Inserite funzioni "at", alcune modifiche per sigaction, finita

[gapil.git] / fileadv.tex

diff --git a/fileadv.tex b/fileadv.tex
index 9a717f2e9b76b4370dd2d4ec1c24b1674f628221..ee49313125b9153e51a80e38b3da8db973d6b55b 100644 (file)
--- a/fileadv.tex
+++ b/fileadv.tex
@@ -1,4 +1,4 @@
-gb%% fileadv.tex
+%% fileadv.tex

 %%
 %% Copyright (C) 2000-2007 Simone Piccardi.  Permission is granted to
 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
 %%
 %% Copyright (C) 2000-2007 Simone Piccardi.  Permission is granted to
 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free


@@ -694,13 +694,15 @@ file descriptor di \textit{epoll}, ma non lo stesso \param{epfd}.
 
 L'ultimo argomento, \param{event}, deve essere un puntatore ad una struttura
 di tipo \struct{epoll\_event}, ed ha significato solo con le operazioni
 
 L'ultimo argomento, \param{event}, deve essere un puntatore ad una struttura
 di tipo \struct{epoll\_event}, ed ha significato solo con le operazioni

-\const{EPOLL\_CTL\_MOD} e \const{EPOLL\_CTL\_ADD} per le quali serve ad
+\const{EPOLL\_CTL\_MOD} e \const{EPOLL\_CTL\_ADD}, per le quali serve ad

 indicare quale tipo di evento relativo ad \param{fd} si vuole che sia tenuto
 indicare quale tipo di evento relativo ad \param{fd} si vuole che sia tenuto

-sotto controllo.  L'argomento viene ignorato con
+sotto controllo.  L'argomento viene ignorato con l'operazione

 \const{EPOLL\_CTL\_DEL}.\footnote{fino al kernel 2.6.9 era comunque richiesto
   che questo fosse un puntatore valido, anche se poi veniva ignorato, a
   partire dal 2.6.9 si può specificare anche anche un valore \texttt{NULL}.}
 
 \const{EPOLL\_CTL\_DEL}.\footnote{fino al kernel 2.6.9 era comunque richiesto
   che questo fosse un puntatore valido, anche se poi veniva ignorato, a
   partire dal 2.6.9 si può specificare anche anche un valore \texttt{NULL}.}
 

+
+

 \begin{figure}[!htb]
   \footnotesize \centering
   \begin{minipage}[c]{15cm}
 \begin{figure}[!htb]
   \footnotesize \centering
   \begin{minipage}[c]{15cm}


@@ -717,10 +719,11 @@ La struttura \struct{epoll\_event} 
 quest'ultima serve sia in ingresso (quando usata con \func{epoll\_ctl}) ad
 impostare quali eventi osservare, che in uscita (nei risultati ottenuti con
 \func{epoll\_wait}) per ricevere le notifiche degli eventi avvenuti.  La sua
 quest'ultima serve sia in ingresso (quando usata con \func{epoll\_ctl}) ad
 impostare quali eventi osservare, che in uscita (nei risultati ottenuti con
 \func{epoll\_wait}) per ricevere le notifiche degli eventi avvenuti.  La sua

-definizione è riportata in fig.~\ref{fig:epoll_event}; 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
+definizione è riportata in fig.~\ref{fig:epoll_event}. 
+
+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}, serve ad indicare a
 quale file descriptor si intende fare riferimento, ed in astratto può
 contenere un valore qualsiasi che permetta di identificarlo, di norma comunque
 tab.~\ref{tab:epoll_events}. Il secondo campo, \var{data}, serve ad indicare a
 quale file descriptor si intende fare riferimento, ed in astratto può
 contenere un valore qualsiasi che permetta di identificarlo, di norma comunque


@@ -764,35 +767,54 @@ si usa come valore lo stesso \param{fd}.
 
 \footnotetext{questa modalità è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.2.}
 
 
 \footnotetext{questa modalità è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.2.}
 

-Le modalità di utilizzo di \textit{epoll} prevedano che si definisca un
-insieme di file descriptor da tenere sotto controllo su un \textit{epoll
-  descriptor} \param{epfd} con una serie di chiamate a
-\const{EPOLL\_CTL\_ADD}.  Il default prevede la notifica in modalità
-\textit{level triggered}, a meno che sul file descriptor non si sia impostata
-la modalità \textit{edge triggered} con \const{EPOLLET}.  Si tenga presente
-che è possibile tenere sotto osservazione uno stesso file descriptor su due
-\textit{epoll descriptor} diversi, ed entrambi riceveranno le notifiche, ma la
-pratica è sconsigliata.
-
-Una particolare modalità di notifica è quella impostata con
-\const{EPOLLONESHOT}: quando si è in modalità \textit{edge triggered} l'arrivo
-in rapida successione di dati in blocchi separati causa la generazione di una
-serie di eventi multipli; in questo caso si può utilizzare la modalità
-\textit{one-shot} in cui la notifica viene effettuata solo la prima volta,
-dopo di che il file descriptor osservato, pur restando nella lista di
-\param{epfd}, viene disattivato, e per essere riutilizzato dovrà essere
-riabilitato con una successiva chiamata con \const{EPOLL\_CTL\_MOD}.
-
-
-Infine qualora un file descriptor posto sotto osservazione dovesse essere
-chiuso, esso sarà automaticamente eliminato dall'insieme dei file descriptor
-osservati.
-
-
-
-
-La funzione che consente di attendere è \funcd{epoll\_wait}, il cui prototipo
-è:
+Le modalità di utilizzo di \textit{epoll} prevedano 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 \func{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.
+
+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}.
+
+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}.} 
+
+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}.
+
+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)}
 \begin{prototype}{sys/epoll.h}
   {int epoll\_wait(int epfd, struct epoll\_event * events, int maxevents, int
     timeout)}


@@ -808,16 +830,61 @@ La funzione che consente di attendere 
   \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima
     della scadenza di \param{timeout}.
   \item[\errcode{EINVAL}] il file descriptor \param{epfd} non è stato ottenuto
   \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima
     della scadenza di \param{timeout}.
   \item[\errcode{EINVAL}] il file descriptor \param{epfd} non è stato ottenuto

-    con \func{epoll\_create}, o \param{fd} è lo stesso \param{epfd} o
-    l'operazione richiesta con \param{op} non è supportata.
+    con \func{epoll\_create}, o \param{maxevents} non è maggiore di zero.

   \end{errlist}
 }
 \end{prototype}
 
   \end{errlist}
 }
 \end{prototype}
 

+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
+specificato in millisecondi tramite l'argomento \param{timeout}. Gli eventi
+registrati vengono riportati in un vettore di strutture \struct{epoll\_event}
+(che deve essere stato allocato in precedenza) all'indirizzo indicato
+dall'argomento \param{events}, fino ad un numero massimo di eventi impostato
+con l'argomento \param{maxevents}.
+
+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 $-1$, 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
+campo \param{events} di ciascuna di esse saranno attivi i flag relativi agli
+eventi accaduti, mentre nel campo \var{data} sarà restituito il valore che era
+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}.
+
+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
+\textit{edge triggered}) del singolo file descriptor. L'interfaccia assicura
+che se arrivano più eventi fra due chiamate successive ad \func{epoll\_wait}
+questi vengano combinati. Inoltre qualora su di esso fossero presenti eventi
+non ancora notificati, e si effettuasse una modifica dell'osservazione con
+\const{EPOLL\_CTL\_MOD} questi verrebbero riletti alla luce delle modifiche.
+
+Si tenga presente infine che con l'uso della modalità \textit{edge triggered}
+il ritorno di \func{epoll\_wait} indica un file descriptor è pronto e resterà
+tale fintanto che non si sono completamente esaurite le operazioni su di esso,
+questo può essere rilevato con un errore di \errcode{EAGAIN} in una
+\func{read} o una \func{write},\footnote{è opportuno ricordare ancora una
+  volta che l'uso dell'I/O multiplexing richiede di operare sui file in
+  modalità non bloccante.} ma anche con il fatto che sono stati restituiti
+meno dati di quelli richiesti.
+
+Come per le precedenti \func{select} e \func{poll}, essendo queste funzioni
+utiilizzate prevalentemente con i server di rete, tratteremo degli esempi del
+loro più avanti, nella trattazione dei socket, ed in particolare in
+sez.~\ref{sec:TCP_sock_multiplexing}.
+

 
 \itindend{epoll}
 
 \itindend{epoll}

-% TODO epoll 
-%
+
+

 
 \section{L'accesso \textsl{asincrono} ai file}
 \label{sec:file_asyncronous_access}
 
 \section{L'accesso \textsl{asincrono} ai file}
 \label{sec:file_asyncronous_access}


@@ -830,44 +897,52 @@ contesto le modalit
 \textsl{asincrona}, quelle cioè in cui un processo non deve bloccarsi in
 attesa della disponibilità dell'accesso al file, ma può proseguire
 nell'esecuzione utilizzando invece un meccanismo di notifica asincrono (di
 \textsl{asincrona}, quelle cioè in cui un processo non deve bloccarsi in
 attesa della disponibilità dell'accesso al file, ma può proseguire
 nell'esecuzione utilizzando invece un meccanismo di notifica asincrono (di

-norma un segnale), per essere avvisato della possibilità di eseguire le
+norma un segnale, ma esistono anche altre interfacce, come \itindex{inotify}
+\textit{inotify}), per essere avvisato della possibilità di eseguire le

 operazioni di I/O volute.
 
 
 operazioni di I/O volute.
 
 

-\subsection{Operazioni asincrone sui file}
+\subsection{Il \textit{Signal driven I/O}}

 \label{sec:file_asyncronous_operation}
 
 \label{sec:file_asyncronous_operation}
 

-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 in questo caso non si tratta di eseguire delle operazioni di lettura
-o scrittura del file in modo asincrono (tratteremo questo, che più
-propriamente è detto \textsl{I/O asincrono} in
-sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}), quanto di un meccanismo asincrono di
-notifica delle variazione dello stato del file descriptor aperto in questo
-modo.
-
-Quello che succede in questo caso è che il sistema genera un segnale
-(normalmente \const{SIGIO}, ma è possibile usarne altri con il comando
-\const{F\_SETSIG} di \func{fcntl}) tutte le volte che diventa possibile
-leggere o scrivere dal file descriptor che si è posto in questa modalità. Si
-può inoltre selezionare, con il comando \const{F\_SETOWN} di \func{fcntl},
+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 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.  Quello che succede in questo caso è che il
+sistema genera un segnale (normalmente \const{SIGIO}, ma è possibile usarne
+altri con il comando \const{F\_SETSIG} di \func{fcntl}) tutte le volte che
+diventa possibile leggere o scrivere dal file descriptor che si è posto in
+questa modalità.\footnote{questa modalità non è utilizzabile con i file
+  ordinari ma solo con socket, file di terminale o pseudo terminale, e, a
+  partire dal kernel 2.6, anche per fifo e pipe.}
+
+Si può inoltre selezionare, con il comando \const{F\_SETOWN} di \func{fcntl},

 quale processo (o gruppo di processi) riceverà il segnale. Se pertanto si
 effettuano le operazioni di I/O in risposta alla ricezione del segnale non ci
 sarà più la necessità di restare bloccati in attesa della disponibilità di
 quale processo (o gruppo di processi) riceverà il segnale. Se pertanto si
 effettuano le operazioni di I/O in risposta alla ricezione del segnale non ci
 sarà più la necessità di restare bloccati in attesa della disponibilità di

-accesso ai file; per questo motivo Stevens chiama questa modalità
-\textit{signal driven I/O}.
-
-Questa è un'altra modalità di gestione I/O, alternativa all'uso di
-\itindex{epoll} \textit{epoll}, che consente di evitare l'uso delle funzioni
-\func{poll} o \func{select} che, come illustrato in sez.~\ref{sec:file_epoll},
-quando vengono usate con un numero molto grande di file descriptor, non hanno
-buone prestazioni.
+accesso ai file. 
+
+Per questo motivo Stevens, ed anche le pagine di manuale di
+Linux, chiamano questa modalità ``\textit{Signal driven I/O}''.  Questa è
+ancora un'altra modalità di gestione dell'I/O, alternativa all'uso di
+\itindex{epoll} \textit{epoll},\footnote{anche se le prestazioni ottenute con
+  questa tecnica sono inferiori, il vantaggio è che questa modalità è
+  utilizzabile anche con kernel che non supportano \textit{epoll}, come quelli
+  della serie 2.4, ottenendo comunque prestazioni superiori a quelle che si
+  hanno con \func{poll} e \func{select}.} che consente di evitare l'uso delle
+funzioni \func{poll} o \func{select} che, come illustrato in
+sez.~\ref{sec:file_epoll}, quando vengono usate con un numero molto grande di
+file descriptor, non hanno buone prestazioni.

 
 Tuttavia con l'implementazione classica dei segnali questa modalità di I/O
 presenta notevoli problemi, dato che non è possibile determinare, quando i
 
 Tuttavia con l'implementazione classica dei segnali questa modalità di I/O
 presenta notevoli problemi, dato che non è possibile determinare, quando i


@@ -905,11 +980,16 @@ un file su cui l'accesso 
 funzioni come \func{poll} e \func{select}, almeno fintanto che non si satura
 la coda.  
 
 funzioni come \func{poll} e \func{select}, almeno fintanto che non si satura
 la coda.  
 

-Se infatti si  eccedono le dimensioni di quest'ultima,  il kernel, non potendo
-più assicurare il comportamento corretto  per un segnale real-time, invierà al
-suo posto un solo \const{SIGIO}, su  cui si saranno accumulati tutti i segnali
-in  eccesso, e si  dovrà allora  determinare con  un ciclo  quali sono  i file
-diventati attivi.
+Se infatti si eccedono le dimensioni di quest'ultima, il kernel, non potendo
+più assicurare il comportamento corretto per un segnale real-time, invierà al
+suo posto un solo \const{SIGIO}, su cui si saranno accumulati tutti i segnali
+in eccesso, e si dovrà allora determinare con un ciclo quali sono i file
+diventati attivi. L'unico modo per essere sicuri che questo non avvenga è di
+impostare la lunghezza della coda dei segnali real-time ad una dimensione
+identica al valore massimo del numero di file descriptor
+utilizzabili.\footnote{vale a dire impostare il contenuto di
+  \texttt{/proc/sys/kernel/rtsig-max} allo stesso valore di quello di
+  \texttt{/proc/sys/fs/file-max}.}

 
 % TODO fare esempio che usa O_ASYNC
 
 
 % TODO fare esempio che usa O_ASYNC
 


@@ -1575,7 +1655,7 @@ operazioni di sincronizzazione dei dati saranno completate.
 
 In alcuni casi può essere necessario interrompere le operazioni (in genere
 quando viene richiesta un'uscita immediata dal programma), per questo lo
 
 In alcuni casi può essere necessario interrompere le operazioni (in genere
 quando viene richiesta un'uscita immediata dal programma), per questo lo

-standard POSIX.1b prevede una funzioni apposita, \funcd{aio\_cancel}, che
+standard POSIX.1b prevede una funzione apposita, \funcd{aio\_cancel}, che

 permette di cancellare una operazione richiesta in precedenza; il suo
 prototipo è:
 \begin{prototype}{aio.h}
 permette di cancellare una operazione richiesta in precedenza; il suo
 prototipo è:
 \begin{prototype}{aio.h}


@@ -3318,7 +3398,8 @@ possibilit
 % LocalWords:  dell'inode CLOSE NOWRITE MOVE MOVED FROM TO rm wd event page ctl
 % LocalWords:  attribute Universe epoll Solaris kqueue level triggered Jonathan
 % LocalWords:  Lemon BSDCON edge Libenzi kevent backporting epfd EEXIST ENOENT
 % LocalWords:  dell'inode CLOSE NOWRITE MOVE MOVED FROM TO rm wd event page ctl
 % LocalWords:  attribute Universe epoll Solaris kqueue level triggered Jonathan
 % LocalWords:  Lemon BSDCON edge Libenzi kevent backporting epfd EEXIST ENOENT

-% LocalWords:  MOD
+% LocalWords:  MOD wait EPOLLIN EPOLLOUT EPOLLRDHUP SOCK EPOLLPRI EPOLLERR one
+% LocalWords:  EPOLLHUP EPOLLET EPOLLONESHOT shot maxevents

 
 
 %%% Local Variables: 
 
 
 %%% Local Variables: