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\chapter{La gestione avanzata dei file}
\label{cha:file_advanced}
In questo capitolo affronteremo le tematiche relative alla gestione avanzata
richiesta del \textit{file lock} (bloccante o meno), a seconda dell'opzione
\cmd{-b}.
-Il programma inizia col controllare (\texttt{\small 11--14}) che venga passato
+Il programma inizia col controllare (\texttt{\small 11-14}) che venga passato
un argomento (il file da bloccare), che sia stato scelto (\texttt{\small
- 15--18}) il tipo di blocco, dopo di che apre (\texttt{\small 19}) il file,
-uscendo (\texttt{\small 20--23}) in caso di errore. A questo punto il
+ 15-18}) il tipo di blocco, 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
\const{F\_SETLKW} o \const{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
+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 blocco 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
+immediate si prepara (\texttt{\small 36-40}) la struttura per il lock, e lo
si esegue (\texttt{\small 41}).
In entrambi i casi dopo aver richiesto il blocco 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
+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 blocchi vengono rilasciati.
\func{exec}. Per questo stesso motivo la funzione non è equivalente a
\func{flock} e può essere usata senza interferenze insieme a quest'ultima.
-
+% TODO trattare i POSIX file-private lock introdotti con il 3.15,
+% vedi http://lwn.net/Articles/586904/ correlato:
+% http://www.samba.org/samba/news/articles/low_point/tale_two_stds_os2.html
\subsection{Il \textit{mandatory locking}}
\label{sec:file_mand_locking}
file descriptor pronti per le operazioni ad esso relative, in modo da poterli
controllare con \macro{FD\_ISSET}. Se invece scade il tempo indicato
da \param{timout} viene restituito un valore nullo e i \textit{file descriptor
- set} non vengono modificati. In caso di errore la funzione restituisce -1, i
+ set} non vengono modificati. In caso di errore la funzione restituisce $-1$, i
valori dei tre insiemi e di \param{timeout} sono indefiniti e non si può fare
nessun affidamento sul loro contenuto; nelle versioni più recenti della
funzione invece i \textit{file descriptor set} non vengono modificati anche in
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. Ma rispetto a
-\func{select} 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.
-
-L'uso di \param{sigmask} è stato introdotto allo scopo di prevenire possibili
-\textit{race condition} \itindex{race~condition} quando ci si deve porre in
-attesa sia di un segnale che di dati. La tecnica classica è quella di
-utilizzare il gestore per impostare una \index{variabili!globali} variabile
-globale e controllare questa nel corpo principale del programma; abbiamo visto
-in sez.~\ref{sec:sig_example} come questo lasci spazio a possibili
-\itindex{race~condition} \textit{race condition}, per cui diventa essenziale
-utilizzare \func{sigprocmask} per disabilitare la ricezione del segnale prima
-di eseguire il controllo e riabilitarlo dopo l'esecuzione delle relative
-operazioni, onde evitare l'arrivo di un segnale immediatamente dopo il
-controllo, che andrebbe perso.
-
-Nel nostro caso il problema si pone quando oltre al segnale si devono tenere
+richiede che il valore di \param{timeout} non sia modificato.
+
+Rispetto a \func{select} la nuova funzione prende un argomento
+aggiuntivo \param{sigmask}, un puntatore ad una \index{maschera~dei~segnali}
+maschera di segnali (si veda sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Nell'esecuzione la
+maschera dei segnali corrente viene sostituita da quella così indicata
+immediatamente prima di eseguire l'attesa, e viene poi ripristinata al ritorno
+della funzione. L'uso di \param{sigmask} è stato introdotto allo scopo di
+prevenire possibili \textit{race condition} \itindex{race~condition} quando
+oltre alla presenza di dati sui file descriptor come nella \func{select}
+ordinaria, ci si deve porre in attesa anche dell'arrivo di un segnale.
+
+Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:sig_example} la tecnica classica per
+rilevare l'arrivo di un segnale è quella di utilizzare il gestore per
+impostare una \index{variabili!globali} variabile globale e controllare questa
+nel corpo principale del programma; abbiamo visto in quell'occasione come
+questo lasci spazio a possibili \itindex{race~condition} \textit{race
+ condition}, per cui diventa essenziale utilizzare \func{sigprocmask} per
+disabilitare la ricezione del segnale prima di eseguire il controllo e
+riabilitarlo dopo l'esecuzione delle relative operazioni, onde evitare
+l'arrivo di un segnale immediatamente dopo il controllo, che andrebbe perso.
+
+Nel nostro caso il problema si pone quando, oltre al segnale, si devono tenere
sotto controllo anche dei file descriptor con \func{select}, in questo caso si
può fare conto sul fatto che all'arrivo di un segnale essa verrebbe interrotta
e si potrebbero eseguire di conseguenza le operazioni relative al segnale e
\label{sec:file_poll}
Nello sviluppo di System V, invece di utilizzare l'interfaccia di
-\func{select}, che è una estensione tipica di BSD, è stata introdotta un'altra
-interfaccia, basata sulla funzione \funcd{poll},\footnote{la funzione è
- prevista dallo standard XPG4, ed è stata introdotta in Linux come system
- call a partire dal kernel 2.1.23 ed inserita nelle \acr{libc} 5.4.28.} il
+\func{select}, che è una estensione tipica di BSD, è stata introdotta una
+interfaccia completamente diversa, basata sulla funzione di sistema
+\funcd{poll},\footnote{la funzione è prevista dallo standard XPG4, ed è stata
+ introdotta in Linux come 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
cui prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/poll.h}
- {int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout)}
-
- La funzione attende un cambiamento di stato su un insieme di file
- descriptor.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce il numero di file descriptor con attività
- in caso di successo, o 0 se c'è stato un timeout e -1 in caso di errore,
- ed in quest'ultimo caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/poll.h}
+\fdecl{int poll(struct pollfd *ufds, nfds\_t nfds, int timeout)}
+\fdesc{Attende un cambiamento di stato su un insieme di file
+ descriptor.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] si è specificato un file descriptor sbagliato in uno
degli insiemi.
\item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{nfds} eccede il limite
\const{RLIMIT\_NOFILE}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EFAULT} e \errval{ENOMEM}.}
-\end{prototype}
+ ed inoltre \errval{EFAULT} e \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
+\end{funcproto}
La funzione permette di tenere sotto controllo contemporaneamente \param{ndfs}
file descriptor, specificati attraverso il puntatore \param{ufds} ad un
interrompere l'attesa dopo un certo tempo, questo deve essere specificato con
l'argomento \param{timeout} in numero di millisecondi: un valore negativo
indica un'attesa indefinita, mentre un valore nullo comporta il ritorno
-immediato (e può essere utilizzato per impiegare \func{poll} in modalità
-\textsl{non-bloccante}).
+immediato, e può essere utilizzato per impiegare \func{poll} in modalità
+\textsl{non-bloccante}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{0.90\textwidth}
+ \includestruct{listati/pollfd.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \structd{pollfd}, utilizzata per specificare le
+ modalità di controllo di un file descriptor alla funzione \func{poll}.}
+ \label{fig:file_pollfd}
+\end{figure}
Per ciascun file da controllare deve essere inizializzata una struttura
\struct{pollfd} nel vettore indicato dall'argomento \param{ufds}. La
descriptor da controllare, in \var{events} deve essere specificata una
maschera binaria di flag che indichino il tipo di evento che si vuole
controllare, mentre in \var{revents} il kernel restituirà il relativo
-risultato. Usando un valore negativo per \param{fd} la corrispondente
-struttura sarà ignorata da \func{poll}. Dato che i dati in ingresso sono del
+risultato.
+
+Usando un valore negativo per \param{fd} la corrispondente struttura sarà
+ignorata da \func{poll} ed il campo \var{revents} verrà azzerato, questo
+consente di eliminare temporaneamente un file descriptor dalla lista senza
+dover modificare il vettore \param{ufds}. Dato che i dati in ingresso sono del
tutto indipendenti da quelli in uscita (che vengono restituiti in
\var{revents}) non è necessario reinizializzare tutte le volte il valore delle
strutture \struct{pollfd} a meno di non voler cambiare qualche condizione.
-\begin{figure}[!htb]
- \footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
- \includestruct{listati/pollfd.h}
- \end{minipage}
- \normalsize
- \caption{La struttura \structd{pollfd}, utilizzata per specificare le
- modalità di controllo di un file descriptor alla funzione \func{poll}.}
- \label{fig:file_pollfd}
-\end{figure}
-
Le costanti che definiscono i valori relativi ai bit usati nelle maschere
-binarie dei campi \var{events} e \var{revents} sono riportati in
+binarie dei campi \var{events} e \var{revents} sono riportate in
tab.~\ref{tab:file_pollfd_flags}, insieme al loro significato. Le si sono
-suddivise in tre gruppi, nel primo gruppo si sono indicati i bit utilizzati
-per controllare l'attività in ingresso, nel secondo quelli per l'attività in
-uscita, mentre il terzo gruppo contiene dei valori che vengono utilizzati solo
-nel campo \var{revents} per notificare delle condizioni di errore.
+suddivise in tre gruppi principali, nel primo gruppo si sono indicati i bit
+utilizzati per controllare l'attività in ingresso, nel secondo quelli per
+l'attività in uscita, infine il terzo gruppo contiene dei valori che vengono
+utilizzati solo nel campo \var{revents} per notificare delle condizioni di
+errore.
\begin{table}[htb]
\centering
dettagli in sez.~\ref{sec:TCP_shutdown}.}
Il valore \const{POLLMSG} non viene utilizzato ed è definito solo per
-compatibilità con l'implementazione di SysV che usa gli
-\textit{stream};\footnote{essi sono una interfaccia specifica di SysV non
- presente in Linux, e non hanno nulla a che fare con i file \textit{stream}
- delle librerie standard del C.} è da questi che derivano i nomi di alcune
-costanti, in quanto per essi sono definite tre classi di dati:
-\textsl{normali}, \textit{prioritari} ed \textit{urgenti}. In Linux la
-distinzione ha senso solo per i dati urgenti \itindex{out-of-band} dei socket
-(vedi sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}), ma su questo e su come \func{poll}
-reagisce alle varie condizioni dei socket torneremo in
+compatibilità con l'implementazione di System V che usa i cosiddetti
+``\textit{stream}''. Si tratta di una interfaccia specifica di SysV non
+presente in Linux, che non ha nulla a che fare con gli \textit{stream} delle
+librerie standard del C visti in sez.~\ref{sec:file_stream}. Da essa derivano
+i nomi di alcune costanti poiché per quegli \textit{stream} sono definite tre
+classi di dati: \textsl{normali}, \textit{prioritari} ed \textit{urgenti}. In
+Linux la distinzione ha senso solo per i dati urgenti \itindex{out-of-band}
+dei socket (vedi sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}), ma su questo e su come
+\func{poll} reagisce alle varie condizioni dei socket torneremo in
sez.~\ref{sec:TCP_serv_poll}, dove vedremo anche un esempio del suo utilizzo.
-Si tenga conto comunque che le costanti relative ai diversi tipi di dati
-normali e prioritari, vale a dire \const{POLLRDNORM}, \const{POLLWRNORM},
-\const{POLLRDBAND} e \const{POLLWRBAND} fanno riferimento alle implementazioni
-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 \headfile{sys/poll.h} non è
- sufficiente.}
-
-In caso di successo funzione ritorna restituendo il numero di file (un valore
-positivo) per i quali si è verificata una delle condizioni di attesa richieste
-o per i quali si è verificato un errore, nel qual caso vengono utilizzati i
-valori di tab.~\ref{tab:file_pollfd_flags} esclusivi di \var{revents}. Un
-valore nullo indica che si è raggiunto il timeout, mentre un valore negativo
-indica un errore nella chiamata, il cui codice viene riportato al solito
-tramite \var{errno}.
+Le costanti relative ai diversi tipi di dati normali e prioritari che fanno
+riferimento alle implementazioni in stile System V sono \const{POLLRDNORM},
+\const{POLLWRNORM}, \const{POLLRDBAND} e \const{POLLWRBAND}. Le prime due sono
+equivalenti rispettivamente a \const{POLLIN} e \const{POLLOUT},
+\const{POLLRDBAND} non viene praticamente mai usata su Linux mentre
+\const{POLLWRBAND} ha senso solo sui socket. In ogni caso queste costanti sono
+utilizzabili soltanto qualora si sia definita la macro
+\macro{\_XOPEN\_SOURCE}.
+
+In caso di successo \func{poll} ritorna restituendo il numero di file (un
+valore positivo) per i quali si è verificata una delle condizioni di attesa
+richieste o per i quali si è verificato un errore, avvalorando i relativi bit
+di \var{revents}. In caso di errori sui file vengono utilizzati i valori della
+terza sezione di tab.~\ref{tab:file_pollfd_flags} che hanno significato solo
+per \var{revents} (se specificati in \var{events} vengono ignorati). Un valore
+di ritorno nullo indica che si è raggiunto il timeout, mentre un valore
+negativo indica un errore nella chiamata, il cui codice viene riportato al
+solito tramite \var{errno}.
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
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.\footnote{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.}
+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
definisce la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} ed ovviamente non deve essere usata
se si ha a cuore la portabilità. La funzione è \funcd{ppoll}, ed il suo
prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/poll.h}
- {int ppoll(struct pollfd *fds, nfds\_t nfds, const struct timespec *timeout,
- const sigset\_t *sigmask)}
-
- La funzione attende un cambiamento di stato su un insieme di file
- descriptor.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce il numero di file descriptor con attività
- in caso di successo, o 0 se c'è stato un timeout e -1 in caso di errore,
- ed in quest'ultimo caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/poll.h}
+\fdecl{int ppoll(struct pollfd *fds, nfds\_t nfds,
+ const struct timespec *timeout, \\
+\phantom{int ppoll(}const sigset\_t *sigmask)}
+
+\fdesc{Attende un cambiamento di stato su un insieme di file descriptor.}
+}
+
+{La funzione ritorna il numero di file descriptor con attività in caso di
+ successo, $0$ se c'è stato un timeout e $-1$ per un errore, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] si è specificato un file descriptor sbagliato in uno
degli insiemi.
\item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{nfds} eccede il limite
\const{RLIMIT\_NOFILE}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EFAULT} e \errval{ENOMEM}.}
-\end{prototype}
+ed inoltre \errval{EFAULT} e \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.
+}
+\end{funcproto}
La funzione ha lo stesso comportamento di \func{poll}, solo che si può
specificare, con l'argomento \param{sigmask}, il puntatore ad una
Eccetto per \param{timeout}, che come per \func{pselect} deve essere un
puntatore ad una struttura \struct{timespec}, gli altri argomenti comuni con
\func{poll} hanno lo stesso significato, e la funzione restituisce gli stessi
-risultati illustrati in precedenza. Come nel caso di \func{pselect} la 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 questo
-comportamento non modificando mai il valore di \param{timeout}.\footnote{anche
- se in questo caso non esiste nessuno standard che richiede questo
- comportamento.}
-
+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
+questo comportamento non modificando mai il valore di \param{timeout} anche se
+in questo caso non esiste nessuno standard che richieda questo comportamento.
+
+Infine anche per \func{poll} e \func{ppoll} valgono le considerazioni relative
+alla possibilità di avere delle notificazione spurie della disponibilita di
+accesso ai file descriptor illustrate per \func{select} in
+sez.~\ref{sec:file_select}, che non staremo a ripetere qui.
\subsection{L'interfaccia di \textit{epoll}}
\label{sec:file_epoll}
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,\footnote{il caso classico è quello di un server web di un
- sito con molti accessi.} l'uso di \func{poll} comporta la necessità di
-trasferire avanti ed indietro da user space a kernel space la lunga lista
-delle strutture \struct{pollfd} migliaia di volte al secondo. A questo poi si
+eventi al secondo (il caso classico è quello di un server web di un sito con
+molti accessi) l'uso di \func{poll} comporta la necessità di trasferire avanti
+ed indietro da \textit{user space} a \textit{kernel space} una lunga lista di
+strutture \struct{pollfd} migliaia di volte al secondo. A questo poi si
aggiunge il fatto che la maggior parte del tempo di esecuzione sarà impegnato
ad eseguire una scansione su tutti i file descriptor tenuti sotto controllo
per determinare quali di essi (in genere una piccola percentuale) sono
bottiglia che degrada irrimediabilmente le prestazioni.
Per risolvere questo tipo di situazioni sono state ideate delle interfacce
-specialistiche\footnote{come \texttt{/dev/poll} in Solaris, o \texttt{kqueue}
- in BSD.} il cui scopo fondamentale è quello di restituire solamente le
-informazioni relative ai file descriptor osservati che presentano una
-attività, evitando così le problematiche appena illustrate. In genere queste
-prevedono che si registrino una sola volta i file descriptor da tenere sotto
-osservazione, e forniscono un meccanismo che notifica quali di questi
-presentano attività.
+specialistiche (come \texttt{/dev/poll} in Solaris, o \texttt{kqueue} in BSD)
+il cui scopo fondamentale è quello di restituire solamente le informazioni
+relative ai file descriptor osservati che presentano una attività, evitando
+così le problematiche appena illustrate. In genere queste prevedono che si
+registrino una sola volta i file descriptor da tenere sotto osservazione, e
+forniscono un meccanismo che notifica quali di questi presentano attività.
Le modalità con cui avviene la notifica sono due, la prima è quella classica
(quella usata da \func{poll} e \func{select}) che viene chiamata \textit{level
ulteriore notifica qualora ritornasse pronto.
Nel caso di Linux al momento la sola interfaccia che fornisce questo tipo di
-servizio è \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.} anche se sono in
-discussione altre interfacce con le quali si potranno effettuare lo stesso
-tipo di operazioni;\footnote{al momento della stesura di queste note (Giugno
- 2007) un'altra interfaccia proposta è quella di \textit{kevent}, che
- fornisce un sistema di notifica di eventi generico in grado di fornire le
- stesse funzionalità di \textit{epoll}, esiste però una forte discussione
- intorno a tutto ciò e niente di definito.} \textit{epoll} è in grado di
-operare sia in modalità \textit{level triggered} che \textit{edge triggered}.
-
-La prima versione \textit{epoll} prevedeva l'apertura di uno speciale file di
-dispositivo, \texttt{/dev/epoll}, per ottenere un file descriptor da
-utilizzare con le funzioni dell'interfaccia,\footnote{il backporting
- dell'interfaccia per il kernel 2.4, non ufficiale, utilizza sempre questo
- file.} 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 delle funzioni
-\funcd{epoll\_create} e \funcd{epoll\_create1},\footnote{l'interfaccia di
- \textit{epoll} è stata inserita nel kernel a partire dalla versione 2.5.44,
- ed il supporto è stato aggiunto alle \acr{glibc} 2.3.2.} i cui prototipi
-sono:
-\begin{functions}
- \headdecl{sys/epoll.h}
+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
+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
+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
+delle due funzioni di sistema \funcd{epoll\_create} e \funcd{epoll\_create1},
+i cui prototipi sono:
- \funcdecl{int epoll\_create(int size)}
- \funcdecl{int epoll\_create1(int flags)}
-
- Apre un file descriptor per \textit{epoll}.
-
- \bodydesc{Le funzioni restituiscono un file descriptor per \textit{epoll} in
- caso di successo, o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
- assumerà uno dei valori:
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/epoll.h}
+\fdecl{int epoll\_create(int size)}
+\fdecl{int epoll\_create1(int flags)}
+
+\fdesc{Apre un file descriptor per \textit{epoll}.}
+}
+{Le funzioni ritornano un file descriptor per \textit{epoll} in caso di
+ successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
+ valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore di \param{size} non
positivo o non valido per \param{flags}.
- \item[\errcode{ENFILE}] si è raggiunto il massimo di file descriptor aperti
- nel sistema.
\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}.
+ \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
l'istanza.
\end{errlist}
-}
-\end{functions}
+}
+\end{funcproto}
-Entrambe le funzioni restituiscono un file descriptor speciale,\footnote{esso
- non è associato a nessun file su disco, inoltre a differenza dei normali
- file descriptor non può essere inviato ad un altro processo attraverso un
- socket locale (vedi sez.~\ref{sec:sock_fd_passing}).} detto anche
-\textit{epoll descriptor}, che viene associato alla infrastruttura utilizzata
-dal kernel per gestire la notifica degli eventi. Nel caso di
-\func{epoll\_create} l'argomento \param{size} serviva a dare l'indicazione del
-numero di file descriptor che si vorranno tenere sotto controllo, e costituiva
-solo un suggerimento per semplificare l'allocazione di risorse sufficienti,
-non un valore massimo.\footnote{ma a partire dal kernel 2.6.8 esso viene
- totalmente ignorato e l'allocazione è sempre dinamica.}
-
-La seconda versione della funzione, \func{epoll\_create1} è stata
-introdotta\footnote{è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.27.} come
-estensione della precedente, 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 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 sez.~\ref{sec:file_open_close}), senza che sia
+Entrambe le funzioni restituiscono un file descriptor, detto anche
+\textit{epoll descriptor}; si tratta di un file descriptor speciale (per cui
+\func{read} e \func{write} non sono supportate) che viene associato alla
+infrastruttura utilizzata dal kernel per gestire la notifica degli eventi, e
+che può a sua volta essere messo sotto osservazione con una chiamata a
+\func{select}, \func{poll} o \func{epoll\_ctl}; in tal caso risulterà pronto
+quando saranno disponibili eventi da notificare riguardo i file descriptor da
+lui osservati.\footnote{è anche possibile inviarlo ad un altro processo
+ attraverso un socket locale (vedi sez.~\ref{sec:sock_fd_passing}) ma
+ l'operazione non ha alcun senso dato che il nuovo processo non avrà a
+ disposizione le copie dei file descriptor messe sotto osservazione tramite
+ esso.} Una volta che se ne sia terminato l'uso si potranno rilasciare tutte
+le risorse allocate chiudendolo semplicemente con \func{close}.
+
+Nel caso di \func{epoll\_create} l'argomento \param{size} serviva a dare
+l'indicazione del numero di file descriptor che si vorranno tenere sotto
+controllo, e costituiva solo un suggerimento per semplificare l'allocazione di
+risorse sufficienti, non un valore massimo, ma a partire dal kernel 2.6.8 esso
+viene totalmente ignorato e l'allocazione è sempre dinamica.
+
+La seconda versione della funzione, \func{epoll\_create1} è stata introdotta
+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
+impostare in maniera atomica sul file descriptor il flag di
+\itindex{close-on-exec} \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 chiamata a \func{fcntl}.
Una volta ottenuto un file descriptor per \textit{epoll} il passo successivo è
indicare quali file descriptor mettere sotto osservazione e quali operazioni
-controllare, per questo si deve usare la seconda funzione dell'interfaccia,
-\funcd{epoll\_ctl}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/epoll.h}
- {int epoll\_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll\_event *event)}
-
- Esegue le operazioni di controllo di \textit{epoll}.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo o $-1$ in caso di
- errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+controllare, per questo si deve usare la seconda funzione di sistema
+dell'interfaccia, \funcd{epoll\_ctl}, il cui prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/epoll.h}
+\fdecl{int epoll\_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll\_event *event)}
+
+\fdesc{Esegue le operazioni di controllo di \textit{epoll}.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{EBADF}] il file descriptor \param{epfd} o \param{fd} non sono
+ \item[\errcode{EBADF}] i file descriptor \param{epfd} o \param{fd} non sono
validi.
\item[\errcode{EEXIST}] l'operazione richiesta è \const{EPOLL\_CTL\_ADD} ma
\param{fd} è già stato inserito in \param{epfd}.
\const{EPOLL\_CTL\_DEL} ma \param{fd} non è inserito in \param{epfd}.
\item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria nel kernel gestire
l'operazione richiesta.
- \item[\errcode{EPERM}] il file \param{fd} non supporta \textit{epoll}.
\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}.
+ \item[\errcode{EPERM}] il file associato a \param{fd} non supporta l'uso di
+ \textit{epoll}.
\end{errlist}
-}
-\end{prototype}
+ }
+\end{funcproto}
+
+La funzione prende sempre come primo argomento un file descriptor di
+\textit{epoll}, \param{epfd}, che indica quale istanza di \textit{epoll} usare
+e deve pertanto essere stato ottenuto in precedenza con una chiamata a
+\func{epoll\_create} o \func{epoll\_create1}. L'argomento \param{fd} indica
+invece il file descriptor che si vuole tenere sotto controllo, quest'ultimo
+può essere un qualunque file descriptor utilizzabile con \func{poll}, ed anche
+un altro file descriptor di \textit{epoll}, ma non lo stesso \param{epfd}.
Il comportamento della funzione viene controllato dal valore dall'argomento
\param{op} che consente di specificare quale operazione deve essere eseguita.
\param{event}.\\
\const{EPOLL\_CTL\_DEL}& Rimuove il file descriptor \param{fd} dalla lista
dei file controllati tramite \param{epfd}.\\
- \hline
+ \hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{op} che consentono di scegliere quale
operazione di controllo effettuare con la funzione \func{epoll\_ctl}.}
\label{tab:epoll_ctl_operation}
\end{table}
-% aggiunta EPOLL_CTL_DISABLE con il kernel 3.7, vedi
+% era stata aggiunta EPOLL_CTL_DISABLE in previsione del kernel 3.7, vedi
% http://lwn.net/Articles/520012/ e http://lwn.net/Articles/520198/
+% ma non è mai stata inserita.
-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
-file descriptor che si vuole tenere sotto controllo, quest'ultimo può essere
-un qualunque file descriptor utilizzabile con \func{poll}, ed anche un altro
-file descriptor di \textit{epoll}, ma non lo stesso \param{epfd}.
+Le modalità di utilizzo di \textit{epoll} prevedono che si definisca qual'è
+l'insieme dei file descriptor da tenere sotto controllo utilizzando una serie
+di chiamate a \const{EPOLL\_CTL\_ADD}.\footnote{un difetto dell'interfaccia è
+ che queste 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 \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. Qualora non si abbia più interesse nell'osservazione di un file
+descriptor lo si può rimuovere dalla lista associata a \param{epfd} con
+\const{EPOLL\_CTL\_DEL}.
+
+Anche se è possibile tenere sotto controllo lo stesso file descriptor in due
+istanze distinte di \textit{epoll} in genere questo è sconsigliato in quanto
+entrambe riceveranno le notifiche, e gestire correttamente le notifiche
+multiple richiede molta attenzione. Se invece si cerca di inserire due volte
+lo stesso file descriptor nella stessa istanza di \textit{epoll} la funzione
+fallirà con un errore di \errval{EEXIST}. Tuttavia è possibile inserire nella
+stessa istanza file descriptor duplicati (si ricordi quanto visto in
+sez.~\ref{sec:file_dup}), una tecnica che può essere usata per registrarli con
+un valore diverso per \param{events} e classificare così diversi tipi di
+eventi.
+
+Si tenga presente che quando si chiude un file descriptor questo, se era stato
+posto sotto osservazione da una istanza di \textit{epoll}, viene rimosso
+automaticamente solo nel caso esso sia l'unico riferimento al file aperto
+sottostante (più precisamente alla struttura \kstruct{file}, si ricordi
+fig.~\ref{fig:file_dup}) e non è necessario usare
+\const{EPOLL\_CTL\_DEL}. Questo non avviene qualora esso sia stato duplicato
+(perché la suddetta struttura non viene disallocata) e si potranno ricevere
+eventi ad esso relativi anche dopo che lo si è chiuso; per evitare
+l'inconveniente è necessario rimuoverlo esplicitamente con
+\const{EPOLL\_CTL\_DEL}.
L'ultimo argomento, \param{event}, deve essere un puntatore ad una struttura
di tipo \struct{epoll\_event}, ed ha significato solo con le operazioni
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \begin{minipage}[c]{0.90\textwidth}
\includestruct{listati/epoll_event.h}
\end{minipage}
\normalsize
Il primo campo, \var{events}, è una maschera binaria in cui ciascun bit
corrisponde o ad un tipo di evento, o una modalità di notifica; detto campo
deve essere specificato come OR aritmetico delle costanti riportate in
-tab.~\ref{tab:epoll_events}. Il secondo campo, \var{data}, è una \direct{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 specifica il terzo argomento di \func{epoll\_ctl}
-nella forma \var{event.data.fd}, assegnando come valore di questo campo lo
-stesso valore dell'argomento \param{fd}, cosa che permette una immediata
-identificazione del file descriptor.
+tab.~\ref{tab:epoll_events}. Nella prima parte della tabella si sono indicate
+le costanti che permettono di indicare il tipo di evento, che sono le
+equivalenti delle analoghe di tab.~\ref{tab:file_pollfd_flags} per
+\func{poll}. Queste sono anche quelle riportate nella struttura
+\struct{epoll\_event} restituita da \func{epoll\_wait} per indicare il tipo di
+evento presentatosi, insieme a quelle della seconda parte della tabella, che
+vengono comunque riportate anche se non le si sono impostate con
+\func{epoll\_ctl}. La terza parte della tabella contiene le costanti che
+modificano le modalità di notifica.
\begin{table}[htb]
\centering
\footnotesize
- \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
\hline
\textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
\hline
\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
(analogo di \const{POLLERR}); questa condizione
viene comunque riportata in uscita, e non è
\const{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
triggered} per il file descriptor associato.\\
\const{EPOLLONESHOT}& Imposta la modalità \textit{one-shot} per il file
- descriptor associato.\footnotemark\\
- \hline
+ descriptor associato (questa modalità è disponibile
+ solo a partire dal kernel 2.6.2).\\
+ \const{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
+ un processo con la capacità
+ \const{CAP\_BLOCK\_SUSPEND}).\\
+ \hline
\end{tabular}
\caption{Costanti che identificano i bit del campo \param{events} di
\struct{epoll\_event}.}
\end{table}
\footnotetext{questa modalità è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.17,
- ed è utile per riconoscere la chiusura di una connessione dall'altro capo
- quando si lavora in modalità \textit{edge triggered}.}
-
-\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
-\const{EPOLL\_CTL\_ADD}.\footnote{un difetto dell'interfaccia è che queste
- 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 \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.
+ 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
+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
+specifica il terzo argomento di \func{epoll\_ctl} nella forma
+\var{event.data.fd}, assegnando come valore di questo campo lo stesso valore
+dell'argomento \param{fd}, cosa che permette una immediata identificazione del
+file descriptor.
% 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},
-registrandolo con \const{EPOLLET} attivo nel campo \var{events}. Si tenga
-presente che è possibile tenere sotto osservazione uno stesso file descriptor
-su due \textit{epoll descriptor} diversi, ed entrambi riceveranno le
-notifiche, anche se questa pratica è sconsigliata.
-
-Qualora non si abbia più interesse nell'osservazione di un file descriptor lo
-si può rimuovere dalla lista associata a \param{epfd} con
-\const{EPOLL\_CTL\_DEL}; si tenga conto inoltre che i file descriptor sotto
-osservazione che vengono chiusi sono eliminati dalla lista automaticamente e
-non è necessario usare \const{EPOLL\_CTL\_DEL}.
+registrandolo con \const{EPOLLET} attivo nel campo \var{events}.
Infine una particolare modalità di notifica è quella impostata con
\const{EPOLLONESHOT}: a causa dell'implementazione di \textit{epoll} infatti
quando si è in modalità \textit{edge triggered} l'arrivo in rapida successione
-di dati in blocchi separati\footnote{questo è tipico con i socket di rete, in
- quanto i dati arrivano a pacchetti.} può causare una generazione di eventi
-(ad esempio segnalazioni di dati in lettura disponibili) anche se la
-condizione è già stata rilevata.\footnote{si avrebbe cioè una rottura della
- logica \textit{edge triggered}.}
+di dati in blocchi separati (questo è tipico con i socket di rete, in quanto i
+dati arrivano a pacchetti) può causare una generazione di eventi (ad esempio
+segnalazioni di dati in lettura disponibili) anche se la condizione è già
+stata rilevata (si avrebbe cioè una rottura della logica \textit{edge
+ triggered}).
Anche se la situazione è facile da gestire, la si può evitare utilizzando
\const{EPOLLONESHOT} per impostare la modalità \textit{one-shot}, in cui la
notifica di un evento viene effettuata una sola volta, dopo di che il file
descriptor osservato, pur restando nella lista di osservazione, viene
-automaticamente disattivato,\footnote{la cosa avviene contestualmente al
- ritorno di \func{epoll\_wait} a causa dell'evento in questione.} e per
-essere riutilizzato dovrà essere riabilitato esplicitamente con una successiva
-chiamata con \const{EPOLL\_CTL\_MOD}.
+automaticamente disattivato (la cosa avviene contestualmente al ritorno di
+\func{epoll\_wait} a causa dell'evento in questione) e per essere riutilizzato
+dovrà essere riabilitato esplicitamente con una successiva chiamata con
+\const{EPOLL\_CTL\_MOD}.
Una volta impostato l'insieme di file descriptor che si vogliono osservare con
-i relativi eventi, la funzione che consente di attendere l'occorrenza di uno
-di tali eventi è \funcd{epoll\_wait}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/epoll.h}
- {int epoll\_wait(int epfd, struct epoll\_event * events, int maxevents, int
- timeout)}
-
- Attende che uno dei file descriptor osservati sia pronto.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce il numero di file descriptor pronti in
- caso di successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
- assumerà uno dei valori:
+i relativi eventi, la funzione di sistema che consente di attendere
+l'occorrenza di uno di tali eventi è \funcd{epoll\_wait}, il cui prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/epoll.h}
+\fdecl{int epoll\_wait(int epfd, struct epoll\_event * events, int maxevents,
+ int timeout)}
+
+\fdesc{Attende che uno dei file descriptor osservati sia pronto.}
+}
+
+{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:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] il file descriptor \param{epfd} non è valido.
\item[\errcode{EFAULT}] il puntatore \param{events} non è valido.
\item[\errcode{EINVAL}] il file descriptor \param{epfd} non è stato ottenuto
con \func{epoll\_create}, o \param{maxevents} non è maggiore di zero.
\end{errlist}
-}
-\end{prototype}
+}
+\end{funcproto}
La funzione si blocca in attesa di un evento per i file descriptor registrati
nella lista di osservazione di \param{epfd} fino ad un tempo massimo
La funzione ritorna il numero di eventi rilevati, o un valore nullo qualora
sia scaduto il tempo massimo impostato con \param{timeout}. Per quest'ultimo,
oltre ad un numero di millisecondi, si può utilizzare il valore nullo, che
-indica di non attendere e ritornare immediatamente,\footnote{anche in questo
- caso il valore di ritorno sarà nullo.} o il valore $-1$, che indica
-un'attesa indefinita. L'argomento \param{maxevents} dovrà invece essere sempre
-un intero positivo.
+indica di non attendere e ritornare immediatamente (anche in questo caso il
+valore di ritorno sarà nullo) o il valore $-1$, che indica un'attesa
+indefinita. L'argomento \param{maxevents} dovrà invece essere sempre un intero
+positivo.
Come accennato la funzione restituisce i suoi risultati nel vettore di
strutture \struct{epoll\_event} puntato da \param{events}; in tal caso nel
stato impostato per il file descriptor per cui si è verificato l'evento quando
questo era stato registrato con le operazioni \const{EPOLL\_CTL\_MOD} o
\const{EPOLL\_CTL\_ADD}, in questo modo il campo \var{data} consente di
-identificare il file descriptor.\footnote{ed è per questo che, come accennato,
- è consuetudine usare per \var{data} il valore del file descriptor stesso.}
+identificare il file descriptor, ed è per questo che, come accennato, è
+consuetudine usare per \var{data} il valore del file descriptor stesso.
Si ricordi che le occasioni per cui \func{epoll\_wait} ritorna dipendono da
come si è impostata la modalità di osservazione (se \textit{level triggered} o
luce delle modifiche.
Si tenga presente infine che con l'uso della modalità \textit{edge triggered}
-il ritorno di \func{epoll\_wait} indica che un file descriptor è pronto e
-resterà tale fintanto che non si sono completamente esaurite le operazioni su
-di esso. Questa condizione viene generalmente rilevata dall'occorrere di un
-errore di \errcode{EAGAIN} al ritorno di una \func{read} o una
-\func{write},\footnote{è opportuno ricordare ancora una volta che l'uso
- dell'\textit{I/O multiplexing} richiede di operare sui file in modalità non
- bloccante.} ma questa non è la sola modalità possibile, ad esempio la
-condizione può essere riconosciuta anche per il fatto che sono stati
-restituiti meno dati di quelli richiesti.
+il ritorno di \func{epoll\_wait} avviene solo quando il file descriptor ha
+cambiato stato diventando pronto. Esso non sarà riportato nuovamente fino ad
+un altro cambiamento di stato, per cui occorre assicurarsi di aver
+completamente esaurito le operazioni su di esso. Questa condizione viene
+generalmente rilevata dall'occorrere di un errore di \errcode{EAGAIN} al
+ritorno di una \func{read} o una \func{write}, (è opportuno ricordare ancora
+una volta che l'uso dell'\textit{I/O multiplexing} richiede di operare sui
+file in modalità non bloccante) ma questa non è la sola modalità possibile, ad
+esempio la condizione può essere riconosciuta anche per il fatto che sono
+stati restituiti meno dati di quelli richiesti.
+
+Si tenga presente che in modalità \textit{edge triggered}, dovendo esaurire le
+attività di I/O dei file descriptor risultati pronti per poter essere
+rinotificati, la gestione elementare per cui li si trattano uno per uno in
+sequenza può portare ad un effetto denominato \textit{starvation}
+(``\textsl{carestia}''). Si rischia cioè di concentrare le operazioni sul
+primo file descriptor che dispone di molti dati, prolungandole per tempi molto
+lunghi con un ritardo che può risultare eccessivo nei confronti di quelle da
+eseguire sugli altri che verrebbero dopo. Per evitare questo tipo di
+problematiche viene consigliato di usare \func{epoll\_wait} per registrare un
+elenco dei file descriptor da gestire, e di trattarli a turno in maniera più
+equa.
Come già per \func{select} e \func{poll} anche per l'interfaccia di
\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 \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,
+contemporaneamente. Valgono le osservazioni fatte in
+sez.~\ref{sec:file_select}, e per poterlo fare di nuovo è necessaria una
+variante della funzione di attesa 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 di sistema si chiama
+\funcd{epoll\_pwait}\footnote{la funzione 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{funcproto}{
+\fhead{sys/epoll.h}
+\fdecl{int epoll\_pwait(int epfd, struct epoll\_event * events, int maxevents,
int timeout, const sigset\_t *sigmask)}
- Attende che uno dei file descriptor osservati sia pronto, mascherando i
- segnali.
+\fdesc{Attende che uno dei file descriptor osservati sia pronto, mascherando
+ i segnali.} }
- \bodydesc{La funzione restituisce il numero di file descriptor pronti in
- caso di successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
- assumerà uno dei valori già visti con \funcd{epoll\_wait}.
-}
-\end{prototype}
+{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}.
+
+}
+\end{funcproto}
La funzione è del tutto analoga \funcd{epoll\_wait}, soltanto che alla sua
uscita viene ripristinata la \index{maschera~dei~segnali} maschera di segnali
sez.~\ref{sec:sig_signal_handler}), c'è il problema più generale consistente
nel fatto che questa modalità di funzionamento cozza con altre interfacce di
programmazione previste dal sistema in cui si opera in maniera
-\textsl{sincrona}, come quelle dell'I/O multiplexing appena illustrate.
+\textsl{sincrona}, come quelle dell'\textit{I/O multiplexing} appena
+illustrate.
In questo tipo di interfacce infatti ci si aspetta che il processo gestisca
-gli eventi a cui vuole rispondere in maniera sincrona generando le opportune
+gli eventi a cui deve reagire in maniera sincrona generando le opportune
risposte, mentre con l'arrivo di un segnale si possono avere interruzioni
asincrone in qualunque momento. Questo comporta la necessità di dover
gestire, quando si deve tener conto di entrambi i tipi di eventi, le
interruzioni delle funzioni di attesa sincrone, ed evitare possibili
-\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} \textit{system call} lente che vengono interrotte
- e devono essere riavviate.}
+\itindex{race~condition} \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.
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
-sincrona dei segnali con la funzione \func{sigwait} e le sue affini. Queste
+sincrona dei segnali, con la funzione \func{sigwait} e le sue affini. Queste
funzioni consentono di gestire i segnali bloccando un processo fino alla
avvenuta ricezione e disabilitando l'esecuzione asincrona rispetto al resto
del programma del gestore del segnale. Questo consente di risolvere i problemi
introdurre un meccanismo alternativo per la notifica dei segnali (esteso anche
ad altri eventi generici) che, ispirandosi di nuovo alla filosofia di Unix per
cui tutto è un file, consentisse di eseguire la notifica con l'uso di
-opportuni file descriptor.\footnote{ovviamente si tratta di una funzionalità
- specifica di Linux, non presente in altri sistemi unix-like, e non prevista
- da nessuno standard, per cui va evitata se si ha a cuore la portabilità.}
+opportuni file descriptor. Ovviamente si tratta di una funzionalità specifica
+di Linux, non presente in altri sistemi unix-like, e non prevista da nessuno
+standard, per cui va evitata se si ha a cuore la portabilità.
In sostanza, come per \func{sigwait}, si può disabilitare l'esecuzione di un
gestore in occasione dell'arrivo di un segnale, e rilevarne l'avvenuta
attendere in contemporanea sia l'arrivo del segnale che la disponibilità di
accesso ai dati relativi a questi ultimi.
-La funzione 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 infatti due
- versioni diverse della \textit{system call}; una prima versione,
+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
+ infatti due 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, \funcm{signalfd4}, introdotta con il kernel 2.6.27 e che è quella
argomento aggiuntivo \code{size\_t sizemask} che indica la dimensione della
\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)}
- Crea o modifica un file descriptor per la ricezione dei segnali.
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/signalfd.h}
+\fdecl{int signalfd(int fd, const sigset\_t *mask, int flags)}
- \bodydesc{La funzione restituisce un numero di file descriptor in caso di
- successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
- dei valori:
+\fdesc{Crea o modifica un file descriptor per la ricezione dei segnali.}
+}
+
+{La funzione ritorna un numero di file descriptor in caso di successo e $-1$
+ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] il valore \param{fd} non indica un file descriptor.
\item[\errcode{EINVAL}] il file descriptor \param{fd} non è stato ottenuto
con \func{signalfd} o il valore di \param{flags} non è valido.
- \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare un nuovo file
- descriptor di \func{signalfd}.
\item[\errcode{ENODEV}] il kernel non può montare internamente il
dispositivo per la gestione anonima degli \itindex{inode} \textit{inode}
associati al file descriptor.
+ \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare un nuovo file
+ descriptor di \func{signalfd}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EMFILE} e \errval{ENFILE}.
-}
-\end{prototype}
+ ed inoltre \errval{EMFILE} e \errval{ENFILE} nel loro significato generico.
+
+}
+\end{funcproto}
La funzione consente di creare o modificare le caratteristiche di un file
descriptor speciale su cui ricevere le notifiche della ricezione di
L'argomento \param{flags} consente di impostare direttamente in fase di
creazione due flag per il file descriptor analoghi a quelli che si possono
impostare con una creazione ordinaria con \func{open}, evitando una
-impostazione successiva con \func{fcntl}.\footnote{questo è un argomento
- aggiuntivo, introdotto con la versione fornita a partire dal kernel 2.6.27,
- per kernel precedenti il valore deve essere nullo.} L'argomento deve essere
+impostazione successiva con \func{fcntl} (si ricordi che questo è un argomento
+aggiuntivo, introdotto con la versione fornita a partire dal kernel 2.6.27,
+per kernel precedenti il valore deve essere nullo). L'argomento deve essere
specificato come maschera binaria dei valori riportati in
tab.~\ref{tab:signalfd_flags}.
la ricezione tramite il file descriptor, dovrà essere disabilitata
esplicitamente bloccando gli stessi segnali con \func{sigprocmask}, altrimenti
verranno comunque eseguite le azioni di default (o un eventuale gestore
-installato in precedenza).\footnote{il blocco non ha invece nessun effetto sul
- file descriptor restituito da \func{signalfd}, dal quale sarà possibile
- pertanto ricevere qualunque segnale, anche se questo risultasse bloccato.}
+installato in precedenza). Il blocco non ha invece nessun effetto sul file
+descriptor restituito da \func{signalfd}, dal quale sarà possibile pertanto
+ricevere qualunque segnale, anche se questo risultasse bloccato.
+
Si tenga presente inoltre che la lettura di una struttura
\struct{signalfd\_siginfo} relativa ad un segnale pendente è equivalente alla
esecuzione di un gestore, vale a dire che una volta letta il segnale non sarà
con più file descriptor, anche se la pratica è sconsigliata; in tal caso la
ricezione del segnale potrà essere effettuata con una lettura da uno qualunque
dei file descriptor a cui è associato, ma questa potrà essere eseguita
-soltanto una volta.\footnote{questo significa che tutti i file descriptor su
- cui è presente lo stesso segnale risulteranno pronti in lettura per le
- funzioni di \textit{I/O multiplexing}, ma una volta eseguita la lettura su
- uno di essi il segnale sarà considerato ricevuto ed i relativi dati non
- saranno più disponibili sugli altri file descriptor, che (a meno di una
- ulteriore occorrenza del segnale nel frattempo) di non saranno più pronti.}
+soltanto una volta. Questo significa che tutti i file descriptor su cui è
+presente lo stesso segnale risulteranno pronti in lettura per le funzioni di
+\textit{I/O multiplexing}, ma una volta eseguita la lettura su uno di essi il
+segnale sarà considerato ricevuto ed i relativi dati non saranno più
+disponibili sugli altri file descriptor, che (a meno di una ulteriore
+occorrenza del segnale nel frattempo) di non saranno più pronti.
Quando il file descriptor per la ricezione dei segnali non serve più potrà
essere chiuso con \func{close} liberando tutte le risorse da esso allocate. In
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \begin{minipage}[c]{0.90\textwidth}
\includestruct{listati/signalfd_siginfo.h}
\end{minipage}
\normalsize
ad eventuali più segnali pendenti, fino al numero massimo di strutture
\struct{signalfd\_siginfo} che possono rientrare nel buffer.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
+ \includecodesample{listati/FifoReporter-init.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Sezione di inizializzazione del codice del programma
+ \file{FifoReporter.c}.}
+ \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
fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}) usata dall'interfaccia ordinaria dei segnali, e
In fig.~\ref{fig:fiforeporter_code_init} si è riportata la parte iniziale del
programma in cui vengono effettuate le varie inizializzazioni necessarie per
l'uso di \itindex{epoll} \textit{epoll} e \func{signalfd}, a partire
-(\texttt{\small 12--16}) dalla definizione delle varie variabili e strutture
+(\texttt{\small 12-16}) dalla definizione delle varie variabili e strutture
necessarie. Al solito si è tralasciata la parte dedicata alla decodifica delle
opzioni che consentono ad esempio di cambiare il nome del file associato alla
fifo.
-\begin{figure}[!htbp]
- \footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
- \includecodesample{listati/FifoReporter-init.c}
- \end{minipage}
- \normalsize
- \caption{Sezione di inizializzazione del codice del programma
- \file{FifoReporter.c}.}
- \label{fig:fiforeporter_code_init}
-\end{figure}
-
-Il primo passo (\texttt{\small 19--20}) è la creazione di un file descriptor
+Il primo passo (\texttt{\small 19-20}) è la creazione di un file descriptor
\texttt{epfd} di \itindex{epoll} \textit{epoll} con \func{epoll\_create} che è
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})
+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
+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
+\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
+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
volta fatto questo sarà necessario aggiungere il relativo file descriptor
(\var{fifofd}) a quelli osservati da \itindex{epoll} \textit{epoll} in maniera
del tutto analoga a quanto fatto con quello relativo alla notifica dei
segnali.
-\begin{figure}[!htbp]
+\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
\includecodesample{listati/FifoReporter-main.c}
\end{figure}
Una volta completata l'inizializzazione verrà eseguito indefinitamente il
-ciclo principale del programma (\texttt{\small 2--45}) che si è riportato in
+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 \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
- osservazioni per eventi di tipo \const{EPOLLIN}.} che si bloccherà fintanto
-che non siano stati scritti dati sulla fifo o che non sia arrivato un
-segnale.\footnote{per semplificare il codice non si è trattato il caso in cui
- \func{epoll\_wait} viene interrotta da un segnale, assumendo che tutti
- quelli che possano interessare siano stati predisposti per la notifica
- tramite file descriptor, per gli altri si otterrà semplicemente l'uscita dal
- programma.}
+ciclo prevede che si attenda (\texttt{\small 2-3}) la presenza di un file
+descriptor pronto in lettura con \func{epoll\_wait} (si ricordi che entrambi i
+file descriptor \var{fifofd} e \var{sigfd} sono stati posti in osservazioni
+per eventi di tipo \const{EPOLLIN}) che si bloccherà fintanto che non siano
+stati scritti dati sulla fifo o che non sia arrivato un segnale.\footnote{per
+ semplificare il codice non si è trattato il caso in cui \func{epoll\_wait}
+ viene interrotta da un segnale, assumendo che tutti quelli che possano
+ interessare siano stati predisposti per la notifica tramite file descriptor,
+ per gli altri si otterrà semplicemente l'uscita dal programma.}
Anche se in questo caso i file descriptor pronti possono essere al più due, si
è comunque adottato un approccio generico in cui questi verranno letti
-all'interno di un opportuno ciclo (\texttt{\small 5--44}) sul numero
+all'interno di un opportuno ciclo (\texttt{\small 5-44}) sul numero
restituito da \func{epoll\_wait}, esaminando i risultati presenti nel vettore
\var{events} all'interno di una catena di condizionali alternativi sul valore
-del file descriptor riconosciuto come pronto.\footnote{controllando cioè a
- quale dei due file descriptor possibili corrisponde il campo relativo,
- \var{events[i].data.fd}.}
+del file descriptor riconosciuto come pronto, controllando cioè a quale dei
+due file descriptor possibili corrisponde il campo relativo,
+\var{events[i].data.fd}.
-Il primo condizionale (\texttt{\small 6--24}) è relativo al caso che si sia
+Il primo condizionale (\texttt{\small 6-24}) è relativo al caso che si sia
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 \struct{signalfd\_siginfo} alla volta, eseguendo la lettura
-all'interno di un ciclo (\texttt{\small 8--24}) che prosegue fintanto che vi
+all'interno di un ciclo (\texttt{\small 8-24}) che prosegue fintanto che vi
siano dati da leggere.
-Per questo ad ogni lettura si esamina (\texttt{\small 9--14}) se il valore di
+Per questo ad ogni lettura si esamina (\texttt{\small 9-14}) se il valore di
ritorno della funzione \func{read} è negativo, uscendo dal programma
(\texttt{\small 11}) in caso di errore reale, o terminando il ciclo
(\texttt{\small 13}) con un \texttt{break} qualora si ottenga un errore di
-\errcode{EAGAIN} per via dell'esaurimento dei dati.\footnote{si ricordi come
- sia la fifo che il file descriptor per i segnali siano stati aperti in
- modalità non-bloccante, come previsto per l’\textit{I/O multiplexing},
- pertanto ci si aspetta di ricevere un errore di \errcode{EAGAIN} quando non
- vi saranno più dati da leggere.}
+\errcode{EAGAIN} per via dell'esaurimento dei dati. Si ricordi infatti come
+sia la fifo che il file descriptor per i segnali siano stati aperti in
+modalità non-bloccante, come previsto per l’\textit{I/O multiplexing},
+pertanto ci si aspetta di ricevere un errore di \errcode{EAGAIN} quando non vi
+saranno più 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 \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
+(\texttt{\small 19-20}) il nome del segnale ottenuto all'interno della
+struttura \struct{signalfd\_siginfo} letta in \var{siginf} ed il \textit{pid}
+del processo da cui lo ha ricevuto;\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.} inoltre
+(\texttt{\small 21-24}) si controllerà anche se il segnale ricevuto è
\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}.
-Il secondo condizionale (\texttt{\small 26--39}) è invece relativo al caso in
+Il secondo condizionale (\texttt{\small 26-39}) è invece relativo al caso in
cui ci siano dati pronti in lettura sulla fifo e che il file descriptor pronto
corrisponda (\texttt{\small 26}) a \var{fifofd}. Di nuovo si effettueranno le
-letture in un ciclo (\texttt{\small 28--39}) ripetendole fin tanto che la
+letture in un ciclo (\texttt{\small 28-39}) ripetendole fin tanto che la
funzione \func{read} non restituisce un errore di \errcode{EAGAIN}
-(\texttt{\small 29--35}).\footnote{il procedimento è lo stesso adottato per il
- file descriptor associato al segnale, in cui si esce dal programma in caso
- di errore reale, in questo caso però alla fine dei dati prima di uscire si
- stampa anche (\texttt{\small 32}) un messaggio di chiusura.} Se invece vi
-sono dati validi letti dalla fifo si inserirà (\texttt{\small 36}) una
-terminazione di stringa sul buffer e si stamperà il tutto (\texttt{\small
- 37--38}) sullo \textit{standard output}. L'ultimo condizionale
-(\texttt{\small 40--44}) è semplicemente una condizione di cattura per una
+(\texttt{\small 29-35}). Il procedimento è lo stesso adottato per il file
+descriptor associato al segnale, in cui si esce dal programma in caso di
+errore reale, in questo caso però alla fine dei dati prima di uscire si stampa
+anche (\texttt{\small 32}) un messaggio di chiusura.
+
+Se invece vi sono dati validi letti dalla fifo si inserirà (\texttt{\small
+ 36}) una terminazione di stringa sul buffer e si stamperà il tutto
+(\texttt{\small 37-38}) sullo \textit{standard output}. L'ultimo condizionale
+(\texttt{\small 40-44}) è semplicemente una condizione di cattura per una
eventualità che comunque non dovrebbe mai verificarsi, e che porta alla uscita
dal programma con una opportuna segnalazione di errore.
A questo punto si potrà eseguire il comando lanciandolo su un terminale, ed
osservarne le reazioni agli eventi generati da un altro terminale; lanciando
il programma otterremo qualcosa del tipo:
-\begin{Verbatim}
-piccardi@hain:~/gapil/sources$ ./a.out
+\begin{Console}
+piccardi@hain:~/gapil/sources$ \textbf{./a.out}
FifoReporter starting, pid 4568
-\end{Verbatim}
+\end{Console}
%$
e scrivendo qualcosa sull'altro terminale con:
-\begin{Verbatim}
-root@hain:~# echo prova > /tmp/reporter.fifo
-\end{Verbatim}
+\begin{Console}
+root@hain:~# \textbf{echo prova > /tmp/reporter.fifo}
+\end{Console}
si otterrà:
-\begin{Verbatim}
+\begin{Console}
Message from fifo:
prova
end message
-\end{Verbatim}
+\end{Console}
mentre inviando un segnale:
-\begin{Verbatim}
-root@hain:~# kill 4568
-\end{Verbatim}
+\begin{Console}
+root@hain:~# \textbf{kill 4568}
+\end{Console}
si avrà:
-\begin{Verbatim}
+\begin{Console}
Signal received:
Got SIGTERM
From pid 3361
-\end{Verbatim}
+\end{Console}
ed infine premendo \texttt{C-\bslash} sul terminale in cui è in esecuzione si
vedrà:
-\begin{Verbatim}
-^\Signal received:
+\begin{Console}
+^\\Signal received:
Got SIGQUIT
From pid 0
-\end{Verbatim}
+\end{Console}
e si potrà far uscire il programma con \texttt{C-c} ottenendo:
-\begin{Verbatim}
+\begin{Console}
^CSignal received:
Got SIGINT
From pid 0
SIGINT means exit
-\end{Verbatim}
-
+\end{Console}
Lo stesso paradigma di notifica tramite file descriptor usato per i segnali è
stato adottato anche per i timer. In questo caso, rispetto a quanto visto in
segnale o un \textit{thread}. Di nuovo questo ha il vantaggio di poter
utilizzare le funzioni dell'\textit{I/O multiplexing} per attendere allo
stesso tempo la disponibilità di dati o la ricezione della scadenza di un
-timer.\footnote{in realtà per questo sarebbe già sufficiente \func{signalfd}
- per ricevere i segnali associati ai timer, ma la nuova interfaccia
- semplifica notevolmente la gestione e consente di fare tutto con una sola
- \textit{system call}.}
+timer. In realtà per questo sarebbe già sufficiente \func{signalfd} per
+ricevere i segnali associati ai timer, ma la nuova interfaccia semplifica
+notevolmente la gestione e consente di fare tutto con una sola \textit{system
+ call}.
Le funzioni di questa nuova interfaccia ricalcano da vicino la struttura delle
analoghe versioni ordinarie introdotte con lo standard POSIX.1-2001, che
reintrodotta in una forma considerata adeguata nel kernel 2.6.25, il
supporto nelle \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 prevista, quella che
-consente di creare un timer, è \funcd{timerfd\_create}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/timerfd.h}
- {int timerfd\_create(int clockid, int flags)}
+ 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
+prototipo è:
- Crea un timer associato ad un file descriptor per la notifica.
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/timerfd.h}
+\fdecl{int timerfd\_create(int clockid, int flags)}
- \bodydesc{La funzione restituisce un numero di file descriptor in caso di
- successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
- dei valori:
+\fdesc{Crea un timer associato ad un file descriptor di notifica.}
+}
+
+{La funzione ritorna un numero di file descriptor in caso di successo e $-1$
+ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{clockid} non è
\const{CLOCK\_MONOTONIC} o \const{CLOCK\_REALTIME}, o
l'argomento \param{flag} non è valido, o è diverso da zero per kernel
precedenti il 2.6.27.
- \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare un nuovo file
- descriptor di \func{signalfd}.
\item[\errcode{ENODEV}] il kernel non può montare internamente il
dispositivo per la gestione anonima degli \itindex{inode} \textit{inode}
associati al file descriptor.
+ \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare un nuovo file
+ descriptor di \func{signalfd}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EMFILE} e \errval{ENFILE}.
-}
-\end{prototype}
+ ed inoltre \errval{EMFILE} e \errval{ENFILE} nel loro significato generico.
+}
+\end{funcproto}
La funzione prende come primo argomento un intero che indica il tipo di
orologio a cui il timer deve fare riferimento, i valori sono gli stessi delle
In caso di successo la funzione restituisce un file descriptor sul quale
verranno notificate le scadenze dei timer. Come per quelli restituiti da
\func{signalfd} anche questo file descriptor segue la semantica dei sistemi
-unix-like, in particolare resta aperto attraverso una \func{exec},\footnote{a
- meno che non si sia impostato il flag di \textit{close-on exec} con
- \const{TFD\_CLOEXEC}.} e viene duplicato attraverso una \func{fork}; questa
+unix-like, in particolare resta aperto attraverso una \func{exec} (a meno che
+non si sia impostato il flag di \textit{close-on exec} con
+\const{TFD\_CLOEXEC}) e viene duplicato attraverso una \func{fork}; questa
ultima caratteristica comporta però che anche il figlio può utilizzare i dati
di un timer creato nel padre, a differenza di quanto avviene invece con i
-timer impostati con le funzioni ordinarie.\footnote{si ricordi infatti che,
- come illustrato in sez.~\ref{sec:proc_fork}, allarmi, timer e segnali
- pendenti nel padre vengono cancellati per il figlio dopo una \func{fork}.}
+timer impostati con le funzioni ordinarie. Si ricordi infatti che, come
+illustrato in sez.~\ref{sec:proc_fork}, allarmi, timer e segnali pendenti nel
+padre vengono cancellati per il figlio dopo una \func{fork}.
Una volta creato il timer con \func{timerfd\_create} per poterlo utilizzare
occorre \textsl{armarlo} impostandone un tempo di scadenza ed una eventuale
-periodicità di ripetizione, per farlo si usa la funzione omologa di
-\func{timer\_settime} per la nuova interfaccia; questa è
+periodicità di ripetizione, per farlo si usa una funzione di sistema omologa
+di \func{timer\_settime} per la nuova interfaccia; questa è
\funcd{timerfd\_settime} ed il suo prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/timerfd.h}
- {int timerfd\_settime(int fd, int flags,
- const struct itimerspec *new\_value,
- struct itimerspec *old\_value)}
- Crea un timer associato ad un file descriptor per la notifica.
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/timerfd.h}
+\fdecl{int timerfd\_settime(int fd, int flags,
+ const struct itimerspec *new\_value,\\
+\phantom{int timerfd\_settime(}struct itimerspec *old\_value)}
+
+\fdesc{Arma un timer associato ad un file descriptor di notifica.}
+}
- \bodydesc{La funzione restituisce un numero di file descriptor in caso di
- successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
- dei valori:
+{La funzione ritorna un numero di file descriptor in caso di successo e $-1$
+ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] l'argomento \param{fd} non corrisponde ad un file
descriptor.
+ \item[\errcode{EFAULT}] o \param{new\_value} o \param{old\_value} non sono
+ puntatori validi.
\item[\errcode{EINVAL}] il file descriptor \param{fd} non è stato ottenuto
con \func{timerfd\_create}, o i valori di \param{flag} o dei campi
\var{tv\_nsec} in \param{new\_value} non sono validi.
- \item[\errcode{EFAULT}] o \param{new\_value} o \param{old\_value} non sono
- puntatori validi.
\end{errlist}
-}
-\end{prototype}
+}
+\end{funcproto}
In questo caso occorre indicare su quale timer si intende operare specificando
come primo argomento il file descriptor ad esso associato, che deve essere
I valori ed il significato di questi argomenti sono gli stessi che sono già
stati illustrati in dettaglio in sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} e non staremo a
-ripetere quanto detto in quell'occasione;\footnote{per brevità si ricordi che
- con \param{new\_value.it\_value} si indica la prima scadenza del timer e
- con \param{new\_value.it\_interval} la sua periodicità.} l'unica differenza
+ripetere quanto detto in quell'occasione; per brevità si ricordi che
+con \param{new\_value.it\_value} si indica la prima scadenza del timer e
+con \param{new\_value.it\_interval} la sua periodicità. L'unica differenza
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}.\footnote{anche questo valore, che è l'analogo di
- \const{TIMER\_ABSTIME} è l'unico attualmente possibile per \param{flags}.}
+valori possibili rispettivamente soltanto $0$ e \const{TFD\_TIMER\_ABSTIME}
+(l'analogo di \const{TIMER\_ABSTIME}).
-L'ultima funzione prevista dalla nuova interfaccia è \funcd{timerfd\_gettime},
-che è l'analoga di \func{timer\_gettime}, il suo prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/timerfd.h}
- {int timerfd\_gettime(int fd, struct itimerspec *curr\_value)}
+L'ultima funzione di sistema prevista dalla nuova interfaccia è
+\funcd{timerfd\_gettime}, che è l'analoga di \func{timer\_gettime}, il suo
+prototipo è:
- Crea un timer associato ad un file descriptor per la notifica.
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/timerfd.h}
+\fdecl{int timerfd\_gettime(int fd, struct itimerspec *curr\_value)}
- \bodydesc{La funzione restituisce un numero di file descriptor in caso di
- successo o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
- dei valori:
+\fdesc{Legge l'impostazione di un timer associato ad un file descriptor di
+ notifica.}
+}
+
+{La funzione ritorna un numero di file descriptor in caso di successo e $-1$
+ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] l'argomento \param{fd} non corrisponde ad un file
descriptor.
con \func{timerfd\_create}.
\item[\errcode{EFAULT}] o \param{curr\_value} non è un puntatore valido.
\end{errlist}
-}
-\end{prototype}
-
-
-
-
+}
+\end{funcproto}
-Questo infatti diverrà pronto in lettura per tutte le varie funzioni dell'I/O
-multiplexing in presenza di una o più scadenze del timer ad esso associato.
+La funzione consente di rileggere le impostazioni del timer associato al file
+descriptor \param{fd} nella struttura \struct{itimerspec} puntata
+da \param{curr\_value}. Il campo \var{it\_value} riporta il tempo rimanente
+alla prossima scadenza, che viene sempre espresso in forma relativa
+(indipendentemente dal fatto che si sia specificato
+\const{TFD\_TIMER\_ABSTIME} quando lo si è armato). Un valore nullo (di
+entrambi i campi di \var{it\_value}) indica che il timer non è stato ancora
+armato. Il campo \var{it\_interval} riporta la durata dell'intervallo di
+ripetizione del timer, ed un valore nulle (di entrambi i campi) indica che il
+timer è stato impostato per scadere una sola volta.
+
+Il timer creato con \func{timerfd\_create} notificherà la sua scadenza
+rendendo pronto per la lettura il file descriptor ad esso associato, che
+pertanto potrà essere messo sotto controllo con una qualunque delle varie
+funzioni dell'I/O multiplexing. Esso infatti risulterà pronto soltanto in
+presenza di una o più scadenze del timer cui è associato.
Inoltre sarà possibile ottenere il numero di volte che il timer è scaduto
-dalla ultima impostazione
-
-che può essere
-usato per leggere le notifiche delle scadenze dei timer. Queste possono essere
-ottenute leggendo in maniera ordinaria il file descriptor con una \func{read},
-
+dalla ultima impostazione che può essere usato per leggere le notifiche delle
+scadenze dei timer. Queste possono essere ottenute leggendo in maniera
+ordinaria il file descriptor con una \func{read},
+Una volta che
% TODO trattare qui eventfd, timerfd introdotte con il 2.6.22
\end{figure}
Una volta completata la scansione delle opzioni il corpo principale del
-programma inizia controllando (\texttt{\small 11--15}) che sia rimasto almeno
+programma inizia controllando (\texttt{\small 11-15}) che sia rimasto almeno
un argomento che indichi quale file o directory mettere sotto osservazione (e
qualora questo non avvenga esce stampando la pagina di aiuto); dopo di che
-passa (\texttt{\small 16--20}) all'inizializzazione di \textit{inotify}
+passa (\texttt{\small 16-20}) all'inizializzazione di \textit{inotify}
ottenendo con \func{inotify\_init} il relativo file descriptor (oppure usce in
caso di errore).
-Il passo successivo è aggiungere (\texttt{\small 21--30}) alla coda di
+Il passo successivo è aggiungere (\texttt{\small 21-30}) alla coda di
notifica gli opportuni osservatori per ciascuno dei file o directory indicati
all'invocazione del comando; questo viene fatto eseguendo un ciclo
-(\texttt{\small 22--29}) fintanto che la variabile \var{i}, inizializzata a
+(\texttt{\small 22-29}) fintanto che la variabile \var{i}, inizializzata a
zero (\texttt{\small 21}) all'inizio del ciclo, è minore del numero totale di
argomenti rimasti. All'interno del ciclo si invoca (\texttt{\small 23})
\func{inotify\_add\_watch} per ciascuno degli argomenti, usando la maschera
altrimenti si incrementa l'indice (\texttt{\small 29}).
Completa l'inizializzazione di \textit{inotify} inizia il ciclo principale
-(\texttt{\small 32--56}) del programma, nel quale si resta in attesa degli
+(\texttt{\small 32-56}) del programma, nel quale si resta in attesa degli
eventi che si intendono osservare. Questo viene fatto eseguendo all'inizio del
ciclo (\texttt{\small 33}) una \func{read} che si bloccherà fintanto che non
si saranno verificati eventi.
approssimativamente 512 eventi.\footnote{si ricordi che la quantità di dati
restituita da \textit{inotify} è variabile a causa della diversa lunghezza
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
+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 \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
+ 43-52}) per leggere tutti gli eventi restituiti, al solito si inizializza
l'indice \var{i} a zero (\texttt{\small 42}) e si ripetono le operazioni
(\texttt{\small 43}) fintanto che esso non supera il numero di byte restituiti
in lettura. Per ciascun evento all'interno del ciclo si assegna\footnote{si
in ordine progressivo crescente a partire da 1.
Qualora sia presente il riferimento ad un nome di file associato all'evento lo
-si stampa (\texttt{\small 47--49}); si noti come in questo caso si sia
+si stampa (\texttt{\small 47-49}); si noti come in questo caso si sia
utilizzato il valore del campo \var{event->len} e non al fatto che
\var{event->name} riporti o meno un puntatore nullo.\footnote{l'interfaccia
infatti, qualora il nome non sia presente, non avvalora il campo
Se adesso usiamo il programma per mettere sotto osservazione una directory, e
da un altro terminale eseguiamo il comando \texttt{ls} otterremo qualcosa del
tipo di:
-\begin{verbatim}
-piccardi@gethen:~/gapil/sources$ ./inotify_monitor -a /home/piccardi/gapil/
+\begin{Console}
+piccardi@gethen:~/gapil/sources$ \textbf{./inotify_monitor -a /home/piccardi/gapil/}
Watch descriptor 1
Observed event on /home/piccardi/gapil/
IN_OPEN,
Watch descriptor 1
Observed event on /home/piccardi/gapil/
IN_CLOSE_NOWRITE,
-\end{verbatim}
+\end{Console}
+%$
I lettori più accorti si saranno resi conto che nel ciclo di lettura degli
eventi appena illustrato non viene trattato il caso particolare in cui la
\end{figure}
Una volta trattate le opzioni il programma verifica che restino
-(\texttt{\small 13--16}) i due argomenti che indicano il file sorgente ed il
+(\texttt{\small 13-16}) i due argomenti che indicano il file sorgente ed il
file destinazione. Il passo successivo è aprire il file sorgente
-(\texttt{\small 18--22}), quello di destinazione (\texttt{\small 23--27}) ed
-infine (\texttt{\small 28--31}) la \textit{pipe} che verrà usata come buffer.
+(\texttt{\small 18-22}), quello di destinazione (\texttt{\small 23-27}) ed
+infine (\texttt{\small 28-31}) la \textit{pipe} che verrà usata come buffer.
\begin{figure}[!htbp]
\footnotesize \centering
\label{fig:splice_example}
\end{figure}
-Il ciclo principale (\texttt{\small 33--58}) inizia con la lettura dal file
-sorgente tramite la prima \func{splice} (\texttt{\small 34--35}), in questo
+Il ciclo principale (\texttt{\small 33-58}) inizia con la lettura dal file
+sorgente tramite la prima \func{splice} (\texttt{\small 34-35}), in questo
caso si è usato come primo argomento il file descriptor del file sorgente e
come terzo quello del capo in scrittura della \textit{pipe} (il funzionamento
delle \textit{pipe} e l'uso della coppia di file descriptor ad esse associati
detto valore è nullo (\texttt{\small 36}) questo significa che si è giunti
alla fine del file sorgente e pertanto l'operazione di copia è conclusa e si
può uscire dal ciclo arrivando alla conclusione del programma (\texttt{\small
- 59}). In caso di valore negativo (\texttt{\small 37--44}) c'è stato un
+ 59}). In caso di valore negativo (\texttt{\small 37-44}) c'è stato un
errore ed allora si ripete la lettura (\texttt{\small 36}) se questo è dovuto
ad una interruzione, o altrimenti si esce con un messaggio di errore
-(\texttt{\small 41--43}).
+(\texttt{\small 41-43}).
Una volta completata con successo la lettura si avvia il ciclo di scrittura
-(\texttt{\small 45--57}); questo inizia (\texttt{\small 46--47}) con la
+(\texttt{\small 45-57}); questo inizia (\texttt{\small 46-47}) con la
seconda \func{splice} che cerca di scrivere gli \var{nread} byte letti, si
noti come in questo caso il primo argomento faccia di nuovo riferimento alla
\textit{pipe} (in questo caso si usa il capo in lettura, per i dettagli si
Di nuovo si controlla il numero di byte effettivamente scritti restituito in
\var{nwrite} e in caso di errore al solito si ripete la scrittura se questo è
dovuto a una interruzione o si esce con un messaggio negli altri casi
-(\texttt{\small 48--55}). Infine si chiude il ciclo di scrittura sottraendo
+(\texttt{\small 48-55}). Infine si chiude il ciclo di scrittura sottraendo
(\texttt{\small 57}) il numero di byte scritti a quelli di cui è richiesta la
scrittura,\footnote{in questa parte del ciclo \var{nread}, il cui valore
iniziale è dato dai byte letti dalla precedente chiamata a \func{splice},
\label{fig:tee_example}
\end{figure}
-La prima parte del programma (\texttt{\small 10--35}) si cura semplicemente di
-controllare (\texttt{\small 11--14}) che sia stato fornito almeno un argomento
-(il nome del file su cui scrivere), di aprirlo ({\small 15--19}) e che sia lo
-standard input (\texttt{\small 20--27}) che lo standard output (\texttt{\small
- 28--35}) corrispondano ad una \textit{pipe}.
+La prima parte del programma (\texttt{\small 10-35}) si cura semplicemente di
+controllare (\texttt{\small 11-14}) che sia stato fornito almeno un argomento
+(il nome del file su cui scrivere), di aprirlo ({\small 15-19}) e che sia lo
+standard input (\texttt{\small 20-27}) che lo standard output (\texttt{\small
+ 28-35}) corrispondano ad una \textit{pipe}.
-Il ciclo principale (\texttt{\small 37--58}) inizia con la chiamata a
+Il ciclo principale (\texttt{\small 37-58}) inizia con la chiamata a
\func{tee} che duplica il contenuto dello standard input sullo standard output
(\texttt{\small 39}), questa parte è del tutto analoga ad una lettura ed
infatti come nell'esempio di fig.~\ref{fig:splice_example} si controlla il
valore di ritorno della funzione in \var{len}; se questo è nullo significa che
non ci sono più dati da leggere e si chiude il ciclo (\texttt{\small 40}), se
è negativo c'è stato un errore, ed allora si ripete la chiamata se questo è
-dovuto ad una interruzione (\texttt{\small 42--44}) o si stampa un messaggio
-di errore e si esce negli altri casi (\texttt{\small 44--47}).
+dovuto ad una interruzione (\texttt{\small 42-44}) o si stampa un messaggio
+di errore e si esce negli altri casi (\texttt{\small 44-47}).
Una volta completata la copia dei dati sullo standard output si possono
estrarre dalla standard input e scrivere sul file, di nuovo su usa un ciclo di
-scrittura (\texttt{\small 50--58}) in cui si ripete una chiamata a
+scrittura (\texttt{\small 50-58}) in cui si ripete una chiamata a
\func{splice} (\texttt{\small 51}) fintanto che non si sono scritti tutti i
\var{len} byte copiati in precedenza con \func{tee} (il funzionamento è
identico all'analogo ciclo di scrittura del precedente esempio di
% vedi http://lwn.net/Articles/226710/ e http://lwn.net/Articles/240571/
% http://kernelnewbies.org/Linux_2_6_23
+% TODO aggiungere FALLOC_FL_ZERO_RANGE e FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE, inseriti
+% nel kenrel 3.15 (sul secondo vedi http://lwn.net/Articles/589260/)
+
% TODO non so dove trattarli, ma dal 2.6.39 ci sono i file handle, vedi
% http://lwn.net/Articles/432757/
projects / gapil.git / blobdiff