\chapter{La gestione dell'I/O su file}
\label{cha:file_IO_interface}
-Esamineremo in questo capitol le due interfacce di programmazione che
+Esamineremo in questo capitolo le due interfacce di programmazione che
consentono di gestire i dati mantenuti nei file. Cominceremo con quella nativa
del sistema, detta dei \textit{file descriptor}, che viene fornita
direttamente dalle \textit{system call} e che non prevede funzionalità evolute
\itindend{file~descriptor}
-Benché questa sia soltanto una convenzione, essa è seguita dalla gran parte
-delle applicazioni, e non aderirvi potrebbe portare a problemi di
+Benché questa sia alla fine soltanto una convenzione, essa è seguita dalla
+totalità delle applicazioni, e non aderirvi potrebbe portare a problemi di
interoperabilità. Nel caso della shell tutti questi file sono associati al
terminale di controllo, e corrispondono quindi alla lettura della tastiera per
l'ingresso e alla scrittura sul terminale per l'uscita. Lo standard POSIX.1
\const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}.
\item[\errcode{EINTR}] la funzione era bloccata ed è stata interrotta da un
segnale (vedi sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}).
- \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} indica una directory e si è tentato
- l'accesso in scrittura o in lettura/scrittura.
- \item[\errcode{EFBIG}] il file è troppo grande per essere aperto (lo
- standard richiederebbe \errval{EOVERFLOW}).
+ \item[\errcode{EINVAL}] si è usato \const{O\_CREAT} indicando un pathname
+ con caratteri non supportati dal filesystem sottostante o si è richiesto
+ \const{O\_TMPFILE} senza indicare \const{O\_WRONLY} o \const{O\_RDWR} o si
+ è usato \const{O\_DIRECT} per un filesystem che non lo supporta.
+ \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} indica una directory e o si è
+ tentato un accesso che prevede la scrittura o si è usato
+ \const{O\_TMPFILE} con accesso che prevede la scrittura ma il kernel non
+ supporta la funzionalità.
+ \item[\errcode{EFBIG}] il file è troppo grande per essere aperto, in genere
+ dovuto al fatto che si è compilata una applicazione a 32 bit senza
+ abilitare il supporto per le dimensioni a 64 bit; questo è il valore
+ restituito fino al kernel 2.6.23, coi successivi viene restituito
+ \errcode{EOVERFLOW} come richiesto da POSIX.1.
\item[\errcode{ELOOP}] si sono incontrati troppi collegamenti simbolici nel
risolvere \param{pathname} o si è indicato \const{O\_NOFOLLOW} e
- \param{pathname} è un collegamento simbolico.
+ \param{pathname} è un collegamento simbolico (e non si è usato
+ \const{O\_PATH}).
\item[\errcode{ENODEV}] \param{pathname} si riferisce a un file di
dispositivo che non esiste.
\item[\errcode{ENOENT}] \param{pathname} non esiste e non si è richiesto
- \const{O\_CREAT}, o non esiste un suo componente.
+ \const{O\_CREAT}, o non esiste un suo componente, o si riferisce ad una
+ directory inesistente, si è usato \const{O\_TMPFILE} con accesso che
+ prevede la scrittura ma il kernel non supporta la funzionalità.
\item[\errcode{ENOTDIR}] si è specificato \const{O\_DIRECTORY} e
\param{pathname} non è una directory.
\item[\errcode{ENXIO}] si sono impostati \const{O\_NONBLOCK} o
\item[\errcode{EWOULDBLOCK}] la funzione si sarebbe bloccata ma si è
richiesto \const{O\_NONBLOCK}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE},
+ ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE},
\errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENFILE}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC},
\errval{EROFS}, nel loro significato generico.}
\end{funcproto}
da \param{flags}. Essa può essere invocata in due modi diversi, specificando
opzionalmente un terzo argomento \param{mode}. Qualora il file non esista e
venga creato, questo argomento consente di indicare quali permessi dovranno
-essergli assegnati. I valori possibili sono gli stessi già visti in
+essergli assegnati.\footnote{questo è possibile solo se si è usato in
+ \param{flags} uno fra \const{O\_CREATE} e \const{O\_TMPFILE}, in tutti gli
+ altri casi sarà ignorato.} I valori possibili sono gli stessi già visti in
sez.~\ref{sec:file_perm_overview} e possono essere specificati come OR binario
delle costanti descritte in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}. Questi permessi sono
comunque filtrati dal valore della \textit{umask} (vedi
esso direttamente tramite il file descriptor, e quanto avviene al
\textit{pathname} con cui lo si è aperto sarà del tutto ininfluente.
-\itindbeg{file~status~flag}
+\itindbeg{file~status~flags}
Il comportamento della funzione, e le diverse modalità con cui può essere
aperto il file, vengono controllati dall'argomento \param{flags} il cui valore
deve essere indicato come maschera binaria in cui ciascun bit ha un
significato specifico. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire i
-cosiddetti \textsl{flag di stato} del file (i cosiddetti \textit{file status
- flags}), che vengono mantenuti nel campo \var{f\_flags} della struttura
-\kstruct{file} che abbiamo riportato anche in fig.~\ref{fig:file_proc_file}).
+cosiddetti \textit{file status flags} (i \textsl{flag di stato} del file), che
+vengono mantenuti nel campo \var{f\_flags} della struttura \kstruct{file} che
+abbiamo riportato anche in fig.~\ref{fig:file_proc_file}).
Ciascun flag viene identificato da una apposita costante, ed il valore
di \param{flags} deve essere specificato come OR aritmetico di queste
system}''; pur essendo equivalenti alle definizioni classiche non è
comunque il caso di utilizzarle.}
-\itindend{file~status~flag}
+\itindend{file~status~flags}
Il secondo gruppo di flag è quello delle \textsl{modalità di
apertura},\footnote{la pagina di manuale di \func{open} parla di
\textbf{Flag} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \constd{O\_CREAT} & Se il file non esiste verrà creato, con le regole
- di titolarità del file viste in
- sez.~\ref{sec:file_ownership_management}. Se si
- imposta questo flag l'argomento \param{mode} deve
- essere sempre specificato.\\
- \constd{O\_DIRECTORY}&Se \param{pathname} non è una directory la
- chiamata fallisce. Questo flag, introdotto con il
- kernel 2.1.126, è specifico di Linux e
- serve ad evitare dei possibili
- \itindex{Denial~of~Service~(DoS)}
- \textit{DoS}\footnotemark quando \func{opendir}
- viene chiamata su una \textit{fifo} o su un dispositivo
- associato ad una unità a nastri. Non viene
- usato al di fuori dell'implementazione di
- \func{opendir}, ed è utilizzabile soltanto se si è
- definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
- \constd{O\_EXCL} & Deve essere usato in congiunzione con
- \const{O\_CREAT} ed in tal caso impone che il file
- indicato da \param{pathname} non sia già esistente
- (altrimenti causa il fallimento della chiamata con
- un errore di \errcode{EEXIST}).\\
- \constd{O\_LARGEFILE}&Viene usato sui sistemi a 32 bit per richiedere
- l'apertura di file molto grandi, la cui
- dimensione non è rappresentabile con la versione a
- 32 bit del tipo \type{off\_t}, utilizzando
- l'interfaccia alternativa abilitata con la
- macro \macro{\_LARGEFILE64\_SOURCE}. Come
- illustrato in sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std} è
- sempre preferibile usare la conversione automatica
- delle funzioni che si attiva assegnando a $64$ la
- macro \macro{\_FILE\_OFFSET\_BITS}, e non usare mai
- questo flag.\\
- \constd{O\_NOCTTY} & Se \param{pathname} si riferisce ad un dispositivo
- di terminale, questo non diventerà il terminale di
- controllo, anche se il processo non ne ha ancora
- uno (si veda sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}).\\
+ \constd{O\_CREAT} & Se il file non esiste verrà creato, con le regole
+ di titolarità del file viste in
+ sez.~\ref{sec:file_ownership_management}. Se si
+ imposta questo flag l'argomento \param{mode} deve
+ essere sempre specificato.\\
+ \constd{O\_DIRECTORY}& Se \param{pathname} non è una directory la
+ chiamata fallisce. Questo flag, introdotto con il
+ kernel 2.1.126, è specifico di Linux e
+ serve ad evitare dei possibili
+ \itindex{Denial~of~Service~(DoS)}
+ \textit{DoS}\footnotemark quando \func{opendir}
+ viene chiamata su una \textit{fifo} o su un
+ dispositivo associato ad una unità a nastri. Non
+ viene usato al di fuori dell'implementazione di
+ \func{opendir}, ed è utilizzabile soltanto se si è
+ definita la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
+ \constd{O\_EXCL} & Deve essere usato in congiunzione con
+ \const{O\_CREAT} ed in tal caso impone che il file
+ indicato da \param{pathname} non sia già esistente
+ (altrimenti causa il fallimento della chiamata con
+ un errore di \errcode{EEXIST}).\\
+ \constd{O\_LARGEFILE}& Viene usato sui sistemi a 32 bit per richiedere
+ l'apertura di file molto grandi, la cui
+ dimensione non è rappresentabile con la versione a
+ 32 bit del tipo \type{off\_t}, utilizzando
+ l'interfaccia alternativa abilitata con la
+ macro \macro{\_LARGEFILE64\_SOURCE}. Come
+ illustrato in sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std} è
+ sempre preferibile usare la conversione automatica
+ delle funzioni che si attiva assegnando a $64$ la
+ macro \macro{\_FILE\_OFFSET\_BITS}, e non usare mai
+ questo flag.\\
+ \constd{O\_NOCTTY} & Se \param{pathname} si riferisce ad un dispositivo
+ di terminale, questo non diventerà il terminale di
+ controllo, anche se il processo non ne ha ancora
+ uno (si veda sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}).\\
\constd{O\_NOFOLLOW}& Se \param{pathname} è un collegamento simbolico
la chiamata fallisce. Questa è un'estensione BSD
aggiunta in Linux a partire dal kernel
2.1.126, ed utilizzabile soltanto se si è definita
- la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
- \constd{O\_TRUNC} & Se usato su un file di dati aperto in scrittura,
- ne tronca la lunghezza a zero; con un terminale o
- una \textit{fifo} viene ignorato, negli altri casi il
- comportamento non è specificato.\\
+ la macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
+ \const{O\_TMPFILE} & Consente di creare un file temporaneo anonimo, non
+ visibile con un pathname sul filesystem, ma
+ leggibile e scrivibile all'interno del processo.
+ Introdotto con il kernel 3.11, è specifico di
+ Linux.\\
+ \constd{O\_TRUNC} & Se usato su un file di dati aperto in scrittura,
+ ne tronca la lunghezza a zero; con un terminale o
+ una \textit{fifo} viene ignorato, negli altri casi
+ il comportamento non è specificato.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Le costanti che identificano le \textit{modalità di apertura} di
\label{tab:open_time_flag}
\end{table}
-
-% TODO: aggiungere O_TMPFILE per la creazione di file temporanei senza che
-% questi appaiano sul filesystem, introdotto con il 3.11, vedi:
-% https://lwn.net/Articles/556512/, http://kernelnewbies.org/Linux_3.11
-% https://lwn.net/Articles/558598/ http://lwn.net/Articles/619146/
-
\footnotetext{acronimo di \itindex{Denial~of~Service~(DoS)} \textit{Denial of
Service}, si chiamano così attacchi miranti ad impedire un servizio
causando una qualche forma di carico eccessivo per il sistema, che resta
Si è riportato in tab.~\ref{tab:open_time_flag} l'elenco dei flag delle
\textsl{modalità di apertura}.\footnote{la \acr{glibc} definisce anche i due
- flag \constd{O\_SHLOCK}, che aprirebbe il file con uno \textit{shared lock} e
- \constd{O\_EXLOCK} che lo aprirebbe con un \textit{exclusive lock} (vedi
- sez.~\ref{sec:file_locking}, si tratta di opzioni specifiche di BSD, che non
+ flag \constd{O\_SHLOCK}, che aprirebbe il file con uno \textit{shared lock}
+ e \constd{O\_EXLOCK} che lo aprirebbe con un \textit{exclusive lock} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_locking}), si tratta di opzioni specifiche di BSD, che non
esistono con Linux.} Uno di questi, \const{O\_EXCL}, ha senso solo se usato
in combinazione a \const{O\_CREAT} quando si vuole creare un nuovo file per
assicurarsi che questo non esista di già, e lo si usa spesso per creare i
-cosiddetti ``\textsl{file di lock}'' (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}). Si
-tenga presente che questa opzione è supportata su NFS solo a partire da NFSv3
-e con il kernel 2.6, nelle versioni precedenti la funzionalità viene emulata
-controllando prima l'esistenza del file per cui usarla per creare un file di
-lock potrebbe dar luogo a una \textit{race condition}.\footnote{un file
- potrebbe venir creato fra il controllo la successiva apertura con
- \const{O\_CREAT}, la cosa si può risolvere comunque creando un file con un
- nome univoco ed usando la funzione \func{link} per creare il file di lock,
- (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).}
+cosiddetti ``\textsl{file di lock}'' (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).
+
+Si tenga presente che questa opzione è supportata su NFS solo a partire da
+NFSv3 e con il kernel 2.6, nelle versioni precedenti la funzionalità viene
+emulata controllando prima l'esistenza del file per cui usarla per creare un
+file di lock potrebbe dar luogo a una \textit{race condition}, in tal caso
+infatti un file potrebbe venir creato fra il controllo la successiva apertura
+con \const{O\_CREAT}; la cosa si può risolvere comunque creando un file con un
+nome univoco ed usando la funzione \func{link} per creare il file di lock,
+(vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).
Se si usa \const{O\_EXCL} senza \const{O\_CREAT} il comportamento è
-indefinito. Nella creazione di un file con \const{O\_CREAT} occorre sempre
-specificare l'argomento di \param{mode}, che altrimenti è ignorato. Si tenga
-presente che indipendentemente dai permessi che si possono assegnare, che in
-seguito potrebbero non consentire lettura o scrittura, quando il file viene
-aperto l'accesso viene garantito secondo quanto richiesto con i flag di
+indefinito, escluso il caso in cui viene usato con \const{O\_TMPFILE} su cui
+torneremo più avanti; un'altra eccezione è quello in cui lo si usa da solo su
+un file di dispositivo, in quel caso se questo è in uso (ad esempio se è
+relativo ad un filesystem che si è montato) si avrà un errore di
+\errval{EBUSY}, e pertanto può essere usato in questa modalità per rilevare lo
+stato del dispositivo.
+
+Nella creazione di un file con \const{O\_CREAT} occorre sempre specificare
+l'argomento di \param{mode}, che altrimenti è ignorato. Si tenga presente che
+indipendentemente dai permessi che si possono assegnare, che in seguito
+potrebbero non consentire lettura o scrittura, quando il file viene aperto
+l'accesso viene garantito secondo quanto richiesto con i flag di
tab.~\ref{tab:open_access_mode_flag}. Quando viene creato un nuovo file
\const{O\_CREAT} con tutti e tre i tempi del file di
tab.~\ref{tab:file_file_times} vengono impostati al tempo corrente. Se invece
si tronca il file con \const{O\_TRUNC} verranno impostati soltanto il
\textit{modification time} e lo \textit{status change time}.
+Il flag \constd{O\_TMPFILE}, introdotto con il kernel
+3.11,\footnote{inizialmente solo su alcuni filesystem (i vari \acr{extN},
+ \acr{Minix}, \acr{UDF}, \acr{shmem}) poi progressivamente esteso ad altri
+ (\acr{XFS} con il 3.15, \acr{Btrfs} e \acr{F2FS} con il 3.16, \acr{ubifs}
+ con il 4.9).} consente di aprire un file temporaneo senza che questo venga
+associato ad un nome e compaia nel filesystem. In questo caso la funzione
+restituirà un file descriptor da poter utilizzare per leggere e scrivere dati,
+ma il contenuto dell'argomento \param{path} verrà usato solamente per
+determinare, in base alla directory su cui si verrebbe a trovare il
+\textit{pathname} indicato, il filesystem all'interno del quale deve essere
+allocato l'\textit{inode} e lo spazio disco usato dal file
+descriptor. L'\textit{inode} resterà anonimo e l'unico riferimento esistente
+sarà quello contenuto nella \textit{file table} del processo che ha chiamato
+\func{open}.
+
+Lo scopo principale del flag è quello fornire una modalità atomica, semplice e
+sicura per applicare la tecnica della creazione di un file temporaneo seguita
+dalla sua immediata cancellazione con \func{unlink} per non lasciare rimasugli
+sul filesystem, di cui è parlato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}.
+Inoltre, dato che il file non compare nel filesystem, si evitano alla radice
+tutti gli eventuali problemi di \textit{race condition} o \textit{symlink
+ attack} e non ci si deve neanche preoccupare di ottenere un opportuno nome
+univoco con l'uso delle funzioni di sez.~\ref{sec:file_temp_file}.
+
+Una volta aperto il file vi si potrà leggere o scrivere a seconda che siano
+utilizzati \const{O\_RDWR} o \const{O\_WRONLY}, mentre l'uso di
+\func{O\_RDONLY} non è consentito, non avendo molto senso ottenere un file
+descriptor su un file che nasce vuoto per cui non si potrà comunque leggere
+nulla. L'unico altro flag che può essere utilizzato insieme a
+\const{O\_TMPFILE} è \const{O\_EXCL}, che in questo caso assume però un
+significato diverso da quello ordinario, dato che in questo caso il file
+associato al file descriptor non esiste comunque.
+
+L'uso di \const{O\_EXCL} attiene infatti all'altro possibile impiego di
+\const{O\_TMPFILE} oltre a quello citato della creazione sicura di un file
+temporaneo come sostituto sicuro di \func{tmpfile}: la possibilità di creare
+un contenuto iniziale per un file ed impostarne permessi, proprietario e
+attributi estesi con \func{fchmod}, \func{fchown} e \func{fsetxattr}, senza
+possibilità di \textit{race condition} ed interferenze esterne, per poi far
+apparire il tutto sul filesystem in un secondo tempo utilizzando \func{linkat}
+sul file descriptor (torneremo su questo in sez.~\ref{sec:file_openat}) per
+dargli un nome. Questa operazione però non sarà possibile se si è usato
+\const{O\_EXCL}, che in questo caso viene ad assumere il significato di
+escludere la possibilità di far esistere il file anche in un secondo tempo.
+
+% NOTE: per O_TMPFILE vedi: http://kernelnewbies.org/Linux_3.11
+% https://lwn.net/Articles/558598/ http://lwn.net/Articles/619146/
+
+
\begin{table}[!htb]
\centering
\footnotesize
viene sempre mantenuta sulla sua coda, per cui
quanto si scrive viene sempre aggiunto al contenuto
precedente. Con NFS questa funzionalità non è
- supportata e viene emulata, per questo possono
+ supportata e viene emulata, per questo possono
verificarsi \textit{race condition} con una
sovrapposizione dei dati se più di un processo
scrive allo stesso tempo.\\
tutte le volte che il file è pronto per le
operazioni di lettura o scrittura. Questo flag si
può usare solo terminali, pseudo-terminali e socket
- e, a partire dal kernel 2.6, anche sulle \textit{fifo}. Per
- un bug dell'implementazione non è opportuno usarlo
- in fase di apertura del file, deve
- invece essere attivato successivamente con
+ e, a partire dal kernel 2.6, anche sulle
+ \textit{fifo}. Per un bug dell'implementazione non
+ è opportuno usarlo in fase di apertura del file,
+ deve invece essere attivato successivamente con
\func{fcntl}.\\
\constd{O\_CLOEXEC}& Attiva la modalità di \textit{close-on-exec} (vedi
sez.~\ref{sec:proc_exec}) sul file. Il flag è
l'impostazione della suddetta modalità con
\func{fcntl} (vedi
sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
- \constd{O\_DIRECT} & Esegue l'I/O direttamente dalla memoria in
+ \const{O\_DIRECT} & Esegue l'I/O direttamente dalla memoria in
\textit{user space} in maniera sincrona, in modo da
scavalcare i meccanismi di bufferizzazione del
kernel. Introdotto con il kernel 2.4.10 ed
montaggio. Introdotto con il kernel 2.6.8 ed
utilizzabile soltanto se si è definita la
macro \macro{\_GNU\_SOURCE}.\\
- \constd{O\_NONBLOCK}&Apre il file in \textsl{modalità non bloccante} per
- le operazioni di I/O (vedi
- sez.~\ref{sec:file_noblocking}). Questo significa
- il fallimento delle successive operazioni di
- lettura o scrittura qualora il file non sia pronto
- per la loro esecuzione immediata, invece del
- blocco delle stesse in attesa di una successiva
- possibilità di esecuzione come avviene
- normalmente. Questa modalità ha senso solo per le
- \textit{fifo}, vedi sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}), o quando
- si vuole aprire un file di dispositivo per eseguire
- una \func{ioctl} (vedi
- sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
+ \constd{O\_NONBLOCK}& Apre il file in \textsl{modalità non bloccante} per
+ le operazioni di I/O (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_noblocking}). Questo significa
+ il fallimento delle successive operazioni di
+ lettura o scrittura qualora il file non sia pronto
+ per la loro esecuzione immediata, invece del
+ blocco delle stesse in attesa di una successiva
+ possibilità di esecuzione come avviene
+ normalmente. Questa modalità ha senso solo per le
+ \textit{fifo}, vedi sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}),
+ o quando si vuole aprire un file di dispositivo
+ per eseguire una \func{ioctl} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
\constd{O\_NDELAY} & In Linux è un sinonimo di \const{O\_NONBLOCK}, ma
origina da SVr4, dove però causava il ritorno da
una \func{read} con un valore nullo e non con un
come vedremo in sez.~\ref{sec:file_read} il ritorno
di un valore nullo da parte di \func{read} ha
il significato di una \textit{end-of-file}.\\
+ \const{O\_PATH} & Ottiene un file descriptor io cui uso è limitato
+ all'indicare una posizione sul filesystem o
+ eseguire operazioni che operano solo a livello del
+ file descriptor (e non di accesso al contenuto del
+ file). Introdotto con il kernel 2.6.39, è specifico
+ di Linux.\\
\constd{O\_SYNC} & Apre il file per l'input/output sincrono. Ogni
scrittura si bloccherà fino alla conferma
dell'arrivo di tutti i dati e di tutti i metadati
Il terzo gruppo è quello dei flag delle \textsl{modalità di operazione},
riportati in tab.~\ref{tab:open_operation_flag}, che permettono di specificare
varie caratteristiche del comportamento delle operazioni di I/O che verranno
-eseguite sul file. Tutti questi, tranne \const{O\_CLOEXEC}, che viene
-mantenuto per ogni singolo file descriptor, vengono salvati nel campo
-\var{f\_flags} della struttura \kstruct{file} insieme al valore della
-\textsl{modalità di accesso} andando far parte dei cosiddetti \textit{file
- status flags}. Il loro valore viene impostato alla chiamata di \func{open},
-ma possono venire riletti in un secondo tempo con \func{fcntl}, inoltre alcuni
-di essi possono anche essere modificati tramite questa funzione, con
-conseguente effetto sulle caratteristiche operative che controllano (torneremo
-sull'argomento in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
+eseguite sul file o le modalità in cui lo si potrà utilizzare. Tutti questi,
+tranne \const{O\_CLOEXEC}, che viene mantenuto per ogni singolo file
+descriptor, vengono salvati nel campo \var{f\_flags} della struttura
+\kstruct{file} insieme al valore della \textsl{modalità di accesso}, andando
+far parte dei \textit{file status flags}. Il loro valore viene impostato alla
+chiamata di \func{open}, ma possono venire riletti in un secondo tempo con
+\func{fcntl}, inoltre alcuni di essi possono anche essere modificati tramite
+questa funzione, con conseguente effetto sulle caratteristiche operative che
+controllano (torneremo sull'argomento in sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
Il flag \const{O\_ASYNC} (che, per compatibilità con BSD, si può indicare
anche con la costante \constd{FASYNC}) è definito come possibile valore per
\func{open}, ma per un bug dell'implementazione,\footnote{segnalato come
- ancora presente nella pagina di manuale almeno fino al Settembre 2011.} non
+ ancora presente nella pagina di manuale, almeno fino al novembre 2018.} non
solo non attiva il comportamento citato, ma se usato richiede di essere
esplicitamente disattivato prima di essere attivato in maniera effettiva con
l'uso di \func{fcntl}. Per questo motivo, non essendovi nessuna necessità
attivarlo in un secondo tempo con \func{fcntl} (vedi
sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
-Il flag \const{O\_DIRECT} non è previsto da nessuno standard, anche se è
+Il flag \constd{O\_DIRECT} non è previsto da nessuno standard, anche se è
presente in alcuni kernel unix-like.\footnote{il flag è stato introdotto dalla
SGI in IRIX, ma è presente senza limiti di allineamento dei buffer anche in
FreeBSD.} Per i kernel della serie 2.4 si deve garantire che i buffer in
sulla scrittura sincrona dei metadati associati alla scrittura dei dati del
file.\footnote{la situazione si complica ulteriormente per NFS, in cui l'uso
del flag disabilita la bufferizzazione solo dal lato del client, e può
- causare problemi di prestazioni.} Per questo in genere è opportuno se si usa
+ causare problemi di prestazioni.} Per questo in genere se si usa
\const{O\_DIRECT} è opportuno richiedere anche \const{O\_SYNC}.
Si tenga presente infine che la implementazione di \const{O\_SYNC} di Linux
% NOTE: per le differenze fra O_DSYNC, O_SYNC e O_RSYNC introdotte nella
% nello sviluppo del kernel 2.6.33, vedi http://lwn.net/Articles/350219/
+Il flag \constd{O\_PATH}, introdotto con il kernel 2.6.39, viene usato per
+limitare l'uso del file descriptor restituito da \func{open} o
+all'identificazione di una posizione sul filesystem (ad uso delle
+\textit{at-functions} che tratteremo in sez.~\ref{sec:file_openat}) o alle
+operazioni che riguardano il file descriptor in quanto tale, senza consentire
+operazioni sul file; in sostanza se si apre un file con \const{O\_PATH} si
+potrà soltanto:
+\begin{itemize*}
+\item usare il file descriptor come indicatore della directory di partenza con
+ una delle \textit{at-functions} (vedi sez.~\ref{sec:file_openat});
+\item cambiare directory di lavoro con \func{fchdir} se il file descriptor fa
+ riferimento a una directory (dal kernel 3.5);
+\item usare le funzioni che duplicano il file descriptor (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_dup});
+\item passare il file descriptor ad un altro processo usando un socket
+ \const{PF\_UNIX} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket})
+\item ottenere le informazioni relative al file con \func{fstat} (dal kernel
+ 3.6) o al filesystem con \func{fstatfs} (dal kernel 3.12);
+\item ottenere il valore dei \textit{file descriptor flags} (fra cui comparirà
+ anche lo stesso \const{O\_PATH}) o impostare o leggere i \textit{file status
+ flags} con \func{fcntl} (rispettivamente con le operazioni
+ \const{F\_GETFL}, \const{F\_SETFD} e \const{F\_GETFD}, vedi
+ sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
+\item chiudere il file con \func{close}.
+\end{itemize*}
+
+In realtà usando \const{O\_PATH} il file non viene effettivamente aperto, per
+cui ogni tentativo di usare il file descriptor così ottenuto con funzioni che
+operano effettivamente sul file (come ad esempio \func{read}, \func{write},
+\func{fchown}, \func{fchmod}, \func{ioctl}, ecc.) fallirà con un errore di
+\errval{EBADF}, come se questo non fosse un file descriptor valido. Per questo
+motivo usando questo flag non è necessario avere nessun permesso per aprire un
+file, neanche quello di lettura (occorre ovviamente avere il permesso di
+esecuzione per le directory sovrastanti).
+
+Questo consente di usare il file descriptor con funzioni che non richiedono
+permessi sul file, come \func{fstat}, laddove un'apertura con
+\const{O\_RDONLY} sarebbe fallita. I permessi verranno eventualmente
+controllati, se necessario, nelle operazioni seguenti, ad esempio per usare
+\func{fchdir} con il file descriptor (se questo fa riferimento ad una
+directory) occorrerà avere il permesso di esecuzione.
+
+Se si usa \const{O\_PATH} tutti gli altri flag eccettuati \const{O\_CLOEXEC},
+\const{O\_DIRECTORY} e \const{O\_NOFOLLOW} verranno ignorati. I primi due
+mantengono il loro significato usuale, mentre \const{O\_NOFOLLOW} fa si che se
+il file indicato è un un link simbolico venga aperto quest'ultimo (cambiando
+quindi il comportamento ordinario che prova il fallimento della chiamata),
+così da poter usare il file descriptor ottenuto per le funzioni
+\func{fchownat}, \func{fstatat}, \func{linkat} e \func{readlinkat} che ne
+supportano l'uso come come primo argomento (torneremo su questo in
+sez.~\ref{sec:file_openat}).
+
+
Nelle prime versioni di Unix i valori di \param{flag} specificabili per
\func{open} erano solo quelli relativi alle modalità di accesso del file. Per
questo motivo per creare un nuovo file c'era una \textit{system call}
automaticamente chiusi, molti programmi sfruttano questa caratteristica e non
usano esplicitamente \func{close}. In genere comunque chiudere un file senza
controllare lo stato di uscita di \func{close} un è errore; molti filesystem
-infatti implementano la tecnica del cosiddetto \textit{write-behind}, per cui
-una \func{write} può avere successo anche se i dati non sono stati
-effettivamente scritti su disco. In questo caso un eventuale errore di I/O
-avvenuto in un secondo tempo potrebbe sfuggire, mentre verrebbe riportato alla
-chiusura esplicita del file. Per questo motivo non effettuare il controllo può
-portare ad una perdita di dati inavvertita.\footnote{in Linux questo
- comportamento è stato osservato con NFS e le quote su disco.}
+infatti implementano la tecnica del cosiddetto \itindex{write-behind}
+\textit{write-behind}, per cui una \func{write} può avere successo anche se i
+dati non sono stati effettivamente scritti su disco. In questo caso un
+eventuale errore di I/O avvenuto in un secondo tempo potrebbe sfuggire, mentre
+verrebbe riportato alla chiusura esplicita del file. Per questo motivo non
+effettuare il controllo può portare ad una perdita di dati
+inavvertita.\footnote{in Linux questo comportamento è stato osservato con NFS
+ e le quote su disco.}
In ogni caso una \func{close} andata a buon fine non garantisce che i dati
siano stati effettivamente scritti su disco, perché il kernel può decidere di
ottimizzare l'accesso a disco ritardandone la scrittura. L'uso della funzione
-\func{sync} (vedi sez.~\ref{sec:file_sync}) effettua esplicitamente il
-\emph{flush} dei dati, ma anche in questo caso resta l'incertezza dovuta al
-comportamento dell'hardware, che a sua volta può introdurre ottimizzazioni
-dell'accesso al disco che ritardano la scrittura dei dati. Da questo deriva
-l'abitudine di alcuni sistemisti di ripetere tre volte il comando omonimo
-prima di eseguire lo shutdown di una macchina.
-
+\func{sync} (vedi sez.~\ref{sec:file_sync}) effettua esplicitamente lo scarico
+dei dati, ma anche in questo caso resta l'incertezza dovuta al comportamento
+dell'hardware, che a sua volta può introdurre ottimizzazioni dell'accesso al
+disco che ritardano la scrittura dei dati. Da questo deriva l'abitudine di
+alcuni sistemisti di ripetere tre volte il comando omonimo prima di eseguire
+lo shutdown di una macchina.
+
+Si tenga comunque presente che ripetere la chiusura in caso di fallimento non
+è opportuno, una volta chiamata \func{close} il file descriptor viene comunque
+rilasciato, indipendentemente dalla presenza di errori, e se la riesecuzione
+non comporta teoricamente problemi (se non la sua inutilità) se fatta
+all'interno di un processo singolo, nel caso si usino i \textit{thread} si
+potrebbe chiudere un file descriptor aperto nel contempo da un altro
+\textit{thread}.
\subsection{La gestione della posizione nel file}
\label{sec:file_lseek}
di \param{offset}.
Inoltre la decisione di come riportare (o di non riportare) la presenza di un
-buco in un file è lasciata all'implementazione del
-filesystem, dato che esistono vari motivi per cui una sezione di un file può
-non contenere dati ed essere riportata come tale (ad esempio può essere stata
-preallocata con \func{fallocate}, vedi sez.~\ref{sec:file_fadvise}) oltre a
-quelle classiche appena esposte. Questo significa che l'uso di questi nuovi
+buco in un file è lasciata all'implementazione del filesystem, dato che oltre
+a quelle classiche appena esposte esistono vari motivi per cui una sezione di
+un file può non contenere dati ed essere riportata come tale (ad esempio può
+essere stata preallocata con \func{fallocate}, vedi
+sez.~\ref{sec:file_fadvise}). Questo significa che l'uso di questi nuovi
valori non garantisce la mappatura della effettiva allocazione dello spazio
disco di un file, per il quale esiste una specifica operazione di controllo
(vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).
da una \func{lseek} che riporti al valore precedente la posizione corrente sul
file, ma permette di eseguire l'operazione atomicamente. Questo può essere
importante quando la posizione sul file viene condivisa da processi diversi
-(vedi sez.~\ref{sec:file_shared_access}). Il valore di
-\param{offset} fa sempre riferimento all'inizio del file.
+(vedi sez.~\ref{sec:file_shared_access}). Il valore di \param{offset} fa
+sempre riferimento all'inizio del file.
La funzione \func{pread} è disponibile anche in Linux, però diventa
accessibile solo attivando il supporto delle estensioni previste dalle
\begin{errlist}
\item[\errcode{EAGAIN}] ci si sarebbe bloccati, ma il file era aperto in
modalità \const{O\_NONBLOCK}.
+ \item[\errcode{EDESTADDRREQ}] si è eseguita una scrittura su un socket di
+ tipo \textit{datagram} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}) senza aver prima
+ connesso il corrispondente con \func{connect} (vedi
+ sez.~\ref{sec:UDP_sendto_recvfrom}).
\item[\errcode{EFBIG}] si è cercato di scrivere oltre la dimensione massima
consentita dal filesystem o il limite per le dimensioni dei file del
processo o su una posizione oltre il massimo consentito.
potuto scrivere qualsiasi dato.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è connesso ad un oggetto che non consente
la scrittura o si è usato \const{O\_DIRECT} ed il buffer non è allineato.
+% \item[\errcode{EPERM}] la scrittura è proibita da un \textit{file seal}.
\item[\errcode{EPIPE}] \param{fd} è connesso ad una \textit{pipe} il cui
altro capo è chiuso in lettura; in questo caso viene anche generato il
segnale \signal{SIGPIPE}, se questo viene gestito (o bloccato o ignorato)
la funzione ritorna questo errore.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{EISDIR},
- \errval{ENOSPC} nel loro significato generico.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
+ \errval{EISDIR}, \errval{ENOSPC} nel loro significato generico.}
\end{funcproto}
% TODO manca prototipo di linkat, verificare se metterlo o metter menzione
% altre modifiche al riguardo nel 3.11 (AT_EMPTY_PATH?) vedi
-% http://lwn.net/Articles/562488/
+% http://lwn.net/Articles/562488/
+
+% TODO: Trattare esempio di inzializzazione di file e successivo collegamento
+% con l'uso di O_TMPFILE e linkat, vedi man open
+
+
% TODO manca prototipo di utimensat, verificare se metterlo o metter menzione
% TODO manca prototipo di renameat2, introdotta nel 3.15, vedi
% http://lwn.net/Articles/569134/
% LocalWords: FIONREAD epoll FIOQSIZE side effects SAFE BYCALLER QUERY EACCES
% LocalWords: EBUSY OpenBSD syncfs futimes timespec only init ESRCH kill NTPL
% LocalWords: ENXIO NONBLOCK WRONLY EPERM NOATIME ETXTBSY EWOULDBLOCK PGRP SZ
-% LocalWords: EFAULT capabilities GETPIPE SETPIPE RESOURCE
+% LocalWords: EFAULT capabilities GETPIPE SETPIPE RESOURCE dell'I all' NFSv
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "gapil"
%%% End:
+
+% LocalWords: nell' du vm Documentation Urlich Drepper futimesat times
+% LocalWords: futimens fs Tread all'I ll TMPFILE EDQUOT extN Minix UDF XFS
+% LocalWords: shmem Btrfs ubifs tmpfile fchmod fchown fsetxattr fchdir PF
+% LocalWords: fstatfs sull'
projects / gapil.git / blobdiff