le operazioni sul file si deve provvedere a rimuovere il lock. La situazione
delle varie possibilità è riassunta in \tabref{tab:file_file_lock}.
+Si tenga presente infine che il controllo di accesso è effettuato quando si
+apre un file, l'unico controllo residuo è che il tipo di lock che si vuole
+otternere deve essere compatibile con le modalità di apertura dello stesso (di
+lettura per un read lock e di scrittura per un write lock).
+
%% Si ricordi che
%% la condizione per acquisire uno \textit{shared lock} è che il file non abbia
%% già un \textit{exclusive lock} attivo, mentre per acquisire un
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=13cm]{img/file_flock}
+ \includegraphics[width=12.5cm]{img/file_flock}
\caption{Schema dell'architettura del file locking, nel caso particolare
del suo utilizzo da parte dalla funzione \func{flock}.}
\label{fig:file_flock_struct}
impedirle restituendo un errore di \macro{EDEADLK} alla funzione che cerca di
acquisire un lock che porterebbe ad un \textit{deadlock}.
-\begin{figure}[htb]
+\begin{figure}[!bht]
\centering \includegraphics[width=13cm]{img/file_posix_lock}
\caption{Schema dell'architettura del file locking, nel caso particolare
del suo utilizzo secondo l'interfaccia standard POSIX.}
del \acr{pid} del processo.
Quando si richiede un lock il kernel effettua una scansione di tutti i lock
-presenti sul file\footnoote{scandisce cioè la linked list delle strutture
+presenti sul file\footnote{scandisce cioè la linked list delle strutture
\var{file\_lock}, scartando automaticamente quelle per cui \var{fl\_flags}
non è \macro{FL\_POSIX}, così che le due interfacce restano ben separate.}
per verificare se la regione richiesta non si sovrappone ad una già bloccata,
che le regioni bloccate da essa risultanti siano coerenti con quanto
necessario a soddisfare l'operazione richiesta.
-Come esempio dell'uso di questa funzione si è scritto un programma che
-permette di bloccare una sezione a piacere di un qualunque file; in
-\figref{fig:file_flock_code} è riportata la sezione principale del codice del
-programma, (il testo completo è allegato nella directory dei sorgenti).
-
-
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
\begin{lstlisting}{}
int main(int argc, char *argv[])
{
-/*
- * Variables definition
- */
- int type = F_UNLCK;
- off_t start;
- off_t len;
- int fd, res, i;
- int cmd = F_SETLK ;
- struct flock lock;
+ int type = F_UNLCK; /* lock type: default to unlock (invalid) */
+ off_t start = 0; /* start of the locked region: default to 0 */
+ off_t len = 0; /* length of the locked region: default to 0 */
+ int fd, res, i; /* internal variables */
+ int bsd = 0; /* semantic type: default to POSIX */
+ int cmd = F_SETLK; /* lock command: default to non-blocking */
+ struct flock lock; /* file lock structure */
...
if ((argc - optind) != 1) { /* There must be remaing parameters */
printf("Wrong number of arguments %d\n", argc - optind);
usage();
}
- if (type == F_UNLCK) { /* Just lock */
+ if (type == F_UNLCK) { /* There must be a -w or -r option set */
printf("You should set a read or a write lock\n");
usage();
}
- fd = open(argv[optind], O_RDWR);
- if (fd < 0) {
+ fd = open(argv[optind], O_RDWR); /* open the file to be locked */
+ if (fd < 0) { /* on error exit */
perror("Wrong filename");
exit(1);
}
- /* setting lock structure */
- lock.l_type = type;
- lock.l_whence = SEEK_SET;
- lock.l_start = start;
- lock.l_len = len;
/* do lock */
- res = fcntl(fd, cmd, &lock);
- if (res) {
+ if (bsd) { /* if BSD locking */
+ /* rewrite cmd for suitables flock operation values */
+ if (cmd == F_SETLKW) { /* if no-blocking */
+ cmd = LOCK_NB; /* set the value for flock operation */
+ } else { /* else */
+ cmd = 0; /* default is null */
+ }
+ if (type == F_RDLCK) cmd |= LOCK_SH; /* set for shared lock */
+ if (type == F_WRLCK) cmd |= LOCK_EX; /* set for exclusive lock */
+ res = flock(fd, cmd); /* esecute lock */
+ } else { /* if POSIX locking */
+ /* setting flock structure */
+ lock.l_type = type; /* set type: read or write */
+ lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
+ lock.l_start = start; /* set the start of the locked region */
+ lock.l_len = len; /* set the length of the locked region */
+ res = fcntl(fd, cmd, &lock); /* do lock */
+ }
+ /* check lock results */
+ if (res) { /* on error exit */
perror("Failed lock");
exit(1);
+ } else { /* else write message */
+ printf("Lock acquired\n");
}
- pause();
+ pause(); /* stop the process, use a signal to exit */
return 0;
}
\end{lstlisting}
\label{fig:file_flock_code}
\end{figure}
-La parte più complessa del programma è in realtà la logica della gestione
-delle opzioni (che qui si è omessa), che si cura di impostare le variabili
-\var{type}, \var{start} e \var{len}; queste ultime due vengono inizializzate
-al valore numerico fornito rispettivamente tramite gli switch \code{-s} e
-\cmd{-l}, mentre con \cmd{-w} e \cmd{-r} si richiede rispettivamente un write
-lock o read lock.
+Per fare qualche esempio sul file locking si è scritto un programma che
+permette di bloccare una sezione di un file usando la semantica POSIX, o un
+intero file usando la semantica BSD; in \figref{fig:file_flock_code} è
+riportata il corpo principale del codice del programma, (il testo completo è
+allegato nella directory dei sorgenti).
+
+La sezione relativa alla gestione delle opzioni al solito si è omessa, come la
+funzione che stampa le istruzioni per l'uso del programma, essa si cura di
+impostare le variabili \var{type}, \var{start} e \var{len}; queste ultime due
+vengono inizializzate al valore numerico fornito rispettivamente tramite gli
+switch \code{-s} e \cmd{-l}, mentre il valore della prima viene impostato con
+le opzioni \cmd{-w} e \cmd{-r} si richiede rispettivamente o un write lock o
+read lock (i due valori sono esclusivi, la variabile assumerà quello che si è
+specificato per ultimo). Oltre a queste tre vengono pure impostate la
+variabile \var{bsd}, che abilita la semantica omonima quando si invoca
+l'opzione \cmd{-f} (il valore preimpostato è nullo, ad indicare la semantica
+POSIX), e la variabile \var{cmd} che specifica la modalità di richiesta del
+lock (bloccante o meno), a seconda dell'opzione \cmd{-b}.
+
+Il programma inizia col controllare (\texttt{\small 11--14}) che venga passato
+un parametro (il file da bloccare), che sia stato scelto (\texttt{\small
+ 15--18}) il tipo di lock, dopo di che apre (\texttt{\small 19}) il file,
+uscendo (\texttt{\small 20--23}) in caso di errore. A questo punto il
+comportamento dipende dalla semantica scelta; nel caso sia BSD occorre
+reimpostare il valore di \var{cmd} per l'uso con \func{flock}; infatti il
+valore preimpostato fa riferimento alla semantica POSIX e vale rispettivamente
+\macro{F\_SETLKW} o \macro{F\_SETLK} a seconda che si sia impostato o meno la
+modalità bloccante.
+
+Nel caso si sia scelta la semantica BSD (\texttt{\small 25--34}) prima si
+controlla (\texttt{\small 27--31}) il valore di \var{cmd} per determinare se
+si vuole effettuare una chiamata bloccante o meno, reimpostandone il valore
+opportunamente, dopo di che a seconda del tipo di lock al valore viene
+aggiunta la relativa opzione (con un OR aritmetico, dato che \func{flock}
+vuole un argomento \param{operation} in forma di maschera binaria. Nel caso
+invece che si sia scelta la semantica POSIX le operazioni sono molto più
+immediate, si prepara (\texttt{\small 36--40}) la struttura per il lock, e lo
+esegue (\texttt{\small 41}).
+
+In entrambi i casi dopo aver richiesto il lock viene controllato il risultato
+uscendo (\texttt{\small 44--46}) in caso di errore, o stampando un messaggio
+(\texttt{\small 47--49}) in caso di successo. Infine il programma si pone in
+attesa (\texttt{\small 50}) finché un segnale (ad esempio un \cmd{C-c} dato da
+tastiera) non lo interrompa; in questo caso il programma termina, e tutti i
+lock vengono rilasciati.
+
+Con il programma possiamo fare varie verifiche sul funzionamento del file
+locking; cominciamo con l'eseguire un read lock su un file, ad esempio usando
+all'interno di un terminale il seguente comando:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -r Flock.c
+Lock acquired
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+il programma segnalerà di aver acquisito un lock e si bloccherà; in questo
+caso si è usato il file locking POSIX e non avendo specificato niente riguardo
+alla sezione che si vuole bloccare sono stati usati i valori preimpostati che
+bloccano tutto il file. A questo punto se proviamo ad eseguire lo stesso
+comando in un altro terminale, e avremo lo stesso risultato. Se invece
+proviamo ad eseguire un write lock avremo:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w Flock.c
+Failed lock: Resource temporarily unavailable
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+come ci aspettiamo il programma terminerà segnalando l'indisponibilità del
+lock, dato che il file è bloccato dal precedente read lock. Si noti che il
+risultato è lo stesso anche se si richiede il blocco su una sola parte del
+file con il comando:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w -s0 -l10 Flock.c
+Failed lock: Resource temporarily unavailable
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+se invece blocchiamo una regione con:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -r -s0 -l10 Flock.c
+Lock acquired
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+una volta che riproviamo ad acquisire il write lock i risultati dipenderanno
+dalla regione richiesta; ad esempio nel caso in cui le due regioni si
+sovrappongono avremo che:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w -s5 -l15 Flock.c
+Failed lock: Resource temporarily unavailable
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+ed il lock viene rifiutato, ma se invece si richiede una regione distinta
+avremo che:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w -s11 -l15 Flock.c
+Lock acquired
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+ed il lock viene acquisito. Se a questo punto si prova ad eseguire un read
+lock che comprende la nuova regione bloccata in scrittura:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -r -s10 -l20 Flock.c
+Failed lock: Resource temporarily unavailable
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+come ci aspettimo questo non sarà consentito.
+
+Il programma di norma esegue il tentativo di acquisire il lock in modalità non
+bloccante, se però usiamo l'opzione \cmd{-b} possiamo impostare la modalità
+bloccante, riproviamo allora a ripetere le prove precedenti con questa
+opzione:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -r -b -s0 -l10 Flock.c Lock acquired
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+il primo comando acquisisce subito un read lock, e quindi non cambia nulla, ma
+se proviamo adesso a richidere un write lock che non potrà essere acquisito
+otterremo:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w -s0 -l10 Flock.c
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+il programma cioè si bloccherà nella chiamata a \func{fcntl}; se a questo
+punto rilasciamo il precedente lock (terminando il primo comando un
+\texttt{C-c} sul terminale) potremo verificare che sull'altro terminale il
+lock viene acquisito, con la comparsa di una nuova riga:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./flock -w -s0 -l10 Flock.c
+Lock acquired
+\end{verbatim}%$
+\end{minipage}\vspace{3mm}
+\par\noindent
+
+Un'altra cosa che si può controllare con il nostro programma è l'interazione
+fra i due tipi di lock; se ripartiamo dal primo comando con cui si è ottenuto
+un lock in lettura sull'intero file, possiamo verificare cosa succede quando
+si cerca di ottenere un lock in scrittura con la semantica BSD:
+
+\vspace{1mm}
+\begin{minipage}[c]{12cm}
+\begin{verbatim}
+[root@gont sources]# ./flock -f -w Flock.c
+Lock acquired
+\end{verbatim}
+\end{minipage}\vspace{1mm}
+\par\noindent
+che ci mostra come i due tipi di lock siano assolutamente indipendenti; per
+questo motivo occorre sempre tenere presente quale fra le due semantiche
+disponibili stanno usando i programmi con cui si interagisce, dato che i lock
+applicati con l'altra non avrebbero nessun effetto.
+
\subsection{La funzione \func{lockf}}
\label{sec:file_lockf}
Abbiamo visto come l'interfaccia POSIX per il file locking sia molto più
-potente e flessibile di quella di BSD, ma è anche molto più complicata da
-usare per le varie opzioni da passare a \func{fcntl}. Per questo motivo è
-disponibile anche una interfaccia semplificata (ripresa da System V) che
-utilizza la funzione \func{lockf}, il cui prototipo è:
+potente e flessibile di quella di BSD, questo comporta anche una maggiore
+complessità per via delle varie opzioni da passare a \func{fcntl}. Per questo
+motivo è disponibile anche una interfaccia semplificata (ripresa da System V)
+che utilizza la funzione \func{lockf}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{sys/file.h}{int lockf(int fd, int cmd, off\_t len)}
Applica, controlla o rimuove un \textit{file lock} sul file \param{fd}.
\func{mount} riportata in \tabref{tab:sys_mount_flags}, o con l'opzione
\cmd{mand} per il comando).
-Si tenga presente inoltre che il \textit{mandatory locking} funziona
-sull'interfaccia POSIX di \func{fcntl}, questo significa che non ha nessun
-effetto sui lock richiesti con l'interfaccia di \func{flock}, ed inoltre che
+Si tenga presente inoltre che il \textit{mandatory locking} funziona solo
+sull'interfaccia POSIX di \func{fcntl}. Questo ha due conseguenze: che non si
+ha nessun effetto sui lock richiesti con l'interfaccia di \func{flock}, e che
la granularità del lock è quella del singolo byte, come per \func{fcntl}.
La sintassi di acquisizione dei lock è esattamente la stessa vista in
dimensioni del file vada a sovrapporsi ad una regione bloccata).
L'ultimo aspetto della interazione del \textit{mandatory locking} con le
-funzioni di accesso ai file è quello relativo ai file mappati in memoria
-appena trattati in \secref{sec:file_memory_map}; anche in tal caso infatti,
+funzioni di accesso ai file è quello relativo ai file mappati in memoria (che
+abbiamo trattato in \secref{sec:file_memory_map}); anche in tal caso infatti,
quando si esegue la mappatura con l'opzione \macro{MAP\_SHARED}, si ha un
accesso al contenuto del file. Lo standard SVID prevede che sia impossibile
eseguire il memory mapping di un file su cui sono presenti dei
lock\footnote{alcuni sistemi, come HP-UX, sono ancora più restrittivi e lo
- impediscono anche in caso di \textit{advisory locking}, anche se questo non
- ha molto senso.} in Linux è stata però fatta la scelta implementativa di
-seguire questo comportamento soltanto quando si chiama \func{mmap} con
-l'opzione \macro{MAP\_SHARED} (nel qual caso la funzione fallisce con il
-solito \macro{EAGAIN}).
+ impediscono anche in caso di \textit{advisory locking}, anche se questo
+ comportamento non ha molto senso, dato che comunque qualunque accesso
+ diretto al file è consentito.} in Linux è stata però fatta la scelta
+implementativa\footnote{per i dettagli si possono leggere le note relative
+ all'implementazione, mantenute insime ai sorgenti del kernel nel file
+ \file{Documentation/mandatory.txt}.} di seguire questo comportamento
+soltanto quando si chiama \func{mmap} con l'opzione \macro{MAP\_SHARED} (nel
+qual caso la funzione fallisce con il solito \macro{EAGAIN}) che comporta la
+possibilità di modificare il file.
projects / gapil.git / blobdiff