuovo file descriptor da osservare
- \param{fd} alla lista dei file descriptor
- controllati tramite \param{epfd}, in
- \param{event} devono essere specificate le
- modalità di osservazione.\\
- \const{EPOLL\_CTL\_MOD}& Modifica le modalità di osservazione del file
- descriptor \param{fd} secondo il contenuto di
- \param{event}.\\
- \const{EPOLL\_CTL\_DEL}& Rimuove il file descriptor \param{fd} dalla lista
- dei file controllati tramite \param{epfd}.\\
+ \constd{EPOLL\_CTL\_ADD}& Aggiunge un nuovo file descriptor da osservare
+ \param{fd} alla lista dei file descriptor
+ controllati tramite \param{epfd}, in
+ \param{event} devono essere specificate le
+ modalità di osservazione.\\
+ \constd{EPOLL\_CTL\_MOD}& Modifica le modalità di osservazione del file
+ descriptor \param{fd} secondo il contenuto di
+ \param{event}.\\
+ \constd{EPOLL\_CTL\_DEL}& Rimuove il file descriptor \param{fd} dalla lista
+ dei file controllati tramite \param{epfd}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{op} che consentono di scegliere quale
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{EPOLLIN} & Il file è pronto per le operazioni di lettura
+ \constd{EPOLLIN} & Il file è pronto per le operazioni di lettura
(analogo di \const{POLLIN}).\\
- \const{EPOLLOUT} & Il file è pronto per le operazioni di scrittura
+ \constd{EPOLLOUT} & Il file è pronto per le operazioni di scrittura
(analogo di \const{POLLOUT}).\\
- \const{EPOLLRDHUP} & L'altro capo di un socket di tipo
+ \constd{EPOLLRDHUP} & L'altro capo di un socket di tipo
\const{SOCK\_STREAM} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type})
ha chiuso la connessione o il capo in scrittura
della stessa (vedi
sez.~\ref{sec:TCP_shutdown}).\footnotemark\\
- \const{EPOLLPRI} & Ci sono dati urgenti disponibili in lettura (analogo
+ \constd{EPOLLPRI} & Ci sono dati urgenti disponibili in lettura (analogo
di \const{POLLPRI}); questa condizione viene comunque
riportata in uscita, e non è necessaria impostarla
in ingresso.\\
\hline
- \const{EPOLLERR} & Si è verificata una condizione di errore
+ \constd{EPOLLERR} & Si è verificata una condizione di errore
(analogo di \const{POLLERR}); questa condizione
viene comunque riportata in uscita, e non è
necessaria impostarla in ingresso.\\
- \const{EPOLLHUP} & Si è verificata una condizione di hung-up; questa
+ \constd{EPOLLHUP} & Si è verificata una condizione di hung-up; questa
condizione viene comunque riportata in uscita, e non
è necessaria impostarla in ingresso.\\
\hline
- \const{EPOLLET} & Imposta la notifica in modalità \textit{edge
+ \constd{EPOLLET} & Imposta la notifica in modalità \textit{edge
triggered} per il file descriptor associato.\\
- \const{EPOLLONESHOT}& Imposta la modalità \textit{one-shot} per il file
+ \constd{EPOLLONESHOT}& Imposta la modalità \textit{one-shot} per il file
descriptor associato (questa modalità è disponibile
solo a partire dal kernel 2.6.2).\\
- \const{EPOLLWAKEUP} & Attiva la prevenzione della sospensione del sistema
+ \constd{EPOLLWAKEUP} & Attiva la prevenzione della sospensione del sistema
se il file descriptor che si è marcato con esso
diventa pronto (aggiunto a partire dal kernel 3.5),
può essere impostato solo dall'amministratore (o da
ed è utile per riconoscere la chiusura di una connessione dall'altro capo di
un socket quando si lavora in modalità \textit{edge triggered}.}
-Il secondo campo, \var{data}, è una \direct{union} che serve a identificare il
+% TODO aggiunto con il kernel 4.5 EPOLLEXCLUSIVE, vedi
+% http://lwn.net/Articles/633422/#excl
+
+Il secondo campo, \var{data}, è una \dirct{union} che serve a identificare il
file descriptor a cui si intende fare riferimento, ed in astratto può
contenere un valore qualsiasi (specificabile in diverse forme) che ne permetta
una indicazione univoca. Il modo più comune di usarlo però è quello in cui si
{La funzione ritorna il numero di file descriptor pronti in caso di successo e
$-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già
- visti con \funcd{epoll\_wait}.
+ visti con \func{epoll\_wait}.
}
\end{funcproto}
-La funzione è del tutto analoga \funcd{epoll\_wait}, soltanto che alla sua
+La funzione è del tutto analoga \func{epoll\_wait}, soltanto che alla sua
uscita viene ripristinata la maschera di segnali originale, sostituita durante
l'esecuzione da quella impostata con l'argomento \param{sigmask}; in sostanza
la chiamata a questa funzione è equivalente al seguente codice, eseguito però
unix-like, porti a notevoli problemi nell'interazione con le funzioni per
l'\textit{I/O multiplexing}, tanto che per evitare possibili \textit{race
condition} sono state introdotte estensioni dello standard POSIX e funzioni
-apposite come \func{pselect}, \func{ppoll} e \funcd{epoll\_pwait}.
+apposite come \func{pselect}, \func{ppoll} e \func{epoll\_pwait}.
Benché i segnali siano il meccanismo più usato per effettuare notifiche ai
processi, la loro interfaccia di programmazione, che comporta l'esecuzione di
interruzioni delle funzioni di attesa sincrone, ed evitare possibili
\textit{race conditions}. In sostanza se non ci fossero i segnali non ci
sarebbe da preoccuparsi, fintanto che si effettuano operazioni all'interno di
-un processo, della non atomicità delle \index{system~call~lente}
-\textit{system call} lente che vengono interrotte e devono essere riavviate.
+un processo, della non atomicità delle \textit{system call} lente che vengono
+interrotte e devono essere riavviate.
Abbiamo visto però in sez.~\ref{sec:sig_real_time} che insieme ai segnali
\textit{real-time} sono state introdotte anche delle interfacce di gestione
ricezione leggendone la notifica tramite l'uso di uno speciale file
descriptor. Trattandosi di un file descriptor questo potrà essere tenuto sotto
osservazione con le ordinarie funzioni dell'\textit{I/O multiplexing} (vale a
-dire con le solite \func{select}, \func{poll} e \funcd{epoll\_wait}) allo
+dire con le solite \func{select}, \func{poll} e \func{epoll\_wait}) allo
stesso modo di quelli associati a file o socket, per cui alla fine si potrà
attendere in contemporanea sia l'arrivo del segnale che la disponibilità di
accesso ai dati relativi a questi ultimi.
La funzione di sistema che permette di abilitare la ricezione dei segnali
tramite file descriptor è \funcd{signalfd},\footnote{in realtà quella
- riportata è l'interfaccia alla funzione fornita dalle \acr{glibc}, esistono
+ riportata è l'interfaccia alla funzione fornita dalla \acr{glibc}, esistono
infatti due versioni diverse della \textit{system call}; una prima versione,
- \func{signalfd}, introdotta nel kernel 2.6.22 e disponibile con le
+ \func{signalfd}, introdotta nel kernel 2.6.22 e disponibile con la
\acr{glibc} 2.8 che non supporta l'argomento \texttt{flags}, ed una seconda
versione, \funcm{signalfd4}, introdotta con il kernel 2.6.27 e che è quella
- che viene sempre usata a partire dalle \acr{glibc} 2.9, che prende un
+ che viene sempre usata a partire dalla \acr{glibc} 2.9, che prende un
argomento aggiuntivo \code{size\_t sizemask} che indica la dimensione della
- maschera dei segnali, il cui valore viene impostato automaticamente dalle
+ maschera dei segnali, il cui valore viene impostato automaticamente dalla
\acr{glibc}.} il cui prototipo è:
\begin{funcproto}{
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{SFD\_NONBLOCK}& imposta sul file descriptor il flag di
+ \constd{SFD\_NONBLOCK}&imposta sul file descriptor il flag di
\const{O\_NONBLOCK} per renderlo non bloccante.\\
- \const{SFD\_CLOEXEC}& imposta il flag di \const{O\_CLOEXEC} per la
+ \constd{SFD\_CLOEXEC}& imposta il flag di \const{O\_CLOEXEC} per la
chiusura automatica del file descriptor nella
esecuzione di \func{exec}.\\
\hline
Come anticipato, essendo questo lo scopo principale della nuova interfaccia,
il file descriptor può essere tenuto sotto osservazione tramite le funzioni
dell'\textit{I/O multiplexing} (vale a dire con le solite \func{select},
-\func{poll} e \funcd{epoll\_wait}), e risulterà accessibile in lettura quando
+\func{poll} e \func{epoll\_wait}), e risulterà accessibile in lettura quando
uno o più dei segnali indicati tramite \param{mask} sarà pendente.
La funzione può essere chiamata più volte dallo stesso processo, consentendo
potranno essere ricevuti normalmente una volta che si rimuova il blocco
imposto con \func{sigprocmask}.
-Oltre che con le funzioni dell'\textit{I/O multiplexing} l'uso del file
-descriptor restituito da \func{signalfd} cerca di seguire la semantica di un
-sistema unix-like anche con altre \textit{system call}; in particolare esso
+Oltre a poter essere usato con le funzioni dell'\textit{I/O multiplexing}, il
+file descriptor restituito da \func{signalfd} cerca di seguire la semantica di
+un sistema unix-like anche con altre \textit{system call}; in particolare esso
resta aperto (come ogni altro file descriptor) attraverso una chiamata ad
\func{exec}, a meno che non lo si sia creato con il flag di
\const{SFD\_CLOEXEC} o si sia successivamente impostato il
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{0.90\textwidth}
+ \begin{minipage}[c]{0.95\textwidth}
\includestruct{listati/signalfd_siginfo.h}
\end{minipage}
\normalsize
\label{fig:fiforeporter_code_init}
\end{figure}
-Il contenuto di \struct{signalfd\_siginfo} ricalca da vicino quella della
-analoga struttura \struct{siginfo\_t} (illustrata in
+Il contenuto di \struct{signalfd\_siginfo} ricalca da vicino quella
+dell'analoga struttura \struct{siginfo\_t} (illustrata in
fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}) usata dall'interfaccia ordinaria dei segnali, e
restituisce dati simili. Come per \struct{siginfo\_t} i campi che vengono
avvalorati dipendono dal tipo di segnale e ricalcano i valori che abbiamo già
interfaccia è stata introdotta in forma considerata difettosa con il kernel
2.6.22, per cui è stata immediatamente tolta nel successivo 2.6.23 e
reintrodotta in una forma considerata adeguata nel kernel 2.6.25, il
- supporto nelle \acr{glibc} è stato introdotto a partire dalla versione
+ supporto nella \acr{glibc} è stato introdotto a partire dalla versione
2.8.6, la versione del kernel 2.6.22, presente solo su questo kernel, non è
supportata e non deve essere usata.} La prima funzione di sistema prevista,
quella che consente di creare un timer, è \funcd{timerfd\_create}, il cui
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{TFD\_NONBLOCK}& imposta sul file descriptor il flag di
- \const{O\_NONBLOCK} per renderlo non bloccante.\\
- \const{TFD\_CLOEXEC}& imposta il flag di \const{O\_CLOEXEC} per la
- chiusura automatica del file descriptor nella
- esecuzione di \func{exec}.\\
+ \constd{TFD\_NONBLOCK}& imposta sul file descriptor il flag di
+ \const{O\_NONBLOCK} per renderlo non bloccante.\\
+ \constd{TFD\_CLOEXEC} & imposta il flag di \const{O\_CLOEXEC} per la
+ chiusura automatica del file descriptor nella
+ esecuzione di \func{exec}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{flags} per la funzione
riguarda l'argomento \param{flags} che serve sempre ad indicare se il tempo di
scadenza del timer è da considerarsi relativo o assoluto rispetto al valore
corrente dell'orologio associato al timer, ma che in questo caso ha come
-valori possibili rispettivamente soltanto $0$ e \const{TFD\_TIMER\_ABSTIME}
+valori possibili rispettivamente soltanto $0$ e \constd{TFD\_TIMER\_ABSTIME}
(l'analogo di \const{TIMER\_ABSTIME}).
L'ultima funzione di sistema prevista dalla nuova interfaccia è
descriptor risulta pronto sarà possibile leggere il numero di volte che il
timer è scaduto con una ordinaria \func{read}.
-La funzione legge il valore in un dato di tipo \type{uint64\_t}, e necessita
+La funzione legge il valore in un dato di tipo \typed{uint64\_t}, e necessita
pertanto che le si passi un buffer di almeno 8 byte, fallendo con
\errval{EINVAL} in caso contrario, in sostanza la lettura deve essere
effettuata con una istruzione del tipo:
\textsl{asincrona}, quelle cioè in cui un processo non deve bloccarsi in
attesa della disponibilità dell'accesso al file, ma può proseguire
nell'esecuzione utilizzando invece un meccanismo di notifica asincrono (di
-norma un segnale, ma esistono anche altre interfacce, come \itindex{inotify}
-\textit{inotify}), per essere avvisato della possibilità di eseguire le
-operazioni di I/O volute.
+norma un segnale, ma esistono anche altre interfacce, come \textit{inotify}),
+per essere avvisato della possibilità di eseguire le operazioni di I/O volute.
\subsection{Il \textit{Signal driven I/O}}
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{F\_RDLCK} & Richiede un \textit{read lease}.\\
- \const{F\_WRLCK} & Richiede un \textit{write lease}.\\
- \const{F\_UNLCK} & Rilascia un \textit{file lease}.\\
+ \constd{F\_RDLCK} & Richiede un \textit{read lease}.\\
+ \constd{F\_WRLCK} & Richiede un \textit{write lease}.\\
+ \constd{F\_UNLCK} & Rilascia un \textit{file lease}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Costanti per i tre possibili valori dell'argomento \param{arg} di
Se il \textit{lease holder} non provvede a rilasciare il \textit{lease} entro
il numero di secondi specificato dal parametro di sistema mantenuto in
-\sysctlfile{fs/lease-break-time} sarà il kernel stesso a rimuoverlo o
+\sysctlfiled{fs/lease-break-time} sarà il kernel stesso a rimuoverlo o
declassarlo automaticamente (questa è una misura di sicurezza per evitare che
un processo blocchi indefinitamente l'accesso ad un file acquisendo un
\textit{lease}). Una volta che un \textit{lease} è stato rilasciato o
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{DN\_ACCESS} & Un file è stato acceduto, con l'esecuzione di una fra
- \func{read}, \func{pread}, \func{readv}.\\
- \const{DN\_MODIFY} & Un file è stato modificato, con l'esecuzione di una
- fra \func{write}, \func{pwrite}, \func{writev},
- \func{truncate}, \func{ftruncate}.\\
- \const{DN\_CREATE} & È stato creato un file nella directory, con
- l'esecuzione di una fra \func{open}, \func{creat},
- \func{mknod}, \func{mkdir}, \func{link},
- \func{symlink}, \func{rename} (da un'altra
- directory).\\
- \const{DN\_DELETE} & È stato cancellato un file dalla directory con
- l'esecuzione di una fra \func{unlink}, \func{rename}
- (su un'altra directory), \func{rmdir}.\\
- \const{DN\_RENAME} & È stato rinominato un file all'interno della
- directory (con \func{rename}).\\
- \const{DN\_ATTRIB} & È stato modificato un attributo di un file con
- l'esecuzione di una fra \func{chown}, \func{chmod},
- \func{utime}.\\
- \const{DN\_MULTISHOT}& Richiede una notifica permanente di tutti gli
- eventi.\\
+ \constd{DN\_ACCESS} & Un file è stato acceduto, con l'esecuzione di una fra
+ \func{read}, \func{pread}, \func{readv}.\\
+ \constd{DN\_MODIFY} & Un file è stato modificato, con l'esecuzione di una
+ fra \func{write}, \func{pwrite}, \func{writev},
+ \func{truncate}, \func{ftruncate}.\\
+ \constd{DN\_CREATE} & È stato creato un file nella directory, con
+ l'esecuzione di una fra \func{open}, \func{creat},
+ \func{mknod}, \func{mkdir}, \func{link},
+ \func{symlink}, \func{rename} (da un'altra
+ directory).\\
+ \constd{DN\_DELETE} & È stato cancellato un file dalla directory con
+ l'esecuzione di una fra \func{unlink}, \func{rename}
+ (su un'altra directory), \func{rmdir}.\\
+ \constd{DN\_RENAME} & È stato rinominato un file all'interno della
+ directory (con \func{rename}).\\
+ \constd{DN\_ATTRIB} & È stato modificato un attributo di un file con
+ l'esecuzione di una fra \func{chown}, \func{chmod},
+ \func{utime}.\\
+ \constd{DN\_MULTISHOT}& Richiede una notifica permanente di tutti gli
+ eventi.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano le varie classi di eventi per i quali
questa è una interfaccia specifica di Linux (pertanto non deve essere usata se
si devono scrivere programmi portabili), ed è basata sull'uso di una coda di
notifica degli eventi associata ad un singolo file descriptor, il che permette
-di risolvere il principale problema di \itindex{dnotify} \textit{dnotify}. La
-coda viene creata attraverso la funzione di sistema \funcd{inotify\_init}, il
-cui prototipo è:
+di risolvere il principale problema di \textit{dnotify}. La coda viene creata
+attraverso la funzione di sistema \funcd{inotify\_init}, il cui prototipo è:
\begin{funcproto}{
\fhead{sys/inotify.h}
delle risorse di sistema è previsto che un utente possa utilizzare un numero
limitato di istanze di \textit{inotify}; il valore di default del limite è di
128, ma questo valore può essere cambiato con \func{sysctl} o usando il file
-\sysctlfile{fs/inotify/max\_user\_instances}.
+\sysctlfiled{fs/inotify/max\_user\_instances}.
Dato che questo file descriptor non è associato a nessun file o directory
reale, l'inconveniente di non poter smontare un filesystem i cui file sono
Inoltre trattandosi di un file descriptor a tutti gli effetti, esso potrà
essere utilizzato come argomento per le funzioni \func{select} e \func{poll} e
con l'interfaccia di \textit{epoll}, ed a partire dal kernel 2.6.25 è stato
-introdotto anche il supporto per il \itindex{signal~driven~I/O}
-\texttt{signal-driven I/O}. Siccome gli eventi vengono notificati come dati
-disponibili in lettura, dette funzioni ritorneranno tutte le volte che si avrà
-un evento di notifica.
+introdotto anche il supporto per il \texttt{signal-driven I/O}. Siccome gli
+eventi vengono notificati come dati disponibili in lettura, dette funzioni
+ritorneranno tutte le volte che si avrà un evento di notifica.
Così, invece di dover utilizzare i segnali, considerati una pessima scelta dal
punto di vista dell'interfaccia utente, si potrà gestire l'osservazione degli
directory che si vogliono tenere sotto osservazione,\footnote{anche in questo
caso c'è un limite massimo che di default è pari a 8192, ed anche questo
valore può essere cambiato con \func{sysctl} o usando il file
- \sysctlfile{fs/inotify/max\_user\_watches}.} e si utilizzerà sempre un solo
+ \sysctlfiled{fs/inotify/max\_user\_watches}.} e si utilizzerà sempre un solo
file descriptor.
Il tipo di evento che si vuole osservare deve essere specificato
\textbf{Valore} & & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{IN\_ACCESS} &$\bullet$& C'è stato accesso al file in
- lettura.\\
- \const{IN\_ATTRIB} &$\bullet$& Ci sono stati cambiamenti sui dati
- dell'\textit{inode}
- (o sugli attributi estesi, vedi
- sez.~\ref{sec:file_xattr}).\\
- \const{IN\_CLOSE\_WRITE} &$\bullet$& È stato chiuso un file aperto in
- scrittura.\\
- \const{IN\_CLOSE\_NOWRITE}&$\bullet$& È stato chiuso un file aperto in
- sola lettura.\\
- \const{IN\_CREATE} &$\bullet$& È stato creato un file o una
- directory in una directory sotto
- osservazione.\\
- \const{IN\_DELETE} &$\bullet$& È stato cancellato un file o una
- directory in una directory sotto
- osservazione.\\
- \const{IN\_DELETE\_SELF} & -- & È stato cancellato il file (o la
+ \constd{IN\_ACCESS} &$\bullet$& C'è stato accesso al file in
+ lettura.\\
+ \constd{IN\_ATTRIB} &$\bullet$& Ci sono stati cambiamenti sui dati
+ dell'\textit{inode}
+ (o sugli attributi estesi, vedi
+ sez.~\ref{sec:file_xattr}).\\
+ \constd{IN\_CLOSE\_WRITE} &$\bullet$& È stato chiuso un file aperto in
+ scrittura.\\
+ \constd{IN\_CLOSE\_NOWRITE}&$\bullet$& È stato chiuso un file aperto in
+ sola lettura.\\
+ \constd{IN\_CREATE} &$\bullet$& È stato creato un file o una
+ directory in una directory sotto
+ osservazione.\\
+ \constd{IN\_DELETE} &$\bullet$& È stato cancellato un file o una
+ directory in una directory sotto
+ osservazione.\\
+ \constd{IN\_DELETE\_SELF} & -- & È stato cancellato il file (o la
directory) sotto osservazione.\\
- \const{IN\_MODIFY} &$\bullet$& È stato modificato il file.\\
- \const{IN\_MOVE\_SELF} & & È stato rinominato il file (o la
- directory) sotto osservazione.\\
- \const{IN\_MOVED\_FROM} &$\bullet$& Un file è stato spostato fuori dalla
- directory sotto osservazione.\\
- \const{IN\_MOVED\_TO} &$\bullet$& Un file è stato spostato nella
- directory sotto osservazione.\\
- \const{IN\_OPEN} &$\bullet$& Un file è stato aperto.\\
+ \constd{IN\_MODIFY} &$\bullet$& È stato modificato il file.\\
+ \constd{IN\_MOVE\_SELF} & & È stato rinominato il file (o la
+ directory) sotto osservazione.\\
+ \constd{IN\_MOVED\_FROM} &$\bullet$& Un file è stato spostato fuori dalla
+ directory sotto osservazione.\\
+ \constd{IN\_MOVED\_TO} &$\bullet$& Un file è stato spostato nella
+ directory sotto osservazione.\\
+ \constd{IN\_OPEN} &$\bullet$& Un file è stato aperto.\\
\hline
- \const{IN\_CLOSE} & & Combinazione di
- \const{IN\_CLOSE\_WRITE} e
- \const{IN\_CLOSE\_NOWRITE}.\\
- \const{IN\_MOVE} & & Combinazione di
- \const{IN\_MOVED\_FROM} e
- \const{IN\_MOVED\_TO}.\\
- \const{IN\_ALL\_EVENTS} & & Combinazione di tutti i flag
- possibili.\\
+ \constd{IN\_CLOSE} & & Combinazione di
+ \const{IN\_CLOSE\_WRITE} e
+ \const{IN\_CLOSE\_NOWRITE}.\\
+ \constd{IN\_MOVE} & & Combinazione di
+ \const{IN\_MOVED\_FROM} e
+ \const{IN\_MOVED\_TO}.\\
+ \constd{IN\_ALL\_EVENTS} & & Combinazione di tutti i flag
+ possibili.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano i bit della maschera binaria
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{IN\_DONT\_FOLLOW}& Non dereferenzia \param{pathname} se questo è un
- link simbolico.\\
- \const{IN\_MASK\_ADD} & Aggiunge a quelli già impostati i flag indicati
- nell'argomento \param{mask}, invece di
- sovrascriverli.\\
- \const{IN\_ONESHOT} & Esegue l'osservazione su \param{pathname} per una
- sola volta, rimuovendolo poi dalla \textit{watch
- list}.\\
- \const{IN\_ONLYDIR} & Se \param{pathname} è una directory riporta
- soltanto gli eventi ad essa relativi e non
- quelli per i file che contiene.\\
+ \constd{IN\_DONT\_FOLLOW}& Non dereferenzia \param{pathname} se questo è un
+ link simbolico.\\
+ \constd{IN\_MASK\_ADD} & Aggiunge a quelli già impostati i flag indicati
+ nell'argomento \param{mask}, invece di
+ sovrascriverli.\\
+ \constd{IN\_ONESHOT} & Esegue l'osservazione su \param{pathname} per
+ una sola volta, rimuovendolo poi dalla
+ \textit{watch list}.\\
+ \constd{IN\_ONLYDIR} & Se \param{pathname} è una directory riporta
+ soltanto gli eventi ad essa relativi e non
+ quelli per i file che contiene.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano i bit della maschera binaria
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{IN\_IGNORED} & L'osservatore è stato rimosso, sia in maniera
- esplicita con l'uso di \func{inotify\_rm\_watch},
- che in maniera implicita per la rimozione
- dell'oggetto osservato o per lo smontaggio del
- filesystem su cui questo si trova.\\
- \const{IN\_ISDIR} & L'evento avvenuto fa riferimento ad una directory
- (consente così di distinguere, quando si pone
- sotto osservazione una directory, fra gli eventi
- relativi ad essa e quelli relativi ai file che
- essa contiene).\\
- \const{IN\_Q\_OVERFLOW}& Si sono eccedute le dimensioni della coda degli
- eventi (\textit{overflow} della coda); in questo
- caso il valore di \var{wd} è $-1$.\footnotemark\\
- \const{IN\_UNMOUNT} & Il filesystem contenente l'oggetto posto sotto
- osservazione è stato smontato.\\
+ \constd{IN\_IGNORED} & L'osservatore è stato rimosso, sia in maniera
+ esplicita con l'uso di \func{inotify\_rm\_watch},
+ che in maniera implicita per la rimozione
+ dell'oggetto osservato o per lo smontaggio del
+ filesystem su cui questo si trova.\\
+ \constd{IN\_ISDIR} & L'evento avvenuto fa riferimento ad una directory
+ (consente così di distinguere, quando si pone
+ sotto osservazione una directory, fra gli eventi
+ relativi ad essa e quelli relativi ai file che
+ essa contiene).\\
+ \constd{IN\_Q\_OVERFLOW}& Si sono eccedute le dimensioni della coda degli
+ eventi (\textit{overflow} della coda); in questo
+ caso il valore di \var{wd} è $-1$.\footnotemark\\
+ \constd{IN\_UNMOUNT} & Il filesystem contenente l'oggetto posto sotto
+ osservazione è stato smontato.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano i bit aggiuntivi usati nella maschera
\footnotetext{la coda di notifica ha una dimensione massima che viene
controllata dal parametro di sistema
- \sysctlfile{fs/inotify/max\_queued\_events}, che indica il numero massimo di
+ \sysctlfiled{fs/inotify/max\_queued\_events}, che indica il numero massimo di
eventi che possono essere mantenuti sulla stessa; quando detto valore viene
ecceduto gli ulteriori eventi vengono scartati, ma viene comunque generato
un evento di tipo \const{IN\_Q\_OVERFLOW}.}
Infine due campi \var{name} e \var{len} sono utilizzati soltanto quando
l'evento è relativo ad un file presente in una directory posta sotto
osservazione, in tal caso essi contengono rispettivamente il nome del file
-(come \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} relativo alla directory
-osservata) e la relativa dimensione in byte. Il campo \var{name} viene sempre
-restituito come stringa terminata da NUL, con uno o più zeri di terminazione,
-a seconda di eventuali necessità di allineamento del risultato, ed il valore
-di \var{len} corrisponde al totale della dimensione di \var{name}, zeri
-aggiuntivi compresi. La stringa con il nome del file viene restituita nella
-lettura subito dopo la struttura \struct{inotify\_event}; questo significa che
-le dimensioni di ciascun evento di \textit{inotify} saranno pari a
-\code{sizeof(\struct{inotify\_event}) + len}.
+(come \textit{pathname} relativo alla directory osservata) e la relativa
+dimensione in byte. Il campo \var{name} viene sempre restituito come stringa
+terminata da NUL, con uno o più zeri di terminazione, a seconda di eventuali
+necessità di allineamento del risultato, ed il valore di \var{len} corrisponde
+al totale della dimensione di \var{name}, zeri aggiuntivi compresi. La stringa
+con il nome del file viene restituita nella lettura subito dopo la struttura
+\struct{inotify\_event}; questo significa che le dimensioni di ciascun evento
+di \textit{inotify} saranno pari a \code{sizeof(\struct{inotify\_event}) +
+ len}.
Vediamo allora un esempio dell'uso dell'interfaccia di \textit{inotify} con un
semplice programma che permette di mettere sotto osservazione uno o più file e
% TODO trattare fanotify, vedi http://lwn.net/Articles/339399/ e
% http://lwn.net/Articles/343346/ (incluso nel 2.6.36)
+% fanotify_mark() ha FAN_MARK_FILESYSTEM dal 4.20
+% fanotify() ha FAN_OPEN_EXEC dal 4.21/5.0
\subsection{L'interfaccia POSIX per l'I/O asincrono}
Benché la modalità di apertura asincrona di un file vista in
sez.~\ref{sec:signal_driven_io} possa risultare utile in varie occasioni (in
particolar modo con i socket e gli altri file per i quali le funzioni di I/O
-sono \index{system~call~lente} \textit{system call} lente), essa è comunque
-limitata alla notifica della disponibilità del file descriptor per le
-operazioni di I/O, e non ad uno svolgimento asincrono delle medesime. Lo
-standard POSIX.1b definisce una interfaccia apposita per l'I/O asincrono vero
-e proprio,\footnote{questa è stata ulteriormente perfezionata nelle successive
- versioni POSIX.1-2001 e POSIX.1-2008.} che prevede un insieme di funzioni
-dedicate per la lettura e la scrittura dei file, completamente separate
-rispetto a quelle usate normalmente.
+sono \textit{system call} lente), essa è comunque limitata alla notifica della
+disponibilità del file descriptor per le operazioni di I/O, e non ad uno
+svolgimento asincrono delle medesime. Lo standard POSIX.1b definisce una
+interfaccia apposita per l'I/O asincrono vero e proprio,\footnote{questa è
+ stata ulteriormente perfezionata nelle successive versioni POSIX.1-2001 e
+ POSIX.1-2008.} che prevede un insieme di funzioni dedicate per la lettura e
+la scrittura dei file, completamente separate rispetto a quelle usate
+normalmente.
In generale questa interfaccia è completamente astratta e può essere
implementata sia direttamente nel kernel che in \textit{user space} attraverso
l'uso di \textit{thread}. Per le versioni del kernel meno recenti esiste una
-implementazione di questa interfaccia fornita completamente delle \acr{glibc}
+implementazione di questa interfaccia fornita completamente dalla \acr{glibc}
a partire dalla versione 2.1, che è realizzata completamente in \textit{user
space}, ed è accessibile linkando i programmi con la libreria
\file{librt}. A partire dalla versione 2.5.32 è stato introdotto nel kernel
controllate attraverso l'uso di una apposita struttura \struct{aiocb} (il cui
nome sta per \textit{asyncronous I/O control block}), che viene passata come
argomento a tutte le funzioni dell'interfaccia. La sua definizione, come
-effettuata in \headfile{aio.h}, è riportata in
+effettuata in \headfiled{aio.h}, è riportata in
fig.~\ref{fig:file_aiocb}. Nello steso file è definita la macro
-\macro{\_POSIX\_ASYNCHRONOUS\_IO}, che dichiara la disponibilità
+\macrod{\_POSIX\_ASYNCHRONOUS\_IO}, che dichiara la disponibilità
dell'interfaccia per l'I/O asincrono.
\begin{figure}[!htb]
Il campo \var{aio\_reqprio} permette di impostare la priorità delle operazioni
di I/O, in generale perché ciò sia possibile occorre che la piattaforma
supporti questa caratteristica, questo viene indicato dal fatto che le macro
-\macro{\_POSIX\_PRIORITIZED\_IO}, e \macro{\_POSIX\_PRIORITY\_SCHEDULING} sono
-definite. La priorità viene impostata a partire da quella del processo
+\macrod{\_POSIX\_PRIORITIZED\_IO}, e \macrod{\_POSIX\_PRIORITY\_SCHEDULING}
+sono definite. La priorità viene impostata a partire da quella del processo
chiamante (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}), cui viene sottratto il valore
di questo campo. Il campo \var{aio\_lio\_opcode} è usato solo dalla funzione
\func{lio\_listio}, che, come vedremo, permette di eseguire con una sola
esse.
Infine il campo \var{aio\_sigevent} è una struttura di tipo \struct{sigevent}
-(illustrata in in fig.~\ref{fig:struct_sigevent}) che serve a specificare il
-modo in cui si vuole che venga effettuata la notifica del completamento delle
+(illustrata in fig.~\ref{fig:struct_sigevent}) che serve a specificare il modo
+in cui si vuole che venga effettuata la notifica del completamento delle
operazioni richieste; per la trattazione delle modalità di utilizzo della
stessa si veda quanto già visto in proposito in sez.~\ref{sec:sig_timer_adv}.
di successo, i possibili valori di ritorno per \func{aio\_cancel} (anch'essi
definiti in \headfile{aio.h}) sono tre:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3.0cm}}
-\item[\const{AIO\_ALLDONE}] indica che le operazioni di cui si è richiesta la
+\item[\constd{AIO\_ALLDONE}] indica che le operazioni di cui si è richiesta la
cancellazione sono state già completate,
-\item[\const{AIO\_CANCELED}] indica che tutte le operazioni richieste sono
+\item[\constd{AIO\_CANCELED}] indica che tutte le operazioni richieste sono
state cancellate,
-\item[\const{AIO\_NOTCANCELED}] indica che alcune delle operazioni erano in
+\item[\constd{AIO\_NOTCANCELED}] indica che alcune delle operazioni erano in
corso e non sono state cancellate.
\end{basedescript}
ognuna di esse dovrà essere specificato il tipo di operazione con il campo
\var{aio\_lio\_opcode}, che può prendere i valori:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\const{LIO\_READ}] si richiede una operazione di lettura.
-\item[\const{LIO\_WRITE}] si richiede una operazione di scrittura.
-na operazione.
+\item[\constd{LIO\_READ}] si richiede una operazione di lettura.
+\item[\constd{LIO\_WRITE}] si richiede una operazione di scrittura.
+\item[\constd{LIO\_NOP}] non si effettua nessuna operazione.
\end{basedescript}
dove \const{LIO\_NOP} viene usato quando si ha a che fare con un vettore di
dimensione fissa, per poter specificare solo alcune operazioni, o quando si
quelle non completate.
L'argomento \param{mode} controlla il comportamento della funzione, se viene
-usato il valore \const{LIO\_WAIT} la funzione si blocca fino al completamento
-di tutte le operazioni richieste; se si usa \const{LIO\_NOWAIT} la funzione
+usato il valore \constd{LIO\_WAIT} la funzione si blocca fino al completamento
+di tutte le operazioni richieste; se si usa \constd{LIO\_NOWAIT} la funzione
ritorna immediatamente dopo aver messo in coda tutte le richieste. In tal caso
il chiamante può richiedere la notifica del completamento di tutte le
richieste, impostando l'argomento \param{sig} in maniera analoga a come si fa
% http://webfiveoh.com/content/guides/2012/aug/mon-13th/linux-asynchronous-io-and-libaio.html,
% https://code.google.com/p/kernel/wiki/AIOUserGuide,
% http://bert-hubert.blogspot.de/2012/05/on-linux-asynchronous-file-io.html
+% https://www.fsl.cs.sunysb.edu/~vass/linux-aio.txt
+
+% TODO trattare la poll API basata sull'I/O asicrono, introdotta con il kernel
+% 4.18, vedi https://lwn.net/Articles/743714/,
+% https://lwn.net/Articles/742978/, https://lwn.net/Articles/758324/
+% http://git.infradead.org/users/hch/vfs.git/commit/d2d9e26c7cb6d95d521153897910080cf56c7fad
+% Reverted
+% TODO trattare la nuova API per l'I/O asincrono (io_uring), introdotta con il
+% kernel 5.1, vedi https://lwn.net/Articles/776703/,
+% https://lwn.net/ml/linux-fsdevel/20190112213011.1439-1-axboe@kernel.dk/
\section{Altre modalità di I/O avanzato}
\label{sec:file_advanced_io}
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{PROT\_EXEC} & Le pagine possono essere eseguite.\\
- \const{PROT\_READ} & Le pagine possono essere lette.\\
- \const{PROT\_WRITE} & Le pagine possono essere scritte.\\
- \const{PROT\_NONE} & L'accesso alle pagine è vietato.\\
+ \constd{PROT\_EXEC} & Le pagine possono essere eseguite.\\
+ \constd{PROT\_READ} & Le pagine possono essere lette.\\
+ \constd{PROT\_WRITE} & Le pagine possono essere scritte.\\
+ \constd{PROT\_NONE} & L'accesso alle pagine è vietato.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{prot} di \func{mmap}, relativi alla
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{MAP\_32BIT} & Esegue la mappatura sui primi 2Gb dello spazio
+ \constd{MAP\_32BIT} & Esegue la mappatura sui primi 2Gb dello spazio
degli indirizzi, viene supportato solo sulle
piattaforme \texttt{x86-64} per compatibilità con
le applicazioni a 32 bit. Viene ignorato se si è
richiesto \const{MAP\_FIXED} (dal kernel 2.4.20).\\
- \const{MAP\_ANON} & Sinonimo di \const{MAP\_ANONYMOUS}, deprecato.\\
- \const{MAP\_ANONYMOUS} & La mappatura non è associata a nessun file. Gli
+ \constd{MAP\_ANON} & Sinonimo di \const{MAP\_ANONYMOUS}, deprecato.\\
+ \constd{MAP\_ANONYMOUS}& La mappatura non è associata a nessun file. Gli
argomenti \param{fd} e \param{offset} sono
ignorati. L'uso di questo flag con
\const{MAP\_SHARED} è stato implementato in Linux
a partire dai kernel della serie 2.4.x.\\
- \const{MAP\_DENYWRITE} & In Linux viene ignorato per evitare
+ \constd{MAP\_DENYWRITE}& In Linux viene ignorato per evitare
\textit{DoS}
(veniva usato per segnalare che tentativi di
scrittura sul file dovevano fallire con
\errcode{ETXTBSY}).\\
- \const{MAP\_EXECUTABLE}& Ignorato.\\
- \const{MAP\_FILE} & Valore di compatibilità, ignorato.\\
- \const{MAP\_FIXED} & Non permette di restituire un indirizzo diverso
+ \constd{MAP\_EXECUTABLE}& Ignorato.\\
+ \constd{MAP\_FILE} & Valore di compatibilità, ignorato.\\
+ \constd{MAP\_FIXED} & Non permette di restituire un indirizzo diverso
da \param{start}, se questo non può essere usato
\func{mmap} fallisce. Se si imposta questo flag il
valore di \param{start} deve essere allineato
alle dimensioni di una pagina.\\
- \const{MAP\_GROWSDOWN} & Usato per gli \textit{stack}.
+ \constd{MAP\_GROWSDOWN}& Usato per gli \textit{stack}.
Indica che la mappatura deve essere effettuata
con gli indirizzi crescenti verso il basso.\\
- \const{MAP\_HUGETLB} & Esegue la mappatura usando le cosiddette
+ \constd{MAP\_HUGETLB} & Esegue la mappatura usando le cosiddette
``\textit{huge pages}'' (dal kernel 2.6.32).\\
- \const{MAP\_LOCKED} & Se impostato impedisce lo \textit{swapping} delle
+ \constd{MAP\_LOCKED} & Se impostato impedisce lo \textit{swapping} delle
pagine mappate (dal kernel 2.5.37).\\
- \const{MAP\_NONBLOCK} & Esegue un \textit{prefaulting} più limitato che
+ \constd{MAP\_NONBLOCK} & Esegue un \textit{prefaulting} più limitato che
non causa I/O (dal kernel 2.5.46).\\
- \const{MAP\_NORESERVE} & Si usa con \const{MAP\_PRIVATE}. Non riserva
+ \constd{MAP\_NORESERVE}& Si usa con \const{MAP\_PRIVATE}. Non riserva
delle pagine di \textit{swap} ad uso del meccanismo
del \textit{copy on write}
per mantenere le modifiche fatte alla regione
mappata, in questo caso dopo una scrittura, se
non c'è più memoria disponibile, si ha
l'emissione di un \signal{SIGSEGV}.\\
- \const{MAP\_POPULATE} & Esegue il \textit{prefaulting} delle pagine di
+ \constd{MAP\_POPULATE} & Esegue il \textit{prefaulting} delle pagine di
memoria necessarie alla mappatura (dal kernel
2.5.46).\\
- \const{MAP\_PRIVATE} & I cambiamenti sulla memoria mappata non vengono
+ \constd{MAP\_PRIVATE} & I cambiamenti sulla memoria mappata non vengono
riportati sul file. Ne viene fatta una copia
privata cui solo il processo chiamante ha
accesso. Incompatibile con \const{MAP\_SHARED}.\\
- \const{MAP\_SHARED} & I cambiamenti sulla memoria mappata vengono
+ \constd{MAP\_SHARED} & I cambiamenti sulla memoria mappata vengono
riportati sul file e saranno immediatamente
visibili agli altri processi che mappano lo stesso
file. Incompatibile
con \const{MAP\_PRIVATE}.\\
\const{MAP\_STACK} & Al momento è ignorato, è stato fornito (dal kernel
2.6.27) a supporto della implementazione dei
- thread nelle \acr{glibc}, per allocare memoria in
- uno spazio utilizzabile come \textit{stack} per le
- architetture hardware che richiedono un
- trattamento speciale di quest'ultimo.\\
- \const{MAP\_UNINITIALIZED}& Specifico per i sistemi embedded ed
+ \textit{thread} nella \acr{glibc}, per allocare
+ memoria in uno spazio utilizzabile come
+ \textit{stack} per le architetture hardware che
+ richiedono un trattamento speciale di
+ quest'ultimo.\\
+ \constd{MAP\_UNINITIALIZED}& Specifico per i sistemi embedded ed
utilizzabile dal kernel 2.6.33 solo se è stata
abilitata in fase di compilazione dello stesso
l'opzione
per i sistemi embedded) si ha il completo
controllo dell'uso della memoria da parte degli
utenti.\\
-% \const{MAP\_DONTEXPAND}& Non consente una successiva espansione dell'area
+% \constd{MAP\_DONTEXPAND}& Non consente una successiva espansione dell'area
% mappata con \func{mremap}, proposto ma pare non
% implementato.\\
\hline
% TODO trattare MAP_HUGETLB introdotto con il kernel 2.6.32, e modifiche
% introdotte con il 3.8 per le dimensioni variabili delle huge pages
+% TODO trattare MAP_FIXED_NOREPLACE vedi https://lwn.net/Articles/751651/ e
+% https://lwn.net/Articles/741369/
+
+% TODO: verificare MAP_SYNC e MAP_SHARED_VALIDATE, vedi
+% https://lwn.net/Articles/731706/, https://lwn.net/Articles/758594/ incluse
+% con il 4.15
+
+
L'argomento \param{flags} specifica infine qual è il tipo di oggetto mappato,
le opzioni relative alle modalità con cui è effettuata la mappatura e alle
modalità con cui le modifiche alla memoria mappata vengono condivise o
di \func{msync} le funzioni dell'interfaccia ordinaria troveranno un contenuto
del file aggiornato.
-
\begin{table}[htb]
\centering
\footnotesize
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{MS\_SYNC} & richiede una sincronizzazione e ritorna soltanto
+ \constd{MS\_SYNC} & richiede una sincronizzazione e ritorna soltanto
quando questa è stata completata.\\
- \const{MS\_ASYNC} & richiede una sincronizzazione, ma ritorna subito
+ \constd{MS\_ASYNC} & richiede una sincronizzazione, ma ritorna subito
non attendendo che questa sia finita.\\
- \const{MS\_INVALIDATE} & invalida le pagine per tutte le mappature
+ \constd{MS\_INVALIDATE}& invalida le pagine per tutte le mappature
in memoria così da rendere necessaria una
rilettura immediata delle stesse.\\
\hline
indica la dimensione. Con \param{new\_size} si specifica invece la nuova
dimensione che si vuole ottenere. Infine l'argomento \param{flags} è una
maschera binaria per i flag che controllano il comportamento della funzione.
-Il solo valore utilizzato è \const{MREMAP\_MAYMOVE} che consente di eseguire
+Il solo valore utilizzato è \constd{MREMAP\_MAYMOVE} che consente di eseguire
l'espansione anche quando non è possibile utilizzare il precedente
indirizzo. Per questo motivo, se si è usato questo flag, la funzione può
restituire un indirizzo della nuova zona di memoria che non è detto coincida
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{MADV\_DONTNEED}& non ci si aspetta nessun accesso nell'immediato
- futuro, pertanto le pagine possono essere
- liberate dal kernel non appena necessario; l'area
- di memoria resterà accessibile, ma un accesso
- richiederà che i dati vengano ricaricati dal file
- a cui la mappatura fa riferimento.\\
- \const{MADV\_NORMAL} & nessuna indicazione specifica, questo è il valore
- di default usato quando non si è chiamato
- \func{madvise}.\\
- \const{MADV\_RANDOM} & ci si aspetta un accesso casuale all'area
- indicata, pertanto l'applicazione di una lettura
- anticipata con il meccanismo del
- \textit{read-ahead} (vedi
- sez.~\ref{sec:file_fadvise}) è di
- scarsa utilità e verrà disabilitata.\\
- \const{MADV\_SEQUENTIAL}& ci si aspetta un accesso sequenziale al file,
- quindi da una parte sarà opportuno eseguire una
- lettura anticipata, e dall'altra si potranno
- scartare immediatamente le pagine una volta che
- queste siano state lette.\\
+ \constd{MADV\_DONTNEED}& non ci si aspetta nessun accesso nell'immediato
+ futuro, pertanto le pagine possono essere
+ liberate dal kernel non appena necessario; l'area
+ di memoria resterà accessibile, ma un accesso
+ richiederà che i dati vengano ricaricati dal file
+ a cui la mappatura fa riferimento.\\
+ \constd{MADV\_NORMAL} & nessuna indicazione specifica, questo è il valore
+ di default usato quando non si è chiamato
+ \func{madvise}.\\
+ \constd{MADV\_RANDOM} & ci si aspetta un accesso casuale all'area
+ indicata, pertanto l'applicazione di una lettura
+ anticipata con il meccanismo del
+ \textit{read-ahead} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_fadvise}) è di
+ scarsa utilità e verrà disabilitata.\\
+ \constd{MADV\_SEQUENTIAL}& ci si aspetta un accesso sequenziale al file,
+ quindi da una parte sarà opportuno eseguire una
+ lettura anticipata, e dall'altra si potranno
+ scartare immediatamente le pagine una volta che
+ queste siano state lette.\\
\const{MADV\_WILLNEED}& ci si aspetta un accesso nell'immediato futuro,
pertanto l'applicazione del \textit{read-ahead}
deve essere incentivata.\\
\hline
- \const{MADV\_DONTDUMP}& esclude da un \textit{core dump} (vedi
- sez.~\ref{sec:sig_standard}) le pagine
- specificate, viene usato per evitare di scrivere
- su disco dati relativi a zone di memoria che si sa
- non essere utili in un \textit{core dump}.\\
- \const{MADV\_DODUMP} & rimuove l'effetto della precedente
- \const{MADV\_DONTDUMP} (dal kernel 3.4).\\
- \const{MADV\_DONTFORK}& impedisce che l'intervallo specificato venga
- ereditato dal processo figlio dopo una
- \func{fork}; questo consente di evitare che il
- meccanismo del \textit{copy on write} effettui la
- rilocazione delle pagine quando il padre scrive
- sull'area di memoria dopo la \func{fork}, cosa che
- può causare problemi per l'hardware che esegue
- operazioni in DMA su quelle pagine (dal kernel
- 2.6.16).\\
- \const{MADV\_DOFORK} & rimuove l'effetto della precedente
- \const{MADV\_DONTFORK} (dal kernel 2.6.16).\\
- \const{MADV\_HUGEPAGE}& abilita il meccanismo delle \textit{Transparent
- Huge Page} (vedi sez.~\ref{sec:huge_pages})
- sulla regione indicata; se questa è allineata
- alle relative dimensioni il kernel alloca
- direttamente delle \textit{huge page}; è
- utilizzabile solo con mappature anomime private
- (dal kernel 2.6.38).\\
- \const{MADV\_NOHUGEPAGE}& impedisce che la regione indicata venga
- collassata in eventuali \textit{huge page} (dal
- kernel 2.6.38).\\
- \const{MADV\_HWPOISON} &opzione ad uso di debug per verificare codice
- che debba gestire errori nella gestione della
- memoria; richiede una apposita opzione di
- compilazione del kernel, privilegi amministrativi
- (la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}) e provoca
- l'emissione di un segnale di \const{SIGBUS} dal
- programma chiamante e rimozione della mappatura
- (dal kernel 2.6.32).\\
- \const{MADV\_SOFT\_OFFLINE}&opzione utilizzata per il debug del
- codice di verifica degli errori di gestione
- memoria, richiede una apposita opzione di
- compilazione (dal kernel 2.6.33).\\
- \const{MADV\_MERGEABLE}& marca la pagina come accorpabile, indicazione
- principalmente ad uso dei sistemi di
- virtualizzazione\footnotemark (dal kernel 2.6.32).\\
- \const{MADV\_REMOVE} & libera un intervallo di pagine di memoria ed il
- relativo supporto sottostante; è supportato
- soltanto sui filesystem in RAM \textit{tmpfs} e
- \textit{shmfs} se usato su altri tipi di
- filesystem causa un errore di \errcode{ENOSYS}
- (dal kernel 2.6.16).\\
- \const{MADV\_UNMERGEABLE}& rimuove l'effetto della precedente
- \const{MADV\_MERGEABLE} (dal kernel 2.6.32). \\
- \hline
+ \constd{MADV\_DONTDUMP}& esclude da un \textit{core dump} (vedi
+ sez.~\ref{sec:sig_standard}) le pagine
+ specificate, viene usato per evitare di scrivere
+ su disco dati relativi a zone di memoria che si sa
+ non essere utili in un \textit{core dump}.\\
+ \constd{MADV\_DODUMP} & rimuove l'effetto della precedente
+ \const{MADV\_DONTDUMP} (dal kernel 3.4).\\
+ \constd{MADV\_DONTFORK}& impedisce che l'intervallo specificato venga
+ ereditato dal processo figlio dopo una
+ \func{fork}; questo consente di evitare che il
+ meccanismo del \textit{copy on write} effettui la
+ rilocazione delle pagine quando il padre scrive
+ sull'area di memoria dopo la \func{fork}, cosa che
+ può causare problemi per l'hardware che esegue
+ operazioni in DMA su quelle pagine (dal kernel
+ 2.6.16).\\
+ \constd{MADV\_DOFORK} & rimuove l'effetto della precedente
+ \const{MADV\_DONTFORK} (dal kernel 2.6.16).\\
+ \constd{MADV\_HUGEPAGE}& abilita il meccanismo delle \textit{Transparent
+ Huge Page} (vedi sez.~\ref{sec:huge_pages})
+ sulla regione indicata; se questa è allineata
+ alle relative dimensioni il kernel alloca
+ direttamente delle \textit{huge page}; è
+ utilizzabile solo con mappature anomime private
+ (dal kernel 2.6.38).\\
+ \constd{MADV\_NOHUGEPAGE}& impedisce che la regione indicata venga
+ collassata in eventuali \textit{huge page} (dal
+ kernel 2.6.38).\\
+ \constd{MADV\_HWPOISON} &opzione ad uso di debug per verificare codice
+ che debba gestire errori nella gestione della
+ memoria; richiede una apposita opzione di
+ compilazione del kernel, privilegi amministrativi
+ (la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}) e provoca
+ l'emissione di un segnale di \const{SIGBUS} dal
+ programma chiamante e rimozione della mappatura
+ (dal kernel 2.6.32).\\
+ \constd{MADV\_SOFT\_OFFLINE}&opzione utilizzata per il debug del
+ codice di verifica degli errori di gestione
+ memoria, richiede una apposita opzione di
+ compilazione (dal kernel 2.6.33).\\
+ \constd{MADV\_MERGEABLE}& marca la pagina come accorpabile, indicazione
+ principalmente ad uso dei sistemi di
+ virtualizzazione\footnotemark (dal kernel
+ 2.6.32).\\
+ \constd{MADV\_REMOVE} & libera un intervallo di pagine di memoria ed il
+ relativo supporto sottostante; è supportato
+ soltanto sui filesystem in RAM \textit{tmpfs} e
+ \textit{shmfs} se usato su altri tipi di
+ filesystem causa un errore di \errcode{ENOSYS}
+ (dal kernel 2.6.16).\\
+ \constd{MADV\_UNMERGEABLE}& rimuove l'effetto della precedente
+ \const{MADV\_MERGEABLE} (dal kernel 2.6.32). \\
+ \hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{advice} di \func{madvise}.}
\label{tab:madvise_advice_values}
\end{table}
+% TODO aggiunta MADV_FREE dal kernel 4.5 (vedi http://lwn.net/Articles/590991/)
+% TODO aggiunta MADV_WIPEONFORK dal kernel 4.14 that causes the affected memory
+% region to appear to be full of zeros in the child process after a fork. It
+% differs from the existing MADV_DONTFORK in that the address range will
+% remain valid in the child (dalla notizia in https://lwn.net/Articles/733256/).
+
\footnotetext{a partire dal kernel 2.6.32 è stato introdotto un meccanismo che
identifica pagine di memoria identiche e le accorpa in una unica pagina
(soggetta al \textit{copy-on-write} per successive modifiche); per evitare
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{POSIX\_MADV\_DONTNEED}& analogo a \const{MADV\_DONTNEED}.\\
- \const{POSIX\_MADV\_NORMAL} & identico a \const{MADV\_NORMAL}.\\
- \const{POSIX\_MADV\_RANDOM} & identico a \const{MADV\_RANDOM}.\\
- \const{POSIX\_MADV\_SEQUENTIAL}& identico a \const{MADV\_SEQUENTIAL}.\\
- \const{POSIX\_MADV\_WILLNEED}& identico a \const{MADV\_WILLNEED}.\\
+ \constd{POSIX\_MADV\_DONTNEED}& analogo a \const{MADV\_DONTNEED}.\\
+ \constd{POSIX\_MADV\_NORMAL} & identico a \const{MADV\_NORMAL}.\\
+ \constd{POSIX\_MADV\_RANDOM} & identico a \const{MADV\_RANDOM}.\\
+ \constd{POSIX\_MADV\_SEQUENTIAL}& identico a \const{MADV\_SEQUENTIAL}.\\
+ \constd{POSIX\_MADV\_WILLNEED}& identico a \const{MADV\_WILLNEED}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{advice} di \func{posix\_madvise}.}
L'argomento \param{advice} invece può assumere solo i valori indicati in
tab.~\ref{tab:posix_madvise_advice_values}, che riflettono gli analoghi di
\func{madvise}, con lo stesso effetto per tutti tranne
-\const{POSIX\_MADV\_DONTNEED}. Infatti a partire dalle \acr{glibc} 2.6
+\const{POSIX\_MADV\_DONTNEED}. Infatti a partire dalla \acr{glibc} 2.6
\const{POSIX\_MADV\_DONTNEED} viene ignorato, in quanto l'uso del
corrispondente \const{MADV\_DONTNEED} di \func{madvise} ha, per la semantica
imperativa, l'effetto immediato di far liberare le pagine da parte del kernel,
\func{sysconf} richiedendo l'argomento \const{\_SC\_IOV\_MAX} (vedi
sez.~\ref{sec:sys_limits}).
-Nel caso di Linux il limite di sistema è di 1024, però se si usano le
-\acr{glibc} queste forniscono un \textit{wrapper} per le \textit{system call}
+Nel caso di Linux il limite di sistema è di 1024, però se si usa la
+\acr{glibc} essa fornisce un \textit{wrapper} per le \textit{system call}
che si accorge se una operazione supererà il precedente limite, in tal caso i
dati verranno letti o scritti con le usuali \func{read} e \func{write} usando
-un buffer di dimensioni sufficienti appositamente allocato e sufficiente a
+un buffer di dimensioni sufficienti appositamente allocato in grado di
contenere tutti i dati indicati da \param{vector}. L'operazione avrà successo
ma si perderà l'atomicità del trasferimento da e verso la destinazione finale.
descriptor (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:file_adv_func}) con delle
chiamate a \func{lseek}.
+% TODO trattare preadv2() e pwritev2(), introdotte con il kernel 4.6, vedi
+% http://lwn.net/Articles/670231/ ed il flag RWF_HIPRI, anche l'aggiunta del
+% flag RWF_APPEND a pwritev2 con il kernel 4.16, vedi
+% https://lwn.net/Articles/746129/
\subsection{L'I/O diretto fra file descriptor: \func{sendfile} e
La prima funzione che è stata ideata per ottimizzare il trasferimento dei dati
fra due file descriptor è \func{sendfile}.\footnote{la funzione è stata
- introdotta con i kernel della serie 2.2, e disponibile dalle \acr{glibc}
+ introdotta con i kernel della serie 2.2, e disponibile dalla \acr{glibc}
2.1.} La funzione è presente in diverse versioni di Unix (la si ritrova ad
esempio in FreeBSD, HPUX ed altri Unix) ma non è presente né in POSIX.1-2001
né in altri standard (pertanto si eviti di utilizzarla se si devono scrivere
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{SPLICE\_F\_MOVE} & Suggerisce al kernel di spostare le pagine
- di memoria contenenti i dati invece di
- copiarle: per una maggiore efficienza
- \func{splice} usa quando possibile i
- meccanismi della memoria virtuale per
- eseguire i trasferimenti di dati. In maniera
- analoga a \func{mmap}), qualora le pagine non
- possano essere spostate dalla \textit{pipe} o
- il buffer non corrisponda a pagine intere
- esse saranno comunque copiate. Viene usato
- soltanto da \func{splice}.\\
- \const{SPLICE\_F\_NONBLOCK}& Richiede di operare in modalità non
- bloccante; questo flag influisce solo sulle
- operazioni che riguardano l'I/O da e verso la
- \textit{pipe}. Nel caso di \func{splice}
- questo significa che la funzione potrà
- comunque bloccarsi nell'accesso agli altri
- file descriptor (a meno che anch'essi non
- siano stati aperti in modalità non
- bloccante).\\
- \const{SPLICE\_F\_MORE} & Indica al kernel che ci sarà l'invio di
- ulteriori dati in una \func{splice}
- successiva, questo è un suggerimento utile
- che viene usato quando \param{fd\_out} è un
- socket. Questa opzione consente di utilizzare
- delle opzioni di gestione dei socket che
- permettono di ottimizzare le trasmissioni via
- rete (si veda la descrizione di
- \const{TCP\_CORK} in
- sez.~\ref{sec:sock_tcp_udp_options} e quella
- di \const{MSG\_MORE} in
- sez.~\ref{sec:net_sendmsg}). Attualmente
- viene usato solo da \func{splice}, potrà essere
- implementato in futuro anche per
- \func{vmsplice} e \func{tee}.\\
- \const{SPLICE\_F\_GIFT} & Le pagine di memoria utente sono
- ``\textsl{donate}'' al kernel; questo
- significa che la cache delle pagine e i dati
- su disco potranno differire, e che
- l'applicazione non potrà modificare
- quest'area di memoria.
- Se impostato una seguente \func{splice} che
- usa \const{SPLICE\_F\_MOVE} potrà spostare le
- pagine con successo, altrimenti esse dovranno
- essere copiate; per usare questa opzione i
- dati dovranno essere opportunamente allineati
- in posizione ed in dimensione alle pagine di
- memoria. Viene usato soltanto da
- \func{vmsplice}.\\
+ \constd{SPLICE\_F\_MOVE} & Suggerisce al kernel di spostare le pagine
+ di memoria contenenti i dati invece di
+ copiarle: per una maggiore efficienza
+ \func{splice} usa quando possibile i
+ meccanismi della memoria virtuale per
+ eseguire i trasferimenti di dati. In maniera
+ analoga a \func{mmap}), qualora le pagine non
+ possano essere spostate dalla \textit{pipe} o
+ il buffer non corrisponda a pagine intere
+ esse saranno comunque copiate. Viene usato
+ soltanto da \func{splice}.\\
+ \constd{SPLICE\_F\_NONBLOCK}& Richiede di operare in modalità non
+ bloccante; questo flag influisce solo sulle
+ operazioni che riguardano l'I/O da e verso la
+ \textit{pipe}. Nel caso di \func{splice}
+ questo significa che la funzione potrà
+ comunque bloccarsi nell'accesso agli altri
+ file descriptor (a meno che anch'essi non
+ siano stati aperti in modalità non
+ bloccante).\\
+ \constd{SPLICE\_F\_MORE} & Indica al kernel che ci sarà l'invio di
+ ulteriori dati in una \func{splice}
+ successiva, questo è un suggerimento utile
+ che viene usato quando \param{fd\_out} è un
+ socket. Questa opzione consente di utilizzare
+ delle opzioni di gestione dei socket che
+ permettono di ottimizzare le trasmissioni via
+ rete (si veda la descrizione di
+ \const{TCP\_CORK} in
+ sez.~\ref{sec:sock_tcp_udp_options} e quella
+ di \const{MSG\_MORE} in
+ sez.~\ref{sec:net_sendmsg}). Attualmente
+ viene usato solo da \func{splice}, potrà essere
+ implementato in futuro anche per
+ \func{vmsplice} e \func{tee}.\\
+ \constd{SPLICE\_F\_GIFT} & Le pagine di memoria utente sono
+ ``\textsl{donate}'' al kernel; questo
+ significa che la cache delle pagine e i dati
+ su disco potranno differire, e che
+ l'applicazione non potrà modificare
+ quest'area di memoria.
+ Se impostato una seguente \func{splice} che
+ usa \const{SPLICE\_F\_MOVE} potrà spostare le
+ pagine con successo, altrimenti esse dovranno
+ essere copiate; per usare questa opzione i
+ dati dovranno essere opportunamente allineati
+ in posizione ed in dimensione alle pagine di
+ memoria. Viene usato soltanto da
+ \func{vmsplice}.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano i bit della maschera binaria
% TODO?? dal 2.6.25 splice ha ottenuto il supporto per la ricezione su rete
+% TODO trattare qui copy_file_range (vedi http://lwn.net/Articles/659523/),
+% introdotta nel kernel 4.5
+
\subsection{Gestione avanzata dell'accesso ai dati dei file}
\label{sec:file_fadvise}
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{POSIX\_FADV\_NORMAL} & Non ci sono avvisi specifici da fare
+ \constd{POSIX\_FADV\_NORMAL} & Non ci sono avvisi specifici da fare
riguardo le modalità di accesso, il
comportamento sarà identico a quello che si
avrebbe senza nessun avviso.\\
- \const{POSIX\_FADV\_SEQUENTIAL}& L'applicazione si aspetta di accedere di
+ \constd{POSIX\_FADV\_SEQUENTIAL}& L'applicazione si aspetta di accedere di
accedere ai dati specificati in maniera
sequenziale, a partire dalle posizioni più
basse.\\
- \const{POSIX\_FADV\_RANDOM} & I dati saranno letti in maniera
+ \constd{POSIX\_FADV\_RANDOM} & I dati saranno letti in maniera
completamente causale.\\
- \const{POSIX\_FADV\_NOREUSE} & I dati saranno acceduti una sola volta.\\
- \const{POSIX\_FADV\_WILLNEED}& I dati saranno acceduti a breve.\\
- \const{POSIX\_FADV\_DONTNEED}& I dati non saranno acceduti a breve.\\
+ \constd{POSIX\_FADV\_NOREUSE} & I dati saranno acceduti una sola volta.\\
+ \constd{POSIX\_FADV\_WILLNEED}& I dati saranno acceduti a breve.\\
+ \constd{POSIX\_FADV\_DONTNEED}& I dati non saranno acceduti a breve.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori delle costanti usabili per l'argomento \param{advice} di
che l'uso di \func{truncate} per estendere un file creerebbe soltanto uno
\textit{sparse file} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) senza una effettiva
allocazione dello spazio disco.} In realtà questa è la modalità con cui la
-funzione veniva realizzata nella prima versione fornita dalle \acr{glibc}, per
+funzione veniva realizzata nella prima versione fornita dalla \acr{glibc}, per
cui la funzione costituiva in sostanza soltanto una standardizzazione delle
modalità di esecuzione di questo tipo di allocazioni.
stato introdotto solo a partire dal kernel 2.6.25.} che consente di
realizzare direttamente all'interno del kernel l'allocazione dello spazio
disco così da poter realizzare una versione di \func{posix\_fallocate} con
-prestazioni molto più elevate; nelle \acr{glibc} la nuova \textit{system call}
+prestazioni molto più elevate; nella \acr{glibc} la nuova \textit{system call}
viene sfruttata per la realizzazione di \func{posix\_fallocate} a partire
dalla versione 2.10.
come funzione di libreria,\footnote{pertanto poteva essere invocata soltanto
in maniera indiretta con l'ausilio di \func{syscall}, vedi
sez.~\ref{sec:proc_syscall}, come \code{long fallocate(int fd, int mode,
- loff\_t offset, loff\_t len)}.} ma a partire dalle \acr{glibc} 2.10 è
+ loff\_t offset, loff\_t len)}.} ma a partire dalla \acr{glibc} 2.10 è
stato fornito un supporto esplicito; il suo prototipo è:
\begin{funcproto}{
l'implementazione ottimale della stessa a livello di kernel.
Inizialmente l'unico altro valore possibile per \param{mode} era
-\const{FALLOC\_FL\_KEEP\_SIZE} che richiede che la dimensione del file (quella
-ottenuta nel campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} dopo una
-chiamata a \texttt{fstat}) non venga modificata anche quando la somma
+\const{FALLOC\_FL\_KEEP\_SIZE} che richiede che la dimensione del file
+(quella ottenuta nel campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} dopo
+una chiamata a \texttt{fstat}) non venga modificata anche quando la somma
di \param{offset} e \param{len} eccede la dimensione corrente, che serve
quando si deve comunque preallocare dello spazio per scritture in append. In
seguito sono stati introdotti altri valori, riassunti in
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{FALLOC\_FL\_INSERT} & .\\
- \const{FALLOC\_FL\_COLLAPSE\_RANGE}& .\\
- \const{FALLOC\_FL\_KEEP\_SIZE} & Mantiene invariata la dimensione del
+ \constd{FALLOC\_FL\_INSERT} & .\\
+ \constd{FALLOC\_FL\_COLLAPSE\_RANGE}& .\\
+ \constd{FALLOC\_FL\_KEEP\_SIZE} & Mantiene invariata la dimensione del
file, pur allocando lo spazio disco anche
oltre la dimensione corrente del file.\\
- \const{FALLOC\_FL\_PUNCH\_HOLE}& Crea un \textsl{buco} nel file (vedi
+ \constd{FALLOC\_FL\_PUNCH\_HOLE}& Crea un \textsl{buco} nel file (vedi
sez.~\ref{sec:file_lseek}) rendendolo una
\textit{sparse file} (dal kernel
2.6.38).\\
- \const{FALLOC\_FL\_ZERO\_RANGE}& .\\
+ \constd{FALLOC\_FL\_ZERO\_RANGE}& .\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori delle costanti usabili per l'argomento \param{mode} di
% TODO non so dove trattarli, ma dal 2.6.39 ci sono i file handle, vedi
-% http://lwn.net/Articles/432757/
+% http://lwn.net/Articles/432757/ (probabilmente da associare alle
+% at-functions)
% LocalWords: dell'I locking multiplexing cap sez system call socket BSD GID
projects / gapil.git / blobdiff