\section{L'architettura generale}
\label{sec:file_access_arch}
-Per poter accedere ai file il kernel deve mettere a disposizione dei programmi
-le opportune interfacce che consentano di leggerne il contenuto; il sistema
-cioè deve provvedere ad organizzare e rendere accessibile in maniera opportuna
-l'informazione tenuta sullo spazio grezzo disponibile sui dischi. Questo viene
-fatto strutturando l'informazione sul disco attraverso quello che si chiama un
-\textit{filesystem} (vedi \ref{sec:file_arch_func}), essa poi viene resa
-disponibile ai processi attraverso quello che viene chiamato il
+Per poter accedere ai file, il kernel deve mettere a disposizione dei
+programmi le opportune interfacce che consentano di leggerne il contenuto; il
+sistema cioè deve provvedere ad organizzare e rendere accessibile in maniera
+opportuna l'informazione tenuta sullo spazio grezzo disponibile sui dischi.
+Questo viene fatto strutturando l'informazione sul disco attraverso quello che
+si chiama un \textit{filesystem} (vedi \ref{sec:file_arch_func}), essa poi
+viene resa disponibile ai processi attraverso quello che viene chiamato il
\textsl{montaggio} del \textit{filesystem}.
% (approfondiremo tutto ciò in \secref{sec:file_arch_func}).
\subsection{I tipi di file}
\label{sec:file_file_types}
-Come detto in precedenza in Unix esistono vari tipi di file; in Linux questi
+Come detto in precedenza, in Unix esistono vari tipi di file; in Linux questi
sono implementati come oggetti del \textit{Virtual File System} (vedi
\secref{sec:file_vfs_work}) e sono presenti in tutti i filesystem unix-like
utilizzabili con Linux. L'elenco dei vari tipi di file definiti dal
\multicolumn{2}{|c|}{\textbf{Tipo di file}} & \textbf{Descrizione} \\
\hline
\hline
- \textit{regular file} & \textsl{file normale} &
+ \textit{regular file} & \textsl{file regolare} &
un file che contiene dei dati (l'accezione normale di file) \\
\textit{directory} & \textsl{cartella o direttorio} &
un file che contiene una lista di nomi associati a degli \textit{inodes}
ha nulla a che fare con questo, trattandosi solo di operazioni fatte senza
passare attraverso un filesystem.}
-Una seconda differenza è nel formato dei file ASCII; in Unix la fine riga è
+Una seconda differenza è nel formato dei file ASCII: in Unix la fine riga è
codificata in maniera diversa da Windows o Mac, in particolare il fine riga è
il carattere \texttt{LF} (o \verb|\n|) al posto del \texttt{CR} (\verb|\r|)
del Mac e del \texttt{CR LF} di Windows.\footnote{per questo esistono in Linux
direttamente le system call del kernel (in realtà il kernel effettua al suo
interno alcune bufferizzazioni per aumentare l'efficienza nell'accesso ai
dispositivi); i \textit{file descriptor}\index{file descriptor} sono
-rappresentati da numeri interi (cioè semplici variabili di tipo \type{int}).
+rappresentati da numeri interi (cioè semplici variabili di tipo \ctyp{int}).
L'interfaccia è definita nell'header \file{unistd.h}.
La seconda interfaccia è quella che il manuale della \acr{glibc} chiama degli
anche su tutti i sistemi non Unix. Gli \textit{stream} sono oggetti complessi
e sono rappresentati da puntatori ad un opportuna struttura definita dalle
librerie del C; si accede ad essi sempre in maniera indiretta utilizzando il
-tipo \type{FILE *}. L'interfaccia è definita nell'header \type{stdio.h}.
+tipo \ctyp{FILE *}. L'interfaccia è definita nell'header \file{stdio.h}.
Entrambe le interfacce possono essere usate per l'accesso ai file come agli
altri oggetti del VFS (fifo, socket, device, sui quali torneremo in dettaglio
mantenendo la stessa interfaccia per i programmi in user space. Esso fornisce
un livello di indirezione che permette di collegare le operazioni di
manipolazione sui file alle operazioni di I/O, e gestisce l'organizzazione di
-queste ultime nei vari modi in cui diversi filesystem le effettuano,
+queste ultime nei vari modi in cui i diversi filesystem le effettuano,
permettendo la coesistenza di filesystem differenti all'interno dello stesso
albero delle directory.
-Quando un processo esegue una system call che opera su un file il kernel
+Quando un processo esegue una system call che opera su un file, il kernel
chiama sempre una funzione implementata nel VFS; la funzione eseguirà le
-manipolazioni sulle strutture generiche e utilizzerà poi la chiamata alla
+manipolazioni sulle strutture generiche e utilizzerà poi la chiamata alle
opportune routine del filesystem specifico a cui si fa riferimento. Saranno
queste a chiamare le funzioni di più basso livello che eseguono le operazioni
-di I/O sul dispositivo fisico, secondo lo schema riportato in \nfig.
+di I/O sul dispositivo fisico, secondo lo schema riportato in
+\figref{fig:file_VFS_scheme}.
\begin{figure}[htb]
\centering
\includegraphics[width=7cm]{img/vfs}
- \caption{Schema delle operazioni del VFS}
+ \caption{Schema delle operazioni del VFS.}
\label{fig:file_VFS_scheme}
\end{figure}
\begin{table}[htb]
\centering
\footnotesize
- \begin{tabular}[c]{|l|p{7cm}|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
\hline
\textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
\hline
\hline
- \textsl{\code{open}} & apre il file \\
- \textsl{\code{read}} & legge dal file \\
- \textsl{\code{write}} & scrive sul file \\
- \textsl{\code{llseek}} & sposta la posizione corrente sul file \\
+ \textsl{\code{open}} & apre il file (vedi \secref{sec:file_open}). \\
+ \textsl{\code{read}} & legge dal file (vedi \secref{sec:file_read}).\\
+ \textsl{\code{write}} & scrive sul file (vedi \secref{sec:file_write}).\\
+ \textsl{\code{llseek}} & sposta la posizione corrente sul file (vedi
+ \secref{sec:file_lseek}). \\
\textsl{\code{ioctl}} & accede alle operazioni di controllo
- (tramite la \func{ioctl})\\
- \textsl{\code{readdir}}& per leggere il contenuto di una directory \\
- \textsl{\code{poll}} & \\
- \textsl{\code{mmap}} & chiamata dalla system call \func{mmap}.
- mappa il file in memoria\\
+ (vedi \secref{sec:file_ioctl}).\\
+ \textsl{\code{readdir}}& legge il contenuto di una directory \\
+ \textsl{\code{poll}} & usata nell'I/O multiplexing (vedi
+ \secref{sec:file_multiplexing}). \\
+ \textsl{\code{mmap}} & mappa il file in memoria (vedi
+ \secref{sec:file_memory_map}). \\
\textsl{\code{release}}& chiamata quando l'ultima referenza a un file
- aperto è chiusa\\
- \textsl{\code{fsync}} & chiamata dalla system call \func{fsync} \\
- \textsl{\code{fasync}} & chiamate da \func{fcntl} quando è abilitato
- il modo asincrono per l'I/O su file. \\
+ aperto è chiusa. \\
+ \textsl{\code{fsync}} & sincronizza il contenuto del file (vedi
+ \secref{sec:file_sync}). \\
+ \textsl{\code{fasync}} & abilita l'I/O asincrono (vedi
+ \secref{sec:file_asyncronous_io}) sul file. \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Operazioni sui file definite nel VFS.}
In questo modo per ciascun file diventano possibili una serie di operazioni
(non è detto che tutte siano disponibili), che costituiscono l'interfaccia
-astratta del VFS. Qualora se ne voglia eseguire una il kernel andrà ad
-utilizzare la opportuna routine dichiarata in \var{f\_ops} appropriata al tipo
+astratta del VFS. Qualora se ne voglia eseguire una, il kernel andrà ad
+utilizzare l'opportuna routine dichiarata in \var{f\_ops} appropriata al tipo
di file in questione.
In questo modo è possibile scrivere allo stesso modo sulla porta seriale come
-su un file di dati normale; ovviamente certe operazioni (nel caso della
+su normale un file di dati; ovviamente certe operazioni (nel caso della
seriale ad esempio la \code{seek}) non saranno disponibili, però con questo
sistema l'utilizzo di diversi filesystem (come quelli usati da Windows o
MacOs) è immediato e (relativamente) trasparente per l'utente ed il
Come già accennato in \secref{sec:file_organization} Linux (ed ogni sistema
unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
-quella di poter supportare grazie al VFS una enorme quantità di filesystem
+quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
diversi, ognuno dei quali ha una sua particolare struttura e funzionalità
-proprie. Per questo per il momento non entreremo nei dettagli di un
+proprie. Per questo, per il momento non entreremo nei dettagli di un
filesystem specifico, ma daremo una descrizione a grandi linee che si adatta
alle caratteristiche comuni di qualunque filesystem di sistema unix-like.
\begin{figure}[htb]
\centering
\includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
- \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e filesystem}
+ \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
+ filesystem.}
\label{fig:file_disk_filesys}
\end{figure}
\begin{figure}[htb]
\centering
\includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
- \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem}
+ \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
\label{fig:file_filesys_detail}
\end{figure}
fisici che contengono i dati e così via; le informazioni che la funzione
\func{stat} fornisce provengono dall'\textit{inode}; dentro una directory si
troverà solo il nome del file e il numero dell'\textit{inode} ad esso
- associato, cioè quella che da qui in poi chiameremo una \textsl{voce}
- (traduzione approssimata dell'inglese \textit{directory entry}, che non
- useremo anche per evitare confusione con le \textit{dentry} del kernel di
- cui si parlava in \secref{sec:file_vfs}).
+ associato, cioè quella che da qui in poi chiameremo una \textsl{voce} (come
+ traduzione dell'inglese \textit{directory entry}, che non useremo anche per
+ evitare confusione con le \textit{dentry} del kernel di cui si parlava in
+ \secref{sec:file_vfs}).
\item Come mostrato in \curfig\ si possono avere più voci che puntano allo
stesso \textit{inode}. Ogni \textit{inode} ha un contatore che contiene il
solo quando questo contatore si annulla i dati del file vengono
effettivamente rimossi dal disco. Per questo la funzione per cancellare un
file si chiama \func{unlink}, ed in realtà non cancella affatto i dati del
- file, ma si limita a eliminare la relativa voce da una directory e
+ file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una directory e
decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
\item Il numero di \textit{inode} nella voce si riferisce ad un \textit{inode}
riferimenti ad \textit{inodes} relativi ad altri filesystem. Questo limita
l'uso del comando \cmd{ln} (che crea una nuova voce per un file
esistente, con la funzione \func{link}) al filesystem corrente.
-
-\item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
- del file non deve essere spostato, viene semplicemente creata una nuova voce
- per l'\textit{inode} in questione e rimossa la vecchia (questa è la modalità
- in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la funzione
- \func{rename}).
+
+\item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem, il contenuto
+ del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
+ nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la vecchia (questa è
+ la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
+ funzione \func{rename}).
\end{enumerate}
Infine è bene avere presente che, essendo file pure loro, esiste un numero di
-riferimenti anche per le directory; per cui se a partire dalla situazione
+riferimenti anche per le directory; per cui, se a partire dalla situazione
mostrata in \curfig\ creiamo una nuova directory \file{img} nella directory
-\file{gapil}: avremo una situazione come quella in \nfig, dove per chiarezza
+\file{gapil}, avremo una situazione come quella in \nfig, dove per chiarezza
abbiamo aggiunto dei numeri di inode.
\begin{figure}[htb]
\centering
\includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
- \caption{Organizzazione dei link per le directory}
+ \caption{Organizzazione dei link per le directory.}
\label{fig:file_dirs_link}
\end{figure}
è referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la
nuova voce che fa riferimento a \file{img}) e dalla voce \file{.}
che è sempre inserita in ogni directory; questo vale sempre per ogni directory
-che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo la directory da
-cui si era partiti avrà un numero di riferiementi di almeno tre, in quanto
+che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo, la directory da
+cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno tre, in quanto
adesso sarà referenziata anche dalla voce \file{..} di \file{img}.
Il filesystem standard usato da Linux è il cosiddetto \textit{second extended
filesystem}, identificato dalla sigla \acr{ext2}. Esso supporta tutte le
caratteristiche di un filesystem standard Unix, è in grado di gestire nomi di
-file lunghi (256 caratteri, estendibili a 1012), una dimensione fino a 4~Tb.
+file lunghi (256 caratteri, estendibili a 1012) con una dimensione massima di
+4~Tb.
-Oltre alle caratteristiche standard \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
-non sono presenti sugli altri filesystem Unix, le cui principali sono le
-seguenti:
+Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
+non sono presenti sugli altri filesystem Unix. Le principali sono le seguenti:
\begin{itemize}
\item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
- kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere settati su file e
+ kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
ereditano i suoi attributi.
\item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
- di \acr{sgid} settato (per una descrizione dettagliata del significato di
+ di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
questi termini si veda \secref{sec:file_access_control}), nel qual caso file
e subdirectory ereditano sia il \acr{gid} che lo \acr{sgid}.
\item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
projects / gapil.git / blobdiff