-\chapter{I file: l'interfaccia standard ANSI C}
+ \chapter{I file: l'interfaccia standard ANSI C}
\label{cha:files_std_interface}
Esamineremo in questo capitolo l'interfaccia standard ANSI C per i file,
della massima efficienza.
Per questo motivo l'interfaccia viene chiamata anche interfaccia dei
-\textit{file stream}, dato che non è più necessario doversi preoccupare di dei
-dettagli della comunicazione con il tipo di hardware sottostante (come nel
-caso della dimensione dei blocchi del filesystem), ed un file può essere
-sempre considerato come composto da un flusso continuo (da cui il nome
-\textit{stream}) di dati.
+\textit{file stream}, dato che non è più necessario doversi preoccupare
+dei dettagli della comunicazione con il tipo di hardware sottostante
+(come nel caso della dimensione dei blocchi del filesystem), ed un file
+può essere sempre considerato come composto da un flusso continuo (da
+cui il nome \textit{stream}) di dati.
A parte i dettagli legati alla gestione delle operazioni di lettura e
scrittura (sia per quel che riguarda la bufferizzazione, che le
stream, come la posizione corrente, lo stato del buffer e degli indicatori di
stato e di fine del file.
-Per questo motivo gli utenti non devono mai utilizzare direttamente o allocare
-queste strutture, ma usare sempre puntatori del tipo \type{FILE *} ottenuti
-dalla libreria stessa (tanto che in certi casi il termine di puntatore a file
-è diventato sinonimo di stream).
-
-Tutte le funzioni della libreria che operano sui file accettano come parametri
-solo variabili di questo tipo, che diventa accessibile includendo l'header
+Per questo motivo gli utenti non devono mai utilizzare direttamente o
+allocare queste strutture, ma usare sempre puntatori del tipo \type{FILE
+ *} ottenuti dalla libreria stessa (tanto che in certi casi il termine
+di puntatore a file è diventato sinonimo di stream). Tutte le funzioni
+della libreria che operano sui file accettano come parametri solo
+variabili di questo tipo, che diventa accessibile includendo l'header
file \file{stdio.h}.
\subsection{Gli stream standard}
\label{sec:file_std_stream}
-Ai tre file descriptor standard (vedi \secref{sec:file_std_descr}) aperti per
-ogni processo, corrispondono altrettanti stream, che rappresentano i canali
-standard di input/output prestabiliti; anche questi tre stream sono
-identificabili attraverso dei nomi simbolici definiti nell'header
-\file{stdio.h} che sono:
+Ai tre file descriptor standard (vedi \secref{sec:file_std_descr})
+aperti per ogni processo, corrispondono altrettanti stream, che
+rappresentano i canali standard di input/output prestabiliti; anche
+questi tre stream sono identificabili attraverso dei nomi simbolici
+definiti nell'header \file{stdio.h} che sono:
\begin{itemize}
-\item \var{FILE * stdin} Lo \textit{standard input} cioè lo stream da cui
- il processo riceve ordinariamente i dati in ingresso. Normalmente è associato
- dalla shell all'input del terminale e prende i caratteri dalla tastiera.
-\item \var{FILE * stdout} Lo \textit{standard input} cioè lo stream su cui
- il processo invia ordinariamente i dati in uscita. Normalmente è associato
- dalla shell all'output del terminale e scrive sullo schermo.
-\item \var{FILE * stderr} Lo \textit{standard input} cioè lo stream su cui
- il processo è supposto inviare i messaggi di errore. Normalmente anch'esso
- è associato dalla shell all'output del terminale e scrive sullo schermo.
+\item \var{FILE * stdin} Lo \textit{standard input} cioè lo stream da
+ cui il processo riceve ordinariamente i dati in ingresso. Normalmente
+ è associato dalla shell all'input del terminale e prende i caratteri
+ dalla tastiera.
+\item \var{FILE * stdout} Lo \textit{standard input} cioè lo stream su
+ cui il processo invia ordinariamente i dati in uscita. Normalmente è
+ associato dalla shell all'output del terminale e scrive sullo schermo.
+\item \var{FILE * stderr} Lo \textit{standard input} cioè lo stream su
+ cui il processo è supposto inviare i messaggi di errore. Normalmente
+ anch'esso è associato dalla shell all'output del terminale e scrive
+ sullo schermo.
\end{itemize}
-Nelle \acr{glibc} \var{stdin}, \var{stdout} e \var{stderr} sono effettivamente
-tre variabili di tipo \type{FILE *} che possono essere usate come tutte le
-altre, ad esempio si può effettuare una redirezione dell'output di un
-programma con il semplice codice:
+Nelle \acr{glibc} \var{stdin}, \var{stdout} e \var{stderr} sono
+effettivamente tre variabili di tipo \type{FILE *} che possono essere
+usate come tutte le altre, ad esempio si può effettuare una redirezione
+dell'output di un programma con il semplice codice:
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
fclose (stdout);
stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
\end{lstlisting}
-ma in altri sistemi possono essere definite come macro, se si hanno problemi
-di portabilità e si vuole essere sicuri, diventa opportuno usare la funzione
-\func{freopen}.
+ma in altri sistemi queste variabili possono essere definite da macro, e
+se si hanno problemi di portabilità e si vuole essere sicuri, diventa
+opportuno usare la funzione \func{freopen}.
\subsection{Le modalità di bufferizzazione}
\label{sec:file_buffering}
-La bufferizzazione è una delle caratteristiche principali della interfaccia
-degli stream; lo scopo è quello di ridurre al minimo il numero di system call
-(\func{read} o \func{write}) eseguite nelle operazioni di input/output. Questa
-funzionalità è assicurata automaticamente dalla libreria, ma costituisce anche
-una degli aspetti più comunemente fraintesi, in particolare per quello che
-riguarda l'aspetto della scrittura dei dati sul file.
-
-I caratteri che vengono scritti su uno stream normalmente vengono accumulati
-in un buffer e poi trasmessi in blocco in maniera asincrona rispetto alla
-scrittura (quello che viene chiamato lo \textsl{scarico}, dall'ingelese
-\textit{flush}, dei dati) tutte le volte che il buffer viene riempito. Un
-comportamento analogo avviene anche in lettura (cioè dal file viene letto un
-blocco di dati, anche se se ne sono richiesti una quantità inferiore), ma la
-cosa ovviamente ha rilevanza inferiore, dato che i dati letti sono sempre gli
-stessi; in caso di scrittura invece, quando si ha un accesso contemporaneo
-allo stesso file (ad esempio da parte di un altro processo) si potranno vedere
-solo le parti effettivamente scritte, e non quelle ancora presenti nel buffer.
-
-Allo stesso modo, se si sta facendo dell'input/output interattivo bisognerà
-tenere presente le caratteristiche delle operazioni di scarico dei dati,
-poiché non è detto che ad una scrittura sullo stream corrisponda una immediata
-scrittura sul dispositivo.
-
-Per rispondere ad esigenze diverse, lo standard definisce tre distinte modalità
-in cui può essere eseguita la bufferizzazione, delle quali occorre essere ben
-consapevoli, specie in caso di lettura e scrittura da dispositivi interattivi:
+La bufferizzazione è una delle caratteristiche principali della
+interfaccia degli stream; lo scopo è quello di ridurre al minimo il
+numero di system call (\func{read} o \func{write}) eseguite nelle
+operazioni di input/output. Questa funzionalità è assicurata
+automaticamente dalla libreria, ma costituisce anche una degli aspetti
+più comunemente fraintesi, in particolare per quello che riguarda
+l'aspetto della scrittura dei dati sul file.
+
+I caratteri che vengono scritti su uno stream normalmente vengono
+accumulati in un buffer e poi trasmessi in blocco in maniera asincrona
+rispetto alla scrittura (quello che viene chiamato lo \textsl{scarico}
+dei dati, dall'inglese \textit{flush}) tutte le volte che il buffer
+viene riempito. Un comportamento analogo avviene anche in lettura (cioè
+dal file viene letto un blocco di dati, anche se se ne sono richiesti
+una quantità inferiore), ma la cosa ovviamente ha rilevanza inferiore,
+dato che i dati letti sono sempre gli stessi; in caso di scrittura
+invece, quando si ha un accesso contemporaneo allo stesso file (ad
+esempio da parte di un altro processo) si potranno vedere solo le parti
+effettivamente scritte, e non quelle ancora presenti nel buffer.
+
+Allo stesso modo, se si sta facendo dell'input/output interattivo
+bisognerà tenere presente le caratteristiche delle operazioni di scarico
+dei dati, poiché non è detto che ad una scrittura sullo stream
+corrisponda una immediata scrittura sul dispositivo.
+
+Per rispondere ad esigenze diverse, lo standard definisce tre distinte
+modalità in cui può essere eseguita la bufferizzazione, delle quali
+occorre essere ben consapevoli, specie in caso di lettura e scrittura da
+dispositivi interattivi:
\begin{itemize}
\item \textit{unbuffered}: in questo caso non c'è bufferizzazione ed i
caratteri vengono trasmessi direttamente al file non appena possibile
(effettuando immediatamente una \func{write}).
-\item \textit{line buffered}: in questo caso i caratteri vengono normalmente
- trasmessi al file in blocco ogni volta che viene incontrato un carattere di
- \textit{newline} (il carattere ASCII \verb|\n|).
-\item \textit{fully buffered}: in questo caso i caratteri vengono trasmessi da
- e verso il file in blocchi di dimensione opportuna.
+\item \textit{line buffered}: in questo caso i caratteri vengono
+ normalmente trasmessi al file in blocco ogni volta che viene
+ incontrato un carattere di \textit{newline} (il carattere ASCII
+ \verb|\n|).
+\item \textit{fully buffered}: in questo caso i caratteri vengono
+ trasmessi da e verso il file in blocchi di dimensione opportuna.
\end{itemize}
-Lo standard ANSI C specifica inoltre che lo standard output e lo standard
-input siano aperti in modalità \textit{fully buffered} quando non fanno
-riferimento ad un dispositivo interattivo, e che lo standard error non sia mai
-aperto in modalità \textit{fully buffered}.
+Lo standard ANSI C specifica inoltre che lo standard output e lo
+standard input siano aperti in modalità \textit{fully buffered} quando
+non fanno riferimento ad un dispositivo interattivo, e che lo standard
+error non sia mai aperto in modalità \textit{fully buffered}.
Linux, come BSD e SVr4, specifica il comportamento di default in maniera
ancora più precisa, e cioè impone che lo standard error sia sempre
\func{freopen}.
\end{functions}
-Normalmente la funzione che si usa per aprire uno stream è \func{fopen}, essa
-apre il file specificato nella modalità specificata da \param{mode} che è una
-delle stringhe elencate in \tabref{tab:file_fopen_mode}.
+Normalmente la funzione che si usa per aprire uno stream è \func{fopen},
+essa apre il file specificato nella modalità specificata da
+\param{mode}, che è una stringa che deve iniziare con almeno uno dei
+valori indicati in \tabref{tab:file_fopen_mode} (sono possibili varie
+estensioni che vedremo in seguito).
-L'uso di \func{freopen} è in genere per redirigere uno dei tre file standard
-(vedi \secref{sec:file_std_stream}): il file \param{path} viene associato a
-\param{stream} e se questo è uno stream aperto prima viene chiuso.
+L'uso più comune di \func{freopen} è per redirigere uno dei tre file
+standard (vedi \secref{sec:file_std_stream}): il file \param{path} viene
+associato a \param{stream} e se questo è uno stream già aperto viene
+preventivamente chiuso.
-Infine \func{fdopen} viene usato per associare uno stream ad un file
-descriptor esistente ottenuto tramite una altra funzione (come \func{open},
-\func{dup}, \func{pipe}) e serve quando si vogliono usare gli stream con file
-speciali come le fifo od i socket, che non possono essere aperti con le
-funzioni delle librerie standard del C.
+Infine \func{fdopen} viene usata per associare uno stream ad un file
+descriptor esistente ottenuto tramite una altra funzione (ad esempio con
+una \func{open}, una \func{dup}, o una \func{pipe}) e serve quando si
+vogliono usare gli stream con file come le fifo o i socket, che non
+possono essere aperti con le funzioni delle librerie standard del C.
\begin{table}[htb]
\centering
\textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
\hline
\hline
- \texttt{r} & Il file viene aperto in sola lettura; lo stream è posizionato
- all'inizio del file.\\
- \texttt{r+} & Il file viene aperto in lettura e scrittura; lo stream è
- posizionato all'inizio del file. \\
+ \texttt{r} & Il file viene aperto, l'accesso viene posto in sola
+ lettura, lo stream è posizionato all'inizio del file.\\
+ \texttt{r+} & Il file viene aperto, l'accesso viene posto in lettura e
+ scrittura, lo stream è posizionato all'inizio del file. \\
% \hline
- \texttt{w} & Il file viene troncato a lunghezza nulla (o creato se non
- esiste), ed aperto in sola lettura; lo stream è posizionato all'inizio del
- file.\\
- \texttt{w+} & Il file viene troncato a lunghezza nulla (o creato se non
- esiste), ed aperto in scrittura e lettura; lo stream è posizionato
- all'inizio del file.\\
+ \texttt{w} & Il file viene aperto e troncato a lunghezza nulla (o
+ creato se non esiste), l'accesso viene posto in sola scrittura, lo
+ stream è posizionato all'inizio del file.\\
+ \texttt{w+} & Il file viene aperto e troncato a lunghezza nulla (o
+ creato se non esiste), l'accesso viene posto in scrittura e lettura,
+ lo stream è posizionato all'inizio del file.\\
% \hline
- \texttt{a} & Il file è aperto in \textit{append mode} in sola scrittura
- (o creato se non esiste). \\
- \texttt{a+} & Il file è aperto in \textit{append mode} in lettura e
- scrittura (o creato se non esiste). \\
+ \texttt{a} & Il file viene aperto (o creato se non esiste) in
+ \textit{append mode}, l'accesso viene posto in sola scrittura. \\
+ \texttt{a+} & Il file viene aperto (o creato se non esiste) in
+ \textit{append mode}, l'accesso viene posto in lettura e scrittura. \\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Modalità di apertura di uno stream}
+ \caption{Modalità di apertura di uno stream dello standard ANSI C che
+ sono sempre presenti in qualunque sistema POSIX}
\label{tab:file_fopen_mode}
\end{table}
-In realtà lo standard ANSI C prevede un totale di 15 possibili valori diversi
-per \param{mode}, ma in \tabref{tab:file_fopen_mode} si sono riportati solo i
-sei valori effettivi, ad essi può essere aggiunto pure il carattere \func{b}
-(come ultimo carattere o nel mezzo agli altri per le stringhe di due
-caratteri) che in altri sistemi operativi serve a distinguere i file binari
-dai file di testo; in un sistema POSIX questa distinzione non esiste e il
-valore viene accettato solo per compatibilità, ma non ha alcun effetto.
-
-Inoltre nel caso si usi \func{fdopen} i valori specificati da \param{mode}
-devono essere compatibili con quelli con cui il file descriptor è stato
-aperto. Inoltre i modi \cmd{w} e \cmd{w+} non troncano il file. La posizione
-nello stream viene settata a quella corrente nel file descriptor, e le
-variabili di errore e di fine del file sono cancellate. Il file non viene
+In realtà lo standard ANSI C prevede un totale di 15 possibili valori
+diversi per \param{mode}, ma in \tabref{tab:file_fopen_mode} si sono
+riportati solo i sei valori effettivi, ad essi può essere aggiunto pure
+il carattere \func{b} (come ultimo carattere o nel mezzo agli altri per
+le stringhe di due caratteri) che in altri sistemi operativi serve a
+distinguere i file binari dai file di testo; in un sistema POSIX questa
+distinzione non esiste e il valore viene accettato solo per
+compatibilità, ma non ha alcun effetto.
+
+Le \acr{glibc} supportano alcune estensioni, queste devono essere sempre
+indicate dopo aver specificato il \param{mode} con uno dei valori di
+\tabref{tab:file_fopen_mode}. L'uso del carattere \texttt{x} serve per
+evitare di sovrascrivere un file già esistente (è analoga all'uso
+dell'opzione \macro{O\_EXCL} in \func{open}), se il file specificato già
+esiste e si aggiunge questo carattere a \param{mode} la \func{fopen}
+fallisce.
+
+Un'altra estensione serve a supportare la localizzazione, quando si
+aggiunge a \param{mode} una stringa della forma \verb|",ccs=STRING"| il
+valore \verb|STRING| è considerato il nome di una codifica dei caratteri
+e \func{fopen} marca il file per l'uso dei caratteri estesi e abilita le
+opportune funzioni di conversione in lettura e scrittura.
+
+Inoltre nel caso si usi \func{fdopen} i valori specificati da
+\param{mode} devono essere compatibili con quelli con cui il file
+descriptor è stato aperto. Inoltre i modi \cmd{w} e \cmd{w+} non
+troncano il file. La posizione nello stream viene settata a quella
+corrente nel file descriptor, e le variabili di errore e di fine del
+file (vedi \secref{sec:file_io}) sono cancellate. Il file non viene
duplicato e verrà chiuso alla chiusura dello stream.
I nuovi file saranno creati secondo quanto visto in
-\secref{sec:file_ownership} ed avranno i permessi di accesso settati al valore
-\macro{S\_IRUSR|S\_IWUSR|S\_IRGRP|S\_IWGRP|S\_IROTH|S\_IWOTH} (pari a
-\macro{0666}) modificato secondo il valore di \acr{umask} per il processo (si
-veda \secref{sec:file_umask}).
-
-In caso di file aperti in lettura e scrittura occorre ricordarsi che c'è di
-messo una bufferizzazione; per questo motivo lo standard ANSI C richiede che
-ci sia una operazione di posizionamento fra una operazione di output ed una di
-input o viceversa (eccetto il caso in cui l'input ha incontrato la fine del
-file), altrimenti una lettura può ritornare anche il risultato di scritture
-precedenti l'ultima effettuata.
+\secref{sec:file_ownership} ed avranno i permessi di accesso settati al
+valore \macro{S\_IRUSR|S\_IWUSR|S\_IRGRP|S\_IWGRP|S\_IROTH|S\_IWOTH}
+(pari a \macro{0666}) modificato secondo il valore di \acr{umask} per il
+processo (si veda \secref{sec:file_umask}).
+
+In caso di file aperti in lettura e scrittura occorre ricordarsi che c'è
+di messo una bufferizzazione; per questo motivo lo standard ANSI C
+richiede che ci sia una operazione di posizionamento fra una operazione
+di output ed una di input o viceversa (eccetto il caso in cui l'input ha
+incontrato la fine del file), altrimenti una lettura può ritornare anche
+il risultato di scritture precedenti l'ultima effettuata.
Per questo motivo è una buona pratica (e talvolta necessario) far seguire ad
una scrittura una delle funzioni \func{fflush}, \func{fseek}, \func{fsetpos} o
funzione che è fallita (\func{close}, \func{write} o \func{fflush}).
\end{prototype}
-La funzione effettua uno scarico di tutti i dati presenti nei buffer di uscita
-e scarta tutti i dati in ingresso, se era stato allocato un buffer per lo
-stream questo verrà rilasciato. La funzione effettua lo scarico solo per i
-dati presenti nei buffer in user space usati dalle \acr{glibc}; se si essere
-sicuri che il kernel forzi la scrittura su disco occorrà effettuare .
+La funzione effettua uno scarico di tutti i dati presenti nei buffer di
+uscita e scarta tutti i dati in ingresso, se era stato allocato un
+buffer per lo stream questo verrà rilasciato. La funzione effettua lo
+scarico solo per i dati presenti nei buffer in user space usati dalle
+\acr{glibc}; se si vuole essere sicuri che il kernel forzi la scrittura
+su disco occorrerà effettuare una \func{sync}.
Linux supporta, come estensione implementata dalle \acr{glibc}, anche una
altra funzione, \func{fcloseall}, che serve a chiudere tutti i file, il suo
\subsection{Lettura e scrittura su uno stream}
\label{sec:file_io}
+Una delle caratteristiche più utili dell'interfaccia degli stream è la
+ricchezza delle funzioni disponibili per le operazioni di lettura e
+scrittura sui file. Sono infatti previste ben tre diverse modalità
+modalità di input/output non formattato:
+\begin{enumerate*}
+\item\textsl{binario} in cui legge/scrive un blocco di dati alla
+ volta, vedi \secref{sec:file_binary_io}.
+\item\textsl{di linea} in cui si legge/scrive una linea (terminata dal
+ carattere di newline \verb|\n|) alla volta, vedi
+ \secref{sec:file_line_io}.
+\item\textsl{a caratteri} in cui si legge/scrive un carattere alla
+ volta (con la bufferizzazione gestita automaticamente dalla libreria),
+ vedi \secref{sec:file_char_io}.
+\end{enumerate*}
+ed inoltre la modalità di input/output formattato.
+
+A differenza dell'interfaccia dei file descriptor, con gli stream il
+raggiungimento della fine del file è considerato un errore, e viene
+notificato come tale dai valori di uscita delle varie funzioni. Nella
+maggior parte dei casi questo avviene con la restituzione del valore
+intero (di tipo \type{int}) \macro{EOF}\footnote{la costante deve essere
+ negativa, le \acr{glibc} usano -1, altre implementazioni possono avere
+ valori diversi.} definito anch'esso nell'header \func{stdlib.h}.
+
+Dato che le funzioni dell'interfaccia degli stream sono funzioni di libreria
+che si appoggiano a delle system call, esse non settano direttamente la
+variabile \var{errno}, che mantiene il valore settato dalla system call che ha
+riportato l'errore.
+
+Siccome la condizione di end-of-file è anch'essa segnalata come errore, nasce
+il problema di come distinguerla da un errore effettivo; basarsi solo sul
+valore di ritorno della funzione e controllare il valore di \var{errno}
+infatti non basta, dato che quest'ultimo potrebbe essere stato settato in una
+altra occasione, (si veda \secref{sec:sys_errno} per i dettagli del
+funzionamento di \var{errno}).
+
+Per questo motivo tutte le implementazioni delle librerie standard
+mantengono per ogni stream almeno due flag all'interno dell'oggetto
+\type{FILE}, il flag di \textit{end-of-file}, che segnala che si è
+raggiunta la fine del file in lettura, e quello di errore, che segnala
+la presenza di un qualche errore nelle operazioni di input/output;
+questi due flag possono essere riletti dalle funzioni:
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdio.h}
+ \funcdecl{int feof(FILE *stream)}
+ Controlla il flag di end-of-file di \param{stream}.
+ \funcdecl{int ferror(FILE *stream)}
+ Controlla il flag di errore di \param{stream}.
-\subsection{Posizionamento su uno stream}
-\label{sec:file_fseek}
+ Entrambe le funzioni ritornano un valore diverso da zero se i relativi
+ flag sono settati.
+\end{functions}
+\noindent si tenga presente comunque che la lettura di questi flag segnala
+soltanto che c'è stato un errore, o che si è raggiunta la fine del file in una
+qualunque operazione sullo stream, il controllo quindi deve essere effettuato
+ogni volta che si chiama una funzione di libreria.
+
+Entrambi i flag (di errore e di end-of-file) possono essere cancellati usando
+la funzione \func{clearerr}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{stdio.h}{void clearerr( FILE *stream)}
+ Cancella i flag di errore ed end-of-file di \param{stream}.
+\end{prototype}
+\noindent in genere si usa questa funziona una volta che si sia identificata e
+corretta la causa di un errore per evitare di mantenere i flag attivi,
+così da poter rilevare una successiva ulteriore condizione di errore.
\subsection{Input/output binario}
\label{sec:file_binary_io}
+La prima modalità di input/output non formattato ricalca quella della
+interfaccia dei file descriptor, e provvede semplicemente la scrittura e
+la lettura dei dati da un buffer verso un file e viceversa. In generale
+questa è la modalità che si usa quando si ha a che fare con dati non
+formattati. Le due funzioni che si usano per l'I/O binario sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdio.h}
+ \funcdecl{size\_t fread(void * ptr, size\_t size,
+ size\_t nmemb, FILE * stream)}
+ \funcdecl{size\_t fwrite(const void *
+ ptr, size\_t size, size\_t nmemb, FILE * stream)}
+
+ Le funzioni rispettivamente leggono e scrivono \param{nmemb} elementi
+ di dimensione \param{size} dal buffer \param{ptr} al file \param{stream}.
+
+ Entrambe le funzioni ritornano il numero di elementi letti o scritti,
+ in caso di errore o fine del file viene restituito un numero di
+ elementi inferiore al richiesto.
+\end{functions}
+
+In genere si usano queste funzioni quando si devono trasferire su file
+blocchi di dati binari in maniera compatta e veloce; un primo caso di uso
+tipico è quello in cui si salva un vettore (o un certo numero dei suoi
+elementi) con una chiamata del tipo:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+int WriteVect(FILE * stream, double * vec, size_t nelem)
+{
+ int size, nread;
+ size = sizeof(*vec);
+ if ( (nread = fwrite(vec, size, nelem, stream)) != nelem) {
+ perror("Write error");
+ }
+ return nread;
+}
+\end{lstlisting}
+in questo caso devono essere specificate le dimensioni di ciascun
+elemento ed il numero di quelli che si vogliono scrivere. Un secondo
+caso è invece quello in cui si vuole trasferire su file una struttura;
+si avrà allora una chiamata tipo:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+struct histogram {
+ int nbins;
+ double max, min;
+ double * bin;
+} histo;
+
+int WriteStruct(FILE * stream, struct histogram * histo, size_t nelem)
+{
+ if ( fwrite(vec, sizeof(*histo), 1, stream) !=1) {
+ perror("Write error");
+ }
+ return nread;
+}
+\end{lstlisting}
+in cui si specifica la dimensione dell'intera struttura ed un solo
+elemento.
+
+In realtà quello che conta nel trasferimento dei dati sono le dimensioni
+totali, che sono sempre pari al prodotto \func{size * nelem}; la sola
+differenza è che le funzioni non ritornano il numero di byte scritti,
+ma il numero di elementi.
+
+La funzione \func{fread} legge sempre un numero intero di elementi, se
+incontra la fine del file l'oggetto letto parzialmente viene scartato
+(lo stesso avviene in caso di errore). In questo caso la posizione dello
+stream viene settata alla fine del file (e non a quella corrispondente
+alla quantità di dati letti).
+
+In caso di errore (o fine del file per \func{fread}) entrambe le
+funzioni restituiscono il numero di oggetti effettivamente letti o
+scritti, che sarà inferiore a quello richiesto. Contrariamente a quanto
+avviene per i file descriptor, questo segnala una condizione di errore e
+occorrerà usare \func{feof} e \func{ferror} per stabilire la natura del
+problema.
+
+Benché queste funzioni assicurino la massima efficienza per il
+salvataggio dei dati, i dati memorizzati attraverso di esse presentano
+lo svantaggio di dipendere strettamente dalla piattaforma di sviluppo
+usata ed in genere possono essere riletti senza problemi solo dallo
+stesso programma che li ha prodotti.
+
+Infatti diversi compilatori possono eseguire ottimizzazioni diverse
+delle strutture dati e alcuni compilatori (come il \cmd{gcc}) possono
+anche scegliere se ottimizzare l'occupazione di spazio, impacchettando
+più strettamente i dati, o la velocità inserendo opportuni
+\textit{padding} per l'allineamento dei medesimi generando quindi output
+binari diversi. Inoltre altre incompatibilità si possono presentare
+quando entrano in gioco differenze di architettura hardware, come la
+dimensione del bus o la modalità di ordinamento dei bit o il formato
+delle variabili in floating point.
+
+Per questo motivo quando si usa l'input/output binario occorre sempre
+essere prendere le opportune precauzioni (in genere usare un formato di
+più alto livello che permetta di recuperare l'informazione completa),
+per assicurarsi che versioni diverse del programma siano in grado di
+rileggere i dati tenendo conto delle eventuali differenze.
+
+Le \acr{glibc} definiscono altre due funzioni per l'I/O binario, che
+evitano il lock implicito dello stream, usato per dalla librerie per la
+gestione delle applicazioni multi-thread (si veda
+\secref{sec:file_stream_thread} per i dettagli).
+
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdio.h}
+
+ \funcdecl{size\_t fread\_unlocked(void * ptr, size\_t size, size\_t
+ nmemb, FILE * stream)}
+
+ \funcdecl{size\_t fwrite\_unlocked(const void * ptr, size\_t size,
+ size\_t nmemb, FILE * stream)}
+
+ Le funzioni sono identiche alle analoghe \func{fread} e \func{fwrite}
+ ma non acquisiscono il lock implicito sullo stream.
+\end{functions}
+\noindent entrambe le funzioni sono estensioni GNU previste solo dalle
+ \acr{glibc}.
+
+
+\subsection{Input/output a caratteri singoli}
+\label{sec:file_char_io}
+
+
+
\subsection{Input/output di linea}
\label{sec:file_line_io}
\label{sec:file_formatted_io}
+\subsection{Posizionamento su uno stream}
+\label{sec:file_fseek}
+
+
+
\section{Funzioni avanzate}
\label{sec:file_stream_adv_func}
-In questa sezione esamineremo le funzioni che permettono di controllare alcune
-caratteristiche più particolari degli stream, come la lettura degli attributi,
-le modalità di bufferizzazione, etc.
+In questa sezione esamineremo le funzioni che permettono di controllare
+alcune caratteristiche più particolari degli stream, come la lettura
+degli attributi, le modalità di bufferizzazione, etc.
\subsection{Le funzioni di controllo}
In certi casi può essere necessario sapere se un certo stream è accessibile in
lettura o scrittura. In genere questa informazione non è disponibile, e si
deve ricordare come il file è stato aperto. La cosa può essere complessa se le
-operazioni vengono effettuate un una subroutine, che a questo punto
+operazioni vengono effettuate in una subroutine, che a questo punto
necessiterà di informazioni aggiuntive rispetto al semplice puntatore allo
stream; questo può essere evitato con le due funzioni \func{\_\_freadable} e
\func{\_\_fwritable} i cui prototipi sono:
-
\begin{functions}
\headdecl{stdio\_ext.h}
\funcdecl{int \_\_freadable (FILE * stream)}
- \funcdecl{int \_\_fwritable(FILE * stream)}
+ Restituisce un valore diverso da zero se \param{stream} consente la lettura.
+
+ \funcdecl{int \_\_fwritable(FILE * stream)}
+ Restituisce un valore diverso da zero se \param{stream} consente la
+ scrittura.
+\end{functions}
+
+Altre due funzioni, \func{\_\_freading} e \func{\_\_fwriting} servono ad un
+uso ancora più specialistico, il loro prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdio\_ext.h}
+ \funcdecl{int \_\_freading (FILE * stream)}
+ Restituisce un valore diverso da zero se \param{stream} è aperto in sola
+ lettura o se l'ultima operazione è stata di lettura.
+
+ \funcdecl{int \_\_fwriting(FILE * stream)}
+ Restituisce un valore diverso da zero se \param{stream} è aperto in sola
+ scrittura o se l'ultima operazione è stata di scrittura.
\end{functions}
+Le due funzioni hanno lo scopo di determinare di che tipo è stata l'ultima
+operazione eseguita su uno stream aperto in lettura/scrittura; ovviamente se
+uno stream è aperto in sola lettura (o sola scrittura) la modalità dell'ultima
+operazione è sempre determinata; l'unica ambiguità è quando non sono state
+ancora eseguite operazioni, in questo caso le funzioni rispondono come se
+una operazione ci fosse comunque stata.
+
+La conoscenza dell'ultima operazione effettuata su uno stream aperto in
+lettura/scrittura è utile in quanto permette di trarre conclusioni sullo stato
+del buffer e del suo contenuto.
\subsection{Il controllo della bufferizzazione}
stream; se non si è
+\subsection{Gli stream e i thread}
+\label{sec:file_stream_thread}
+
+Gli stream possono essere usati in applicazioni multi-thread allo stesso
+modo in cui sono usati nelle applicazioni normali, ma si deve essere
+consapovoli delle possibili complicazioni anche quando non si usano i
+thread, dato che l'implementazione delle librerie è influenzata
+pesantemente dalle richieste necessarie per garantirne l'uso coi thread.
+
+
+
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdio.h}
+
+ \funcdecl{void flockfile(FILE * stream)} Esegue l'acquisizione del
+ lock dello stream \param{stream}, bloccandosi in caso il lock non
+ disponibile.
+
+ \funcdecl{int ftrylockfile(FILE * stream)} Tenta l'acquisizione del
+ lock dello stream \param{stream}, senza bloccarsi in caso il lock non sia
+ disponibile. Ritorna zero in caso di acquisizione del lock, diverso da
+ zero altrimenti.
+
+ \funcdecl{void funlockfile(FILE * stream)} Rilascia il lock dello
+ stream \param{stream}.
+\end{functions}
+
+
\subsection{Dettagli dell'implementazione}
\label{sec:file_stream_details}
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