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\itindbeg{file~locking}
-In sez.~\ref{sec:file_sharing} abbiamo preso in esame le modalità in cui un
-sistema unix-like gestisce la condivisione dei file da parte di processi
-diversi. In quell'occasione si è visto come, con l'eccezione dei file aperti
-in \itindex{append~mode} \textit{append mode}, quando più processi scrivono
-contemporaneamente sullo stesso file non è possibile determinare la sequenza
-in cui essi opereranno.
+In sez.~\ref{sec:file_shared_access} abbiamo preso in esame le modalità in cui
+un sistema unix-like gestisce l'accesso concorrente ai file da parte di
+processi diversi. In quell'occasione si è visto come, con l'eccezione dei file
+aperti in \itindex{append~mode} \textit{append mode}, quando più processi
+scrivono contemporaneamente sullo stesso file non è possibile determinare la
+sequenza in cui essi opereranno.
Questo causa la possibilità di una \itindex{race~condition} \textit{race
condition}; in generale le situazioni più comuni sono due: l'interazione fra
inode\itindex{inode},\footnote{in particolare, come accennato in
fig.~\ref{fig:file_flock_struct}, i \textit{file lock} sono mantenuti in una
\itindex{linked~list} \textit{linked list} di strutture
- \struct{file\_lock}. La lista è referenziata dall'indirizzo di partenza
- mantenuto dal campo \var{i\_flock} della struttura \struct{inode} (per le
- definizioni esatte si faccia riferimento al file \file{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}).}
-dato che questo è l'unico riferimento in comune che possono avere due processi
-diversi che aprono lo stesso file.
+ \kstruct{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}).} dato che questo è l'unico riferimento in comune che
+possono avere due processi diversi che aprono lo stesso file.
\begin{figure}[!htb]
\centering
La richiesta di un \textit{file lock} prevede una scansione della lista per
determinare se l'acquisizione è possibile, ed in caso positivo l'aggiunta di
-un nuovo elemento.\footnote{cioè una nuova struttura \struct{file\_lock}.}
+un nuovo elemento.\footnote{cioè una nuova struttura \kstruct{file\_lock}.}
Nel caso dei blocchi creati con \func{flock} la semantica della funzione
prevede che sia \func{dup} che \func{fork} non creino ulteriori istanze di un
\textit{file lock} quanto piuttosto degli ulteriori riferimenti allo
stesso. Questo viene realizzato dal kernel secondo lo schema di
fig.~\ref{fig:file_flock_struct}, associando ad ogni nuovo \textit{file lock}
un puntatore\footnote{il puntatore è mantenuto nel campo \var{fl\_file} di
- \struct{file\_lock}, e viene utilizzato solo per i \textit{file lock} creati
+ \kstruct{file\_lock}, e viene utilizzato solo per i \textit{file lock} creati
con la semantica BSD.} alla voce nella \itindex{file~table} \textit{file
table} da cui si è richiesto il blocco, che così ne identifica il titolare.
file descriptor che fa riferimento ad una voce nella \itindex{file~table}
\textit{file table} corrispondente a quella registrata nel blocco. Allora se
ricordiamo quanto visto in sez.~\ref{sec:file_dup} e
-sez.~\ref{sec:file_sharing}, e cioè che i file descriptor duplicati e quelli
-ereditati in un processo figlio puntano sempre alla stessa voce nella
+sez.~\ref{sec:file_shared_access}, e cioè che i file descriptor duplicati e
+quelli ereditati in un processo figlio puntano sempre alla stessa voce nella
\itindex{file~table} \textit{file table}, si può capire immediatamente quali
sono le conseguenze nei confronti delle funzioni \func{dup} e \func{fork}.
La seconda interfaccia per l'\textit{advisory locking} disponibile in Linux è
quella standardizzata da POSIX, basata sulla funzione \func{fcntl}. Abbiamo
già trattato questa funzione nelle sue molteplici possibilità di utilizzo in
-sez.~\ref{sec:file_fcntl}. Quando la si impiega per il \textit{file locking}
-essa viene usata solo secondo il seguente prototipo:
+sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}. Quando la si impiega per il \textit{file
+ locking} essa viene usata solo secondo il seguente prototipo:
\begin{prototype}{fcntl.h}{int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock)}
Applica o rimuove un \textit{file lock} sul file \param{fd}.
Oltre a quanto richiesto tramite i campi di \struct{flock}, l'operazione
effettivamente svolta dalla funzione è stabilita dal valore dall'argomento
-\param{cmd} che, come già riportato in sez.~\ref{sec:file_fcntl}, specifica
-l'azione da compiere; i valori relativi al \textit{file locking} sono tre:
+\param{cmd} che, come già riportato in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl},
+specifica l'azione da compiere; i valori relativi al \textit{file locking}
+sono tre:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
\item[\const{F\_GETLK}] verifica se il \textit{file lock} specificato dalla
struttura puntata da \param{lock} può essere acquisito: in caso negativo
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}:\footnote{in questo caso nella figura si
- sono evidenziati solo i campi di \struct{file\_lock} significativi per la
+ sono evidenziati solo i campi di \kstruct{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
Quando si richiede un \textit{file lock} il kernel effettua una scansione di
tutti i blocchi presenti sul file\footnote{scandisce cioè la
\itindex{linked~list} \textit{linked list} delle strutture
- \struct{file\_lock}, scartando automaticamente quelle per cui
+ \kstruct{file\_lock}, scartando automaticamente quelle per cui
\var{fl\_flags} non è \const{FL\_POSIX}, così che le due interfacce restano
ben separate.} per verificare se la regione richiesta non si sovrappone ad
una già bloccata, in caso affermativo decide in base al tipo di blocco, in
è attivo un blocco. Per questo motivo l'abilitazione del \textit{mandatory
locking} è di norma disabilitata, e deve essere attivata filesystem per
filesystem in fase di montaggio (specificando l'apposita opzione di
-\func{mount} riportata in sez.~\ref{sec:sys_file_config}), o con l'opzione
+\func{mount} riportata in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}), o con l'opzione
\code{-o mand} per il comando omonimo).
Si tenga presente inoltre che il \textit{mandatory locking} funziona solo
Uno dei problemi che si presentano quando si deve operare contemporaneamente
su molti file usando le funzioni illustrate in
-cap.~\ref{cha:file_unix_interface} e cap.~\ref{cha:files_std_interface} è che
+sez.~\ref{sec:file_unix_interface} e sez.~\ref{sec:files_std_interface} è che
si può essere bloccati nelle operazioni su un file mentre un altro potrebbe
essere disponibile. L'\textit{I/O multiplexing} nasce risposta a questo
problema. In questa sezione forniremo una introduzione a questa problematica
\label{sec:file_noblocking}
Abbiamo visto in sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}, affrontando la suddivisione fra
-\textit{fast} e \textit{slow} system call,\index{system~call~lente} che in
-certi casi le funzioni di I/O possono bloccarsi indefinitamente.\footnote{si
- ricordi però che questo può accadere solo per le pipe, i socket ed alcuni
- file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}; sui file normali le funzioni
- di lettura e scrittura ritornano sempre subito.} Ad esempio le operazioni
-di lettura possono bloccarsi quando non ci sono dati disponibili sul
-descrittore su cui si sta operando.
+\textit{fast} e \textit{slow} \textit{system call},\index{system~call~lente}
+che in certi casi le funzioni di I/O possono bloccarsi
+indefinitamente.\footnote{si ricordi però che questo può accadere solo per le
+ pipe, i socket ed alcuni file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}; sui
+ file normali le funzioni di lettura e scrittura ritornano sempre subito.}
+Ad esempio le operazioni di lettura possono bloccarsi quando non ci sono dati
+disponibili sul descrittore su cui si sta operando.
Questo comportamento causa uno dei problemi più comuni che ci si trova ad
affrontare nelle operazioni di I/O, che si verifica quando si deve operare con
da quanto si otterrebbe dal file descriptor ``\textsl{disponibile}'') si
potrebbe addirittura arrivare ad un \itindex{deadlock} \textit{deadlock}.
-Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_open} 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 \const{O\_NONBLOCK}
-nella chiamata di \func{open}. In questo caso le funzioni di input/output
-eseguite sul file che si sarebbero bloccate, ritornano immediatamente,
-restituendo l'errore \errcode{EAGAIN}. L'utilizzo di questa modalità di I/O
-permette di risolvere il problema controllando a turno i vari file descriptor,
-in un ciclo in cui si ripete l'accesso fintanto che esso non viene garantito.
-Ovviamente questa tecnica, detta \itindex{polling} \textit{polling}, è
-estremamente inefficiente: si tiene costantemente impiegata la CPU solo per
-eseguire in continuazione delle system call che nella gran parte dei casi
-falliranno.
+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
+\const{O\_NONBLOCK} nella chiamata di \func{open}. In questo caso le funzioni
+di input/output eseguite sul file che si sarebbero bloccate, ritornano
+immediatamente, restituendo l'errore \errcode{EAGAIN}. L'utilizzo di questa
+modalità di I/O permette di risolvere il problema controllando a turno i vari
+file descriptor, in un ciclo in cui si ripete l'accesso fintanto che esso non
+viene garantito. Ovviamente questa tecnica, detta \itindex{polling}
+\textit{polling}, è estremamente inefficiente: si tiene costantemente
+impiegata la CPU solo per eseguire in continuazione delle \textit{system call}
+che nella gran parte dei casi falliranno.
Per superare questo problema è stato introdotto il concetto di \textit{I/O
multiplexing}, una nuova modalità di operazioni che consente di tenere sotto
quando, come nelle versioni più recenti del kernel, questo limite è stato
rimosso, esso indica le dimensioni massime dei numeri usati nei \textit{file
descriptor set}.\footnote{il suo valore, secondo lo standard POSIX
- 1003.1-2001, è definito in \file{sys/select.h}, ed è pari a 1024.}
+ 1003.1-2001, è definito in \headfile{sys/select.h}, ed è pari a 1024.}
Si tenga presente che i \textit{file descriptor set} devono sempre essere
inizializzati con \macro{FD\_ZERO}; passare a \func{select} un valore non
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 \file{sys/select.h}, che sostituisce i
+vengano dichiarate nell'header \headfile{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 \file{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalle \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},
+ l'header \headfile{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalle
+ \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},
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
La funzione è sostanzialmente identica a \func{select}, solo che usa una
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.\footnote{in realtà la system call di Linux aggiorna il
- valore al tempo rimanente, ma la funzione fornita dalle \acr{glibc} modifica
- questo comportamento passando alla 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.} Inoltre prende un argomento aggiuntivo
-\param{sigmask} che è il puntatore ad una maschera di segnali (si veda
+caso di interruzione.\footnote{in realtà la \textit{system call} di Linux
+ aggiorna il valore al tempo rimanente, ma la funzione fornita dalle
+ \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.} Inoltre
+prende un argomento aggiuntivo \param{sigmask} che è il puntatore ad una
+\index{maschera~dei~segnali} maschera di segnali (si veda
sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). La maschera corrente viene sostituita da questa
immediatamente prima di eseguire l'attesa, e ripristinata al ritorno della
funzione.
Per questo è stata introdotta \func{pselect} che attraverso l'argomento
\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 system call, e la funzione era
- implementata nelle \acr{glibc} attraverso \func{select} (vedi \texttt{man
- select\_tut}) per cui la possibilità di \itindex{race~condition}
- \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 nell'aprire una pipe (vedi sez.~\ref{sec:ipc_pipes})
- ed usare \func{select} sul capo in lettura della stessa; si può indicare
- l'arrivo di un segnale scrivendo sul capo in scrittura all'interno del
- gestore dello stesso; in questo modo anche se il segnale va perso prima
- della chiamata di \func{select} questa lo riconoscerà comunque dalla
- presenza di dati sulla pipe.} ribloccandolo non appena essa ritorna, così
-che il precedente codice potrebbe essere riscritto nel seguente modo:
+ kernel 2.6.16, non era presente la relativa \textit{system call}, e la
+ funzione era implementata nelle \acr{glibc} attraverso \func{select} (vedi
+ \texttt{man select\_tut}) per cui la possibilità di \itindex{race~condition}
+ \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 nell'aprire una pipe (vedi
+ sez.~\ref{sec:ipc_pipes}) ed usare \func{select} sul capo in lettura della
+ stessa; si può indicare l'arrivo di un segnale scrivendo sul capo in
+ scrittura all'interno del gestore dello stesso; in questo modo anche se il
+ segnale va perso prima della chiamata di \func{select} questa lo riconoscerà
+ comunque dalla presenza di dati sulla pipe.} ribloccandolo non appena essa
+ritorna, così che il precedente codice potrebbe essere riscritto nel seguente
+modo:
\includecodesnip{listati/pselect_norace.c}
in questo caso utilizzando \var{oldmask} durante l'esecuzione di
\func{pselect} la ricezione del segnale sarà abilitata, ed in caso di
in stile SysV (in particolare le ultime due non vengono usate su Linux), e
sono utilizzabili soltanto qualora si sia definita la macro
\macro{\_XOPEN\_SOURCE}.\footnote{e ci si ricordi di farlo sempre in testa al
- file, definirla soltanto prima di includere \file{sys/poll.h} non è
+ file, definirla soltanto prima di includere \headfile{sys/poll.h} non è
sufficiente.}
In caso di successo funzione ritorna restituendo il numero di file (un valore
\end{prototype}
La funzione ha lo stesso comportamento di \func{poll}, solo che si può
-specificare, con l'argomento \param{sigmask}, il puntatore ad una maschera di
-segnali; questa sarà la maschera utilizzata per tutto il tempo che la funzione
-resterà in attesa, all'uscita viene ripristinata la maschera originale. L'uso
-di questa funzione è cioè equivalente, come illustrato nella pagina di
-manuale, all'esecuzione atomica del seguente codice:
+specificare, con l'argomento \param{sigmask}, il puntatore ad una
+\index{maschera~dei~segnali} maschera di segnali; questa sarà la maschera
+utilizzata per tutto il tempo che la funzione resterà in attesa, all'uscita
+viene ripristinata la maschera originale. L'uso di questa funzione è cioè
+equivalente, come illustrato nella pagina di manuale, all'esecuzione atomica
+del seguente codice:
\includecodesnip{listati/ppoll_means.c}
Eccetto per \param{timeout}, che come per \func{pselect} deve essere un
valore legale per \param{flags} (a parte lo zero) è \const{EPOLL\_CLOEXEC},
che consente di impostare in maniera atomica sul file descriptor il flag di
\itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec} (si veda il significato di
-\const{O\_CLOEXEC} in tab.~\ref{tab:file_open_flags}), senza che sia
+\const{O\_CLOEXEC} in sez.~\ref{sec:file_open_close}), senza che sia
necessaria una successiva chiamata a \func{fcntl}.
Una volta ottenuto un file descriptor per \textit{epoll} il passo successivo è
\label{tab:epoll_ctl_operation}
\end{table}
+% aggiunta EPOLL_CTL_DISABLE con il kernel 3.7, vedi
+% http://lwn.net/Articles/520012/ e http://lwn.net/Articles/520198/
+
La funzione prende sempre come primo argomento un file descriptor di
\textit{epoll}, \param{epfd}, che deve essere stato ottenuto in precedenza con
una chiamata a \func{epoll\_create}. L'argomento \param{fd} indica invece il
\footnotetext[48]{questa modalità è disponibile solo a partire dal kernel
2.6.2.}
+% TODO aggiunto EPOLLWAKEUP con il 3.5
+
+
Le modalità di utilizzo di \textit{epoll} prevedono che si definisca qual'è
l'insieme dei file descriptor da tenere sotto controllo tramite un certo
\textit{epoll descriptor} \param{epfd} attraverso una serie di chiamate a
chiamate devono essere ripetute per ciascun file descriptor, incorrendo in
una perdita di prestazioni qualora il numero di file descriptor sia molto
grande; per questo è stato proposto di introdurre come estensione una
- funzione \func{epoll\_ctlv} che consenta di effettuare con una sola chiamata
+ funzione \code{epoll\_ctlv} che consenta di effettuare con una sola chiamata
le impostazioni per un blocco di file descriptor.} L'uso di
\const{EPOLL\_CTL\_MOD} consente in seguito di modificare le modalità di
osservazione di un file descriptor che sia già stato aggiunto alla lista di
osservazione.
+% TODO verificare se prima o poi epoll_ctlv verrà introdotta
+
Le impostazioni di default prevedono che la notifica degli eventi richiesti
sia effettuata in modalità \textit{level triggered}, a meno che sul file
descriptor non si sia impostata la modalità \textit{edge triggered},
\textit{epoll} si pone il problema di gestire l'attesa di segnali e di dati
contemporaneamente per le osservazioni fatte in sez.~\ref{sec:file_select},
per fare questo di nuovo è necessaria una variante della funzione di attesa
-che consenta di reimpostare all'uscita una maschera di segnali, analoga alle
-estensioni \func{pselect} e \func{ppoll} che abbiamo visto in precedenza per
-\func{select} e \func{poll}; in questo caso la funzione si chiama
-\funcd{epoll\_pwait}\footnote{la funziona è stata introdotta a partire dal
- kernel 2.6.19, ed è come tutta l'interfaccia di \textit{epoll}, specifica di
- Linux.} ed il suo prototipo è:
+che consenta di reimpostare all'uscita una \index{maschera~dei~segnali}
+maschera di segnali, analoga alle estensioni \func{pselect} e \func{ppoll} che
+abbiamo visto in precedenza per \func{select} e \func{poll}; in questo caso la
+funzione si chiama \funcd{epoll\_pwait}\footnote{la funziona è stata
+ introdotta a partire dal kernel 2.6.19, ed è come tutta l'interfaccia di
+ \textit{epoll}, specifica di Linux.} ed il suo prototipo è:
\begin{prototype}{sys/epoll.h}
{int epoll\_pwait(int epfd, struct epoll\_event * events, int maxevents,
int timeout, const sigset\_t *sigmask)}
\end{prototype}
La funzione è del tutto analoga \funcd{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
-in maniera atomica:
+uscita viene ripristinata la \index{maschera~dei~segnali} 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 in maniera atomica:
\includecodesnip{listati/epoll_pwait_means.c}
Si tenga presente che come le precedenti funzioni di \textit{I/O multiplexing}
\itindex{race~condition} \textit{race conditions}.\footnote{in sostanza se non
fossero per i segnali non ci sarebbe da doversi preoccupare, fintanto che si
effettuano operazioni all'interno di un processo, della non atomicità delle
- \index{system~call~lente} system call lente che vengono interrotte e devono
- essere riavviate.}
+ \index{system~call~lente} \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
versioni diverse della \textit{system call}; una prima versione,
\func{signalfd}, introdotta nel kernel 2.6.22 e disponibile con le
\acr{glibc} 2.8 che non supporta l'argomento \texttt{flags}, ed una seconda
- versione, \func{signalfd4}, introdotta con il kernel 2.6.27 e che è quella
+ 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
argomento aggiuntivo \code{size\_t sizemask} che indica la dimensione della
- maschera dei segnali, il cui valore viene impostato automaticamente dalle
- \acr{glibc}.} il cui prototipo è:
+ \index{maschera~dei~segnali} maschera dei segnali, il cui valore viene
+ impostato automaticamente dalle \acr{glibc}.} il cui prototipo è:
\begin{prototype}{sys/signalfd.h}
{int signalfd(int fd, const sigset\_t *mask, int flags)}
L'elenco dei segnali che si vogliono gestire con \func{signalfd} deve essere
specificato tramite l'argomento \param{mask}. Questo deve essere passato come
-puntatore ad una maschera di segnali creata con l'uso delle apposite macro già
-illustrate in sez.~\ref{sec:sig_sigset}. La maschera deve indicare su quali
-segnali si intende operare con \func{signalfd}; l'elenco può essere modificato
-con una successiva chiamata a \func{signalfd}. Dato che \signal{SIGKILL} e
-\signal{SIGSTOP} non possono essere intercettati (e non prevedono neanche la
-possibilità di un gestore) un loro inserimento nella maschera verrà ignorato
-senza generare errori.
+puntatore ad una \index{maschera~dei~segnali} maschera di segnali creata con
+l'uso delle apposite macro già illustrate in sez.~\ref{sec:sig_sigset}. La
+maschera deve indicare su quali segnali si intende operare con
+\func{signalfd}; l'elenco può essere modificato con una successiva chiamata a
+\func{signalfd}. Dato che \signal{SIGKILL} e \signal{SIGSTOP} non possono
+essere intercettati (e non prevedono neanche la possibilità di un gestore) un
+loro inserimento nella maschera verrà ignorato senza generare errori.
L'argomento \param{flags} consente di impostare direttamente in fase di
creazione due flag per il file descriptor analoghi a quelli che si possono
quello che useremo per il controllo degli altri. É poi necessario
disabilitare la ricezione dei segnali (nel caso \signal{SIGINT},
\signal{SIGQUIT} e \signal{SIGTERM}) per i quali si vuole la notifica tramite
-file descriptor. Per questo prima li si inseriscono (\texttt{\small 22--25}) in
-una maschera di segnali \texttt{sigmask} che useremo con (\texttt{\small 26})
-\func{sigprocmask} per disabilitarli. Con la stessa maschera si potrà per
-passare all'uso (\texttt{\small 28--29}) di \func{signalfd} per abilitare la
-notifica sul file descriptor \var{sigfd}. Questo poi (\texttt{\small 30--33})
-dovrà essere aggiunto con \func{epoll\_ctl} all'elenco di file descriptor
-controllati con \texttt{epfd}.
+file descriptor. Per questo prima li si inseriscono (\texttt{\small 22--25})
+in una \index{maschera~dei~segnali} maschera di segnali \texttt{sigmask} che
+useremo con (\texttt{\small 26}) \func{sigprocmask} per disabilitarli. Con la
+stessa maschera si potrà per passare all'uso (\texttt{\small 28--29}) di
+\func{signalfd} per abilitare la notifica sul file descriptor
+\var{sigfd}. Questo poi (\texttt{\small 30--33}) dovrà essere aggiunto con
+\func{epoll\_ctl} all'elenco di file descriptor controllati con \texttt{epfd}.
Occorrerà infine (\texttt{\small 35--38}) creare la \textit{named fifo} se
questa non esiste ed aprirla per la lettura (\texttt{\small 39--40}); una
Una volta completata l'inizializzazione verrà eseguito indefinitamente il
ciclo principale del programma (\texttt{\small 2--45}) che si è riportato in
fig.~\ref{fig:fiforeporter_code_body}, fintanto che questo non riceva un
-segnale di \texttt{SIGINT} (ad esempio con la pressione di \texttt{C-c}). Il
+segnale di \signal{SIGINT} (ad esempio con la pressione di \texttt{C-c}). Il
ciclo prevede che si attenda (\texttt{\small 2--3}) la presenza di un file
descriptor pronto in lettura con \func{epoll\_wait},\footnote{si ricordi che
entrambi i file descriptor \var{fifofd} e \var{sigfd} sono stati posti in
ricevuto un segnale e che il file descriptor pronto corrisponda
(\texttt{\small 6}) a \var{sigfd}. Dato che in generale si possono ricevere
anche notifiche relativi a più di un singolo segnale, si è scelto di leggere
-una struttura \const{signalfd\_siginfo} alla volta, eseguendo la lettura
+una struttura \struct{signalfd\_siginfo} alla volta, eseguendo la lettura
all'interno di un ciclo (\texttt{\small 8--24}) che prosegue fintanto che vi
siano dati da leggere.
In presenza di dati invece il programma proseguirà l'esecuzione stampando
(\texttt{\small 19--20}) il nome del segnale ottenuto all'interno della
-struttura \const{signalfd\_siginfo} letta in \var{siginf}\footnote{per la
+struttura \struct{signalfd\_siginfo} letta in \var{siginf}\footnote{per la
stampa si è usato il vettore \var{sig\_names} a ciascun elemento del quale
corrisponde il nome del segnale avente il numero corrispondente, la cui
definizione si è omessa dal codice di fig.~\ref{fig:fiforeporter_code_init}
per brevità.} ed il \textit{pid} del processo da cui lo ha ricevuto; inoltre
(\texttt{\small 21--24}) si controllerà anche se il segnale ricevuto è
-\var{SIGINT}, che si è preso come segnale da utilizzare per la terminazione
+\signal{SIGINT}, che si è preso come segnale da utilizzare per la terminazione
del programma, che verrà eseguita dopo aver rimosso il file della \textit{name
fifo}.
\section{L'accesso \textsl{asincrono} ai file}
-\label{sec:file_asyncronous_access}
+\label{sec:file_asyncronous_operation}
Benché l'\textit{I/O multiplexing} sia stata la prima, e sia tutt'ora una fra
le più diffuse modalità di gestire l'I/O in situazioni complesse in cui si
\subsection{Il \textit{Signal driven I/O}}
-\label{sec:file_asyncronous_operation}
+\label{sec:signal_driven_io}
\itindbeg{signal~driven~I/O}
-Abbiamo accennato in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile, attraverso
-l'uso del flag \const{O\_ASYNC},\footnote{l'uso del flag di \const{O\_ASYNC} e
- dei comandi \const{F\_SETOWN} e \const{F\_GETOWN} per \func{fcntl} è
- specifico di Linux e BSD.} aprire un file in modalità asincrona, così come è
-possibile attivare in un secondo tempo questa modalità impostando questo flag
-attraverso l'uso di \func{fcntl} con il comando \const{F\_SETFL} (vedi
-sez.~\ref{sec:file_fcntl}). In realtà parlare di apertura in modalità
-asincrona non significa che le operazioni di lettura o scrittura del file
-vengono eseguite in modo asincrono (tratteremo questo, che è ciò che più
-propriamente viene chiamato \textsl{I/O asincrono}, in
+Abbiamo accennato in sez.~\ref{sec:file_open_close} che è definito un flag
+\const{O\_ASYNC}, che consentirebbe di aprire un file in modalità asincrona,
+anche se in realtà è opportuno attivare in un secondo tempo questa modalità
+impostando questo flag attraverso l'uso di \func{fcntl} con il comando
+\const{F\_SETFL} (vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\footnote{l'uso del
+ flag di \const{O\_ASYNC} e dei comandi \const{F\_SETOWN} e \const{F\_GETOWN}
+ per \func{fcntl} è specifico di Linux e BSD.} In realtà parlare di apertura
+in modalità asincrona non significa che le operazioni di lettura o scrittura
+del file vengono eseguite in modo asincrono (tratteremo questo, che è ciò che
+più propriamente viene chiamato \textsl{I/O asincrono}, in
sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}), quanto dell'attivazione un meccanismo di
notifica asincrona delle variazione dello stato del file descriptor aperto in
-questo modo.
+questo modo.
Quello che succede è che per tutti i file posti in questa modalità\footnote{si
tenga presente però che essa non è utilizzabile con i file ordinari ma solo
kernel 2.6, anche per fifo e pipe.} il sistema genera un apposito segnale,
\signal{SIGIO}, tutte le volte che diventa possibile leggere o scrivere dal
file descriptor che si è posto in questa modalità. Inoltre è possibile, come
-illustrato in sez.~\ref{sec:file_fcntl}, selezionare con il comando
+illustrato in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}, selezionare con il comando
\const{F\_SETOWN} di \func{fcntl} quale processo o quale gruppo di processi
dovrà ricevere il segnale. In questo modo diventa possibile effettuare le
operazioni di I/O in risposta alla ricezione del segnale, e non ci sarà più la
supportano meccanismi simili). Alcune di esse sono realizzate, e solo a
partire dalla versione 2.4 del kernel, attraverso l'uso di alcuni
\textsl{comandi} aggiuntivi per la funzione \func{fcntl} (vedi
-sez.~\ref{sec:file_fcntl}), che divengono disponibili soltanto se si è
-definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di includere \file{fcntl.h}.
+sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}), che divengono disponibili soltanto se si è
+definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di includere \headfile{fcntl.h}.
\itindbeg{file~lease}
il file viene aperto in lettura; in quest'ultimo caso però il \textit{lease}
può essere ottenuto solo se nessun altro processo ha aperto lo stesso file.
-Come accennato in sez.~\ref{sec:file_fcntl} il comando di \func{fcntl} che
-consente di acquisire un \textit{file lease} è \const{F\_SETLEASE}, che viene
-utilizzato anche per rilasciarlo. In tal caso il file descriptor \param{fd}
-passato a \func{fcntl} servirà come riferimento per il file su cui si vuole
-operare, mentre per indicare il tipo di operazione (acquisizione o rilascio)
-occorrerà specificare come valore dell'argomento \param{arg} di \func{fcntl}
-uno dei tre valori di tab.~\ref{tab:file_lease_fctnl}.
+Come accennato in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl} il comando di \func{fcntl}
+che consente di acquisire un \textit{file lease} è \const{F\_SETLEASE}, che
+viene utilizzato anche per rilasciarlo. In tal caso il file
+descriptor \param{fd} passato a \func{fcntl} servirà come riferimento per il
+file su cui si vuole operare, mentre per indicare il tipo di operazione
+(acquisizione o rilascio) occorrerà specificare come valore
+dell'argomento \param{arg} di \func{fcntl} uno dei tre valori di
+tab.~\ref{tab:file_lease_fctnl}.
\begin{table}[htb]
\centering
essere utilizzato come argomento per le funzioni \func{select} e \func{poll} e
con l'interfaccia di \textit{epoll};\footnote{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} trattato in
- sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}.} 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,\footnote{considerati una pessima scelta dal punto di vista
- dell'interfaccia utente.} si potrà gestire l'osservazione degli eventi con
-una qualunque delle modalità di \textit{I/O multiplexing} illustrate in
-sez.~\ref{sec:file_multiplexing}. Qualora si voglia cessare l'osservazione,
-sarà sufficiente chiudere il file descriptor e tutte le risorse allocate
-saranno automaticamente rilasciate.
+ \texttt{signal-driven I/O} trattato in sez.~\ref{sec:signal_driven_io}.}
+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,\footnote{considerati una pessima scelta
+ dal punto di vista dell'interfaccia utente.} si potrà gestire l'osservazione
+degli eventi con una qualunque delle modalità di \textit{I/O multiplexing}
+illustrate in sez.~\ref{sec:file_multiplexing}. Qualora si voglia cessare
+l'osservazione, sarà sufficiente chiudere il file descriptor e tutte le
+risorse allocate saranno automaticamente rilasciate.
Infine l'interfaccia di \textit{inotify} consente di mettere sotto
osservazione, oltre che una directory, anche singoli file. Una volta creata
\bodydesc{La funzione restituisce un valore positivo in caso di successo, o
$-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{EACCESS}] non si ha accesso in lettura al file indicato.
+ \item[\errcode{EACCES}] non si ha accesso in lettura al file indicato.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{mask} non contiene eventi legali o \param{fd}
non è un file descriptor di \textit{inotify}.
\item[\errcode{ENOSPC}] si è raggiunto il numero massimo di voci di
socket (si veda sez.~\ref{sec:sock_ioctl_IP}) il numero di byte disponibili in
lettura sul file descriptor, utilizzando su di esso l'operazione
\const{FIONREAD}.\footnote{questa è una delle operazioni speciali per i file
- (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}), che è disponibile solo per i socket e per
- i file descriptor creati con \func{inotify\_init}.} Si può così utilizzare
-questa operazione, oltre che per predisporre una operazione di lettura con un
-buffer di dimensioni adeguate, anche per ottenere rapidamente il numero di
-file che sono cambiati.
+ (vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}), che è disponibile solo per i socket
+ e per i file descriptor creati con \func{inotify\_init}.} Si può così
+utilizzare questa operazione, oltre che per predisporre una operazione di
+lettura con un buffer di dimensioni adeguate, anche per ottenere rapidamente
+il numero di file che sono cambiati.
Una volta effettuata la lettura con \func{read} a ciascun evento sarà
associata una struttura \struct{inotify\_event} contenente i rispettivi dati.
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 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 \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}.
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
del nome del file restituito insieme a \struct{inotify\_event}.} In caso di
errore di lettura (\texttt{\small 35--40}) il programma esce con un messaggio
di errore (\texttt{\small 37--39}), a meno che non si tratti di una
-interruzione della system call, nel qual caso (\texttt{\small 36}) si ripete la
-lettura.
+interruzione della \textit{system call}, nel qual caso (\texttt{\small 36}) si
+ripete la lettura.
Se la lettura è andata a buon fine invece si esegue un ciclo (\texttt{\small
43--52}) per leggere tutti gli eventi restituiti, al solito si inizializza
\subsection{L'interfaccia POSIX per l'I/O asincrono}
\label{sec:file_asyncronous_io}
-% vedere anche http://davmac.org/davpage/linux/async-io.html
+% vedere anche http://davmac.org/davpage/linux/async-io.html e
+% http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-async/
+
Una modalità alternativa all'uso dell'\textit{I/O multiplexing} per gestione
dell'I/O simultaneo su molti file è costituita dal cosiddetto \textsl{I/O
Benché la modalità di apertura asincrona di un file 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} 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, che prevede un insieme di funzioni dedicate per la lettura e la
-scrittura dei file, completamente separate rispetto a quelle usate
+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, 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
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
-\file{aio.h}, è riportata in fig.~\ref{fig:file_aiocb}. Nello steso file è
+\headfile{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 dell'interfaccia per l'I/O asincrono.
potrebbero anche emergere nelle fasi successive delle operazioni. Lettura e
scrittura avvengono alla posizione indicata da \var{aio\_offset}, a meno che
il file non sia stato aperto in \itindex{append~mode} \textit{append mode}
-(vedi sez.~\ref{sec:file_open}), nel qual caso le scritture vengono effettuate
-comunque alla fine de file, nell'ordine delle chiamate a \func{aio\_write}.
+(vedi sez.~\ref{sec:file_open_close}), nel qual caso le scritture vengono
+effettuate comunque alla fine de file, nell'ordine delle chiamate a
+\func{aio\_write}.
Si tenga inoltre presente che deallocare la memoria indirizzata da
\param{aiocbp} o modificarne i valori prima della conclusione di una
codice può essere sia \errcode{EINVAL} ed \errcode{EBADF}, dovuti ad un valore
errato per \param{aiocbp}, che uno degli errori possibili durante l'esecuzione
dell'operazione di I/O richiesta, nel qual caso saranno restituiti, a seconda
-del caso, i codici di errore delle system call \func{read}, \func{write} e
-\func{fsync}.
+del caso, i codici di errore delle \textit{system call} \func{read},
+\func{write} e \func{fsync}.
Una volta che si sia certi che le operazioni siano state concluse (cioè dopo
che una chiamata ad \func{aio\_error} non ha restituito
precedente il completamento delle operazioni darebbe risultati indeterminati.
La funzione restituisce il valore di ritorno relativo all'operazione eseguita,
-così come ricavato dalla sottostante system call (il numero di byte letti,
-scritti o il valore di ritorno di \func{fsync}). É importante chiamare sempre
-questa funzione, altrimenti le risorse disponibili per le operazioni di I/O
-asincrono non verrebbero liberate, rischiando di arrivare ad un loro
+così come ricavato dalla sottostante \textit{system call} (il numero di byte
+letti, scritti o il valore di ritorno di \func{fsync}). É importante chiamare
+sempre questa funzione, altrimenti le risorse disponibili per le operazioni di
+I/O asincrono non verrebbero liberate, rischiando di arrivare ad un loro
esaurimento.
Oltre alle operazioni di lettura e scrittura l'interfaccia POSIX.1b mette a
di notifica non verrà invocato. Se si specifica una operazione relativa ad un
altro file descriptor il risultato è indeterminato. In caso di successo, i
possibili valori di ritorno per \func{aio\_cancel} (anch'essi definiti in
-\file{aio.h}) sono tre:
+\headfile{aio.h}) sono tre:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3.0cm}}
\item[\const{AIO\_ALLDONE}] indica che le operazioni di cui si è richiesta la
cancellazione sono state già completate,
Oltre alle precedenti modalità di \textit{I/O multiplexing} e \textsl{I/O
asincrono}, esistono altre funzioni che implementano delle modalità di
accesso ai file più evolute rispetto alle normali funzioni di lettura e
-scrittura che abbiamo esaminato in sez.~\ref{sec:file_base_func}. In questa
-sezione allora prenderemo in esame le interfacce per l'\textsl{I/O mappato in
- memoria}, per l'\textsl{I/O vettorizzato} e altre funzioni di I/O avanzato.
+scrittura che abbiamo esaminato in sez.~\ref{sec:file_unix_interface}. In
+questa sezione allora prenderemo in esame le interfacce per l'\textsl{I/O
+ mappato in memoria}, per l'\textsl{I/O vettorizzato} e altre funzioni di I/O
+avanzato.
\subsection{File mappati in memoria}
\itindbeg{memory~mapping}
Una modalità alternativa di I/O, che usa una interfaccia completamente diversa
-rispetto a quella classica vista in cap.~\ref{cha:file_unix_interface}, è il
+rispetto a quella classica vista in sez.~\ref{sec:file_unix_interface}, è il
cosiddetto \textit{memory-mapped I/O}, che, attraverso il meccanismo della
\textsl{paginazione} \index{paginazione} usato dalla memoria virtuale (vedi
sez.~\ref{sec:proc_mem_gen}), permette di \textsl{mappare} il contenuto di un
% \const{MAP\_DONTEXPAND}& Non consente una successiva espansione dell'area
% mappata con \func{mremap}, proposto ma pare non
% implementato.\\
+% \const{MAP\_HUGETLB}& da trattare.\\
+% 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
+
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori possibili dell'argomento \param{flag} di \func{mmap}.}
o in corrispondenza di una eventuale \func{msync}.
Dato per i file mappati in memoria le operazioni di I/O sono gestite
-direttamente dalla \index{memoria~virtuale}memoria virtuale, occorre essere
+direttamente dalla \index{memoria~virtuale} memoria virtuale, occorre essere
consapevoli delle interazioni che possono esserci con operazioni effettuate
-con l'interfaccia standard dei file di cap.~\ref{cha:file_unix_interface}. Il
-problema è che una volta che si è mappato un file, le operazioni di lettura e
-scrittura saranno eseguite sulla memoria, e riportate su disco in maniera
-autonoma dal sistema della memoria virtuale.
+con l'interfaccia dei file di sez.~\ref{sec:file_unix_interface}. Il problema
+è che una volta che si è mappato un file, le operazioni di lettura e scrittura
+saranno eseguite sulla memoria, e riportate su disco in maniera autonoma dal
+sistema della memoria virtuale.
Pertanto se si modifica un file con l'interfaccia standard queste modifiche
potranno essere visibili o meno a seconda del momento in cui la memoria
\begin{errlist}
\item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{addr} non è valido o non è un
multiplo di \const{PAGE\_SIZE}.
- \item[\errcode{EACCESS}] l'operazione non è consentita, ad esempio si è
+ \item[\errcode{EACCES}] l'operazione non è consentita, ad esempio si è
cercato di marcare con \const{PROT\_WRITE} un segmento di memoria cui si
ha solo accesso in lettura.
% \item[\errcode{ENOMEM}] non è stato possibile allocare le risorse
maschera binaria per i flag che controllano il comportamento della funzione.
Il solo valore utilizzato è \const{MREMAP\_MAYMOVE}\footnote{per poter
utilizzare questa costante occorre aver definito \macro{\_GNU\_SOURCE} prima
- di includere \file{sys/mman.h}.} che consente di eseguire l'espansione
+ di includere \headfile{sys/mman.h}.} 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 con \param{old\_address}.
iniziale\footnote{e quindi una sola \textit{virtual memory area} nella
\itindex{page~table} \textit{page table} del processo.} e poi rimappare a
piacere all'interno di questa i dati del file. Ciò è possibile grazie ad una
-nuova system call, \funcd{remap\_file\_pages}, il cui prototipo è:
+nuova \textit{system call}, \funcd{remap\_file\_pages}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/mman.h}
chiamate a \func{read} e \func{write}, ci sono casi in cui si vuole poter
contare sulla atomicità delle operazioni.
-Per questo motivo fino da BSD 4.2 vennero introdotte delle nuove system call
-che permettessero di effettuare con una sola chiamata una serie di letture o
-scritture su una serie di buffer, con quello che viene normalmente chiamato
-\textsl{I/O vettorizzato}. Queste funzioni sono \funcd{readv} e
-\funcd{writev},\footnote{in Linux le due funzioni sono riprese da BSD4.4, esse
- sono previste anche dallo standard POSIX.1-2001.} ed i relativi prototipi
-sono:
+Per questo motivo fino da BSD 4.2 vennero introdotte delle nuove
+\textit{system call} che permettessero di effettuare con una sola chiamata una
+serie di letture o scritture su una serie di buffer, con quello che viene
+normalmente chiamato \textsl{I/O vettorizzato}. Queste funzioni sono
+\funcd{readv} e \funcd{writev},\footnote{in Linux le due funzioni sono riprese
+ da BSD4.4, esse sono previste anche dallo standard POSIX.1-2001.} ed i
+relativi prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{sys/uio.h}
POSIX.1-2001 prevede anche che sia possibile avere un limite al numero di
elementi del vettore \param{vector}. Qualora questo sussista, esso deve essere
indicato dal valore dalla costante \const{IOV\_MAX}, definita come le altre
-costanti analoghe (vedi sez.~\ref{sec:sys_limits}) in \file{limits.h}; lo
+costanti analoghe (vedi sez.~\ref{sec:sys_limits}) in \headfile{limits.h}; lo
stesso valore deve essere ottenibile in esecuzione tramite la funzione
\func{sysconf} richiedendo l'argomento \const{\_SC\_IOV\_MAX} (vedi
-sez.~\ref{sec:sys_sysconf}).
+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 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
+\acr{glibc} queste forniscono 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
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.
Si tenga presente infine che queste funzioni operano sui file con
l'interfaccia dei file descriptor, e non è consigliabile mescolarle con
l'interfaccia classica dei \textit{file stream} di
-cap.~\ref{cha:files_std_interface}; a causa delle bufferizzazioni interne di
+sez.~\ref{sec:files_std_interface}; a causa delle bufferizzazioni interne di
quest'ultima infatti si potrebbero avere risultati indefiniti e non
corrispondenti a quanto aspettato.
partire dal kernel 2.6.30 sono state introdotte anche per l'\textsl{I/O
vettorizzato} le analoghe delle funzioni \func{pread} e \func{pwrite} (vedi
sez.~\ref{sec:file_read} e \ref{sec:file_write}); le due funzioni sono
-\funcd{preadv} e \func{pwritev} ed i rispettivi prototipi sono:\footnote{le
+\funcd{preadv} e \funcd{pwritev} ed i rispettivi prototipi sono:\footnote{le
due funzioni sono analoghe alle omonime presenti in BSD; le \textit{system
call} usate da Linux (introdotte a partire dalla versione 2.6.30)
utilizzano degli argomenti diversi per problemi collegati al formato a 64
che anzi in certi casi si potevano avere anche dei peggioramenti. Questo ha
portato, per i kernel della serie 2.6,\footnote{per alcune motivazioni di
questa scelta si può fare riferimento a quanto illustrato da Linus Torvalds
- in \href{http://www.cs.helsinki.fi/linux/linux-kernel/2001-03/0200.html}
- {\textsf{http://www.cs.helsinki.fi/linux/linux-kernel/2001-03/0200.html}}.}
+ in \url{http://www.cs.helsinki.fi/linux/linux-kernel/2001-03/0200.html}.}
alla decisione di consentire l'uso della funzione soltanto quando il file da
cui si legge supporta le operazioni di \textit{memory mapping} (vale a dire
non è un socket) e quello su cui si scrive è un socket; in tutti gli altri
senso che un trasferimento di dati fra due file con \func{sendfile} non
sarebbe altro che la lettura degli stessi su un buffer seguita dalla
relativa scrittura, cosa che in questo caso si dovrebbe eseguire con due
- chiamate a \func{splice}.} In realtà le due system call sono profondamente
-diverse nel loro meccanismo di funzionamento;\footnote{questo fino al kernel
- 2.6.23, dove \func{sendfile} è stata reimplementata in termini di
- \func{splice}, pur mantenendo disponibile la stessa interfaccia verso l'user
- space.} \func{sendfile} infatti, come accennato, non necessita di avere a
-disposizione un buffer interno, perché esegue un trasferimento diretto di
-dati; questo la rende in generale più efficiente, ma anche limitata nelle sue
-applicazioni, dato che questo tipo di trasferimento è possibile solo in casi
-specifici.\footnote{e nel caso di Linux questi sono anche solo quelli in cui
- essa può essere effettivamente utilizzata.}
+ chiamate a \func{splice}.} In realtà le due \textit{system call} sono
+profondamente diverse nel loro meccanismo di funzionamento;\footnote{questo
+ fino al kernel 2.6.23, dove \func{sendfile} è stata reimplementata in
+ termini di \func{splice}, pur mantenendo disponibile la stessa interfaccia
+ verso l'user space.} \func{sendfile} infatti, come accennato, non necessita
+di avere a disposizione un buffer interno, perché esegue un trasferimento
+diretto di dati; questo la rende in generale più efficiente, ma anche limitata
+nelle sue applicazioni, dato che questo tipo di trasferimento è possibile solo
+in casi specifici.\footnote{e nel caso di Linux questi sono anche solo quelli
+ in cui essa può essere effettivamente utilizzata.}
Il concetto che sta dietro a \func{splice} invece è diverso,\footnote{in
realtà la proposta originale di Larry Mc Voy non differisce poi tanto negli
scopi da \func{sendfile}, quello che rende \func{splice} davvero diversa è
stata la reinterpretazione che ne è stata fatta nell'implementazione su
Linux realizzata da Jens Anxboe, concetti che sono esposti sinteticamente
- dallo stesso Linus Torvalds in \href{http://kerneltrap.org/node/6505}
- {\textsf{http://kerneltrap.org/node/6505}}.} si tratta semplicemente di una
-funzione che consente di fare in maniera del tutto generica delle operazioni
-di trasferimento di dati fra un file e un buffer gestito interamente in kernel
-space. In questo caso il cuore della funzione (e delle affini \func{vmsplice}
-e \func{tee}, che tratteremo più avanti) è appunto l'uso di un buffer in
-kernel space, e questo è anche quello che ne ha semplificato l'adozione,
-perché l'infrastruttura per la gestione di un tale buffer è presente fin dagli
-albori di Unix per la realizzazione delle \textit{pipe} (vedi
-sez.~\ref{sec:ipc_unix}). Dal punto di vista concettuale allora \func{splice}
-non è altro che una diversa interfaccia (rispetto alle \textit{pipe}) con cui
-utilizzare in user space l'oggetto ``\textsl{buffer in kernel space}''.
+ dallo stesso Linus Torvalds in \url{http://kerneltrap.org/node/6505}.} si
+tratta semplicemente di una funzione che consente di fare in maniera del tutto
+generica delle operazioni di trasferimento di dati fra un file e un buffer
+gestito interamente in kernel space. In questo caso il cuore della funzione (e
+delle affini \func{vmsplice} e \func{tee}, che tratteremo più avanti) è
+appunto l'uso di un buffer in kernel space, e questo è anche quello che ne ha
+semplificato l'adozione, perché l'infrastruttura per la gestione di un tale
+buffer è presente fin dagli albori di Unix per la realizzazione delle
+\textit{pipe} (vedi sez.~\ref{sec:ipc_unix}). Dal punto di vista concettuale
+allora \func{splice} non è altro che una diversa interfaccia (rispetto alle
+\textit{pipe}) con cui utilizzare in user space l'oggetto ``\textsl{buffer in
+ kernel space}''.
Così se per una \textit{pipe} o una \textit{fifo} il buffer viene utilizzato
come area di memoria (vedi fig.~\ref{fig:ipc_pipe_singular}) dove appoggiare i
\func{splice}, oppure nessuno dei file descriptor è una pipe, oppure si
è dato un valore a \param{off\_in} o \param{off\_out} ma il
corrispondente file è un dispositivo che non supporta la funzione
- \func{seek}.
+ \func{lseek}.
\item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per l'operazione
richiesta.
\item[\errcode{ESPIPE}] o \param{off\_in} o \param{off\_out} non sono
un'altra; \param{fd\_in} deve essere il capo in lettura della \textit{pipe}
sorgente e \param{fd\_out} il capo in scrittura della \textit{pipe}
destinazione; a differenza di quanto avviene con \func{read} i dati letti con
-\func{tee} da \func{fd\_in} non vengono \textsl{consumati} e restano
+\func{tee} da \param{fd\_in} non vengono \textsl{consumati} e restano
disponibili sulla \textit{pipe} per una successiva lettura (di nuovo per il
comportamento delle \textit{pipe} si veda sez.~\ref{sec:ipc_unix}). Al
momento\footnote{quello della stesura di questo paragrafo, avvenuta il Gennaio
Infine una nota finale riguardo \func{splice}, \func{vmsplice} e \func{tee}:
occorre sottolineare che benché finora si sia parlato di trasferimenti o copie
-di dati in realtà nella implementazione di queste system call non è affatto
-detto che i dati vengono effettivamente spostati o copiati, il kernel infatti
-realizza le \textit{pipe} come un insieme di puntatori\footnote{per essere
- precisi si tratta di un semplice buffer circolare, un buon articolo sul tema
- si trova su \href{http://lwn.net/Articles/118750/}
- {\textsf{http://lwn.net/Articles/118750/}}.} alle pagine di memoria interna
-che contengono i dati, per questo una volta che i dati sono presenti nella
-memoria del kernel tutto quello che viene fatto è creare i suddetti puntatori
-ed aumentare il numero di referenze; questo significa che anche con \func{tee}
-non viene mai copiato nessun byte, vengono semplicemente copiati i puntatori.
+di dati in realtà nella implementazione di queste \textit{system call} non è
+affatto detto che i dati vengono effettivamente spostati o copiati, il kernel
+infatti realizza le \textit{pipe} come un insieme di puntatori\footnote{per
+ essere precisi si tratta di un semplice buffer circolare, un buon articolo
+ sul tema si trova su \url{http://lwn.net/Articles/118750/}.} alle pagine di
+memoria interna che contengono i dati, per questo una volta che i dati sono
+presenti nella memoria del kernel tutto quello che viene fatto è creare i
+suddetti puntatori ed aumentare il numero di referenze; questo significa che
+anche con \func{tee} non viene mai copiato nessun byte, vengono semplicemente
+copiati i puntatori.
% TODO?? dal 2.6.25 splice ha ottenuto il supporto per la ricezione su rete
% vedi http://lwn.net/Articles/226710/ e http://lwn.net/Articles/240571/
% http://kernelnewbies.org/Linux_2_6_23
-
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-
% TODO non so dove trattarli, ma dal 2.6.39 ci sono i file handle, vedi
% http://lwn.net/Articles/432757/
-% LocalWords: dell'I locking multiplexing cap dell' sez system call socket BSD
+% LocalWords: dell'I locking multiplexing cap sez system call socket BSD
% LocalWords: descriptor client deadlock NONBLOCK EAGAIN polling select kernel
% LocalWords: pselect like sys unistd int fd readfds writefds exceptfds struct
% LocalWords: timeval errno EBADF EINTR EINVAL ENOMEM sleep tab signal void of
% LocalWords: ENFILE lenght segment violation SIGSEGV FIXED msync munmap copy
% LocalWords: DoS Denial Service EXECUTABLE NORESERVE LOCKED swapping stack fs
% LocalWords: GROWSDOWN ANON POPULATE prefaulting SIGBUS fifo VME fork old SFD
-% LocalWords: exec atime ctime mtime mprotect addr EACCESS mremap address new
+% LocalWords: exec atime ctime mtime mprotect addr mremap address new
% LocalWords: long MAYMOVE realloc VMA virtual Ingo Molnar remap pages pgoff
% LocalWords: dall' fault cache linker prelink advisory discrectionary lock fl
% LocalWords: flock shared exclusive operation dup inode linked NFS cmd ENOLCK
projects / gapil.git / blobdiff