La \itindex{file~table} \textit{file table} è una tabella che contiene una
voce per ciascun file che è stato aperto nel sistema. In Linux è costituita da
-strutture di tipo \struct{file}; in ciascuna di esse sono tenute varie
-informazioni relative al file, fra cui:
+puntatori alle strutture di tipo \kstruct{file} di fig.~\ref{fig:kstruct_file}
+che come illustrano mantengono varie informazioni relative al file, fra cui:
\begin{itemize*}
\item lo stato del file (nel campo \var{f\_flags}).
\item il valore della posizione corrente (l'\textit{offset}) nel file (nel
campo \var{f\_pos}).
\item un puntatore \itindex{inode} all'inode\footnote{nel kernel 2.4.x si è in
- realtà passati ad un puntatore ad una struttura \struct{dentry} che punta
- a sua volta \itindex{inode} all'inode passando per la nuova struttura del
- VFS.} del file.
-%\item un puntatore alla tabella delle funzioni \footnote{la struttura
-% \var{f\_op} descritta in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
-% sul file.
+ realtà passati ad un puntatore ad una struttura \kstruct{dentry} che punta
+ a sua volta \itindex{inode} all'\textit{inode} passando per la nuova
+ struttura del VFS.} del file.
+\item un puntatore \var{f\_op} alla tabella delle funzioni \footnote{quelle
+ della struttura \kstruct{file\_operation}, descritte in
+ tab.~\ref{tab:file_file_operations}.} che si possono usare sul file.
\end{itemize*}
In fig.~\ref{fig:file_proc_file} si è riportato uno schema in cui è illustrata
error}\\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Costanti definite in \file{unistd.h} per i file standard aperti
+ \caption{Costanti definite in \headfile{unistd.h} per i file standard aperti
alla creazione di ogni processo.}
\label{tab:file_std_files}
\end{table}
\label{sec:file_open}
La funzione \funcd{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
-quella che crea l'associazione fra un \itindex{pathname} \textit{pathname} ed
-un \itindex{file~descriptor} file descriptor, il suo prototipo è:
+quella che crea l'associazione fra un \textit{pathname} ed un
+\itindex{file~descriptor} file descriptor, il suo prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{sys/stat.h}
La funzione apre il file usando il primo file descriptor libero, e crea
-l'opportuna voce, cioè la struttura \struct{file}, nella \itindex{file~table}
+l'opportuna voce, cioè la struttura \kstruct{file}, nella \itindex{file~table}
\textit{file table} del processo. Viene sempre restituito come valore di
ritorno il file descriptor con il valore più basso disponibile.
La funzione prevede diverse opzioni, che vengono specificate usando vari bit
dell'argomento \param{flags}. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire
il flag di stato del file (o \textit{file status flag}), che è mantenuto nel
-campo \var{f\_flags} della struttura \struct{file} (al solito si veda lo schema
+campo \var{f\_flags} della struttura \kstruct{file} (al solito si veda lo schema
di fig.~\ref{fig:file_proc_file}). Essi sono divisi in tre categorie
principali:
\begin{itemize*}
Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_fd} a ciascun file aperto è associata
una \textsl{posizione corrente nel file} (il cosiddetto \textit{file offset},
-mantenuto nel campo \var{f\_pos} di \struct{file}) espressa da un numero intero
+mantenuto nel campo \var{f\_pos} di \kstruct{file}) espressa da un numero intero
positivo come numero di byte dall'inizio del file. Tutte le operazioni di
lettura e scrittura avvengono a partire da questa posizione che viene
automaticamente spostata in avanti del numero di byte letti o scritti.
\end{prototype}
La funzione prende esattamente gli stessi argomenti di \func{read} con lo
-stesso significato, a cui si aggiunge l'argomento \func{offset} che indica una
-posizione sul file. Identico è il comportamento ed il valore di ritorno. La
-funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza modificare la
-posizione corrente.
+stesso significato, a cui si aggiunge l'argomento \param{offset} che indica
+una posizione sul file. Identico è il comportamento ed il valore di
+ritorno. La funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza
+modificare la posizione corrente.
L'uso di \func{pread} è equivalente all'esecuzione di una \func{read} seguita
da una \func{lseek} che riporti al valore precedente la posizione corrente sul
#define _XOPEN_SOURCE 500
\end{verbatim}
e si ricordi di definire questa macro prima dell'inclusione del file di
-dichiarazioni \file{unistd.h}.
+dichiarazioni \headfile{unistd.h}.
disco; sulla base di quanto visto in sez.~\ref{sec:file_fd} avremo una
situazione come quella illustrata in fig.~\ref{fig:file_mult_acc}: ciascun
processo avrà una sua voce nella \textit{file table} referenziata da un
-diverso file descriptor nella sua \struct{file\_struct}. Entrambe le voci
+diverso file descriptor nella sua \kstruct{file\_struct}. Entrambe le voci
nella \itindex{file~table} \textit{file table} faranno però riferimento allo
stesso \itindex{inode} inode su disco.
prima impostata alla dimensione corrente del file letta \itindex{inode}
dall'inode. Dopo la scrittura il file viene automaticamente esteso.
\item l'effetto di \func{lseek} è solo quello di cambiare il campo
- \var{f\_pos} nella struttura \struct{file} della \itindex{file~table}
+ \var{f\_pos} nella struttura \kstruct{file} della \itindex{file~table}
\textit{file table}, non c'è nessuna operazione sul file su disco. Quando la
si usa per porsi alla fine del file la posizione viene impostata leggendo la
dimensione corrente \itindex{inode} dall'inode.
sez.~\ref{sec:proc_fork}). La situazione è illustrata in
fig.~\ref{fig:file_acc_child}; dato che il processo figlio riceve una copia
dello spazio di indirizzi del padre, riceverà anche una copia di
-\struct{file\_struct} e relativa tabella dei file aperti.
+\kstruct{file\_struct} e relativa tabella dei file aperti.
In questo modo padre e figlio avranno gli stessi file descriptor che faranno
riferimento alla stessa voce nella \textit{file table}, condividendo così la
Si noti inoltre che anche i flag di stato del file (quelli impostati
dall'argomento \param{flag} di \func{open}) essendo tenuti nella voce della
\textit{file table}\footnote{per la precisione nel campo \var{f\_flags} di
- \struct{file}.}, vengono in questo caso condivisi. Ai file però sono
+ \kstruct{file}.}, vengono in questo caso condivisi. Ai file però sono
associati anche altri flag, dei quali l'unico usato al momento è
\const{FD\_CLOEXEC}, detti \textit{file descriptor flags}. Questi ultimi sono
-tenuti invece in \struct{file\_struct}, e perciò sono specifici di ciascun
+tenuti invece in \kstruct{file\_struct}, e perciò sono specifici di ciascun
processo e non vengono modificati dalle azioni degli altri anche in caso di
condivisione della stessa voce della \textit{file table}.
interscambiati nell'uso. Per capire meglio il funzionamento della funzione si
può fare riferimento a fig.~\ref{fig:file_dup}: l'effetto della funzione è
semplicemente quello di copiare il valore nella struttura
-\struct{file\_struct}, cosicché anche il nuovo file descriptor fa riferimento
+\kstruct{file\_struct}, cosicché anche il nuovo file descriptor fa riferimento
alla stessa voce nella \textit{file table}; per questo si dice che il nuovo
file descriptor è \textsl{duplicato}, da cui il nome della funzione.
\label{sec:file_openat}
Un problema che si pone con l'uso della funzione \func{open}, così come per
-molte altre funzioni che accettano come argomenti dei pathname relativi, è
-che, quando un pathname relativo non fa riferimento alla directory di lavoro
-corrente, è possibile che alcuni dei suoi componenti vengano modificati in
-parallelo alla chiamata a \func{open}, e questo lascia aperta la possibilità
-di una \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
-
-Inoltre come già accennato, la directory di lavoro corrente è una proprietà
-del singolo processo; questo significa che quando si lavora con i
-\itindex{thread} \textit{thread} essa sarà la stessa per tutti, ma esistono
-molti casi in cui sarebbe invece utile che ogni singolo \itindex{thread}
-\textit{thread} avesse la sua directory di lavoro.
+molte altre funzioni che accettano come argomenti dei
+\itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} relativi, è che, quando un
+\textit{pathname} relativo non fa riferimento alla \index{directory~di~lavoro}
+directory di lavoro corrente, è possibile che alcuni dei suoi componenti
+vengano modificati in parallelo alla chiamata a \func{open}, e questo lascia
+aperta la possibilità di una \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
+
+Inoltre come già accennato, la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro
+corrente è una proprietà del singolo processo; questo significa che quando si
+lavora con i \itindex{thread} \textit{thread} essa sarà la stessa per tutti,
+ma esistono molti casi in cui sarebbe invece utile che ogni singolo
+\itindex{thread} \textit{thread} avesse la sua \index{directory~di~lavoro}
+directory di lavoro.
Per risolvere questi problemi, riprendendo una interfaccia già presente in
Solaris, a fianco delle normali funzioni che operano sui file (come
\func{open}, \func{mkdir}, ecc.) sono state introdotte delle ulteriori
funzioni, dette anche funzioni ``\textit{at}'' in quanto contraddistinte dal
suffisso \texttt{at}, che permettono l'apertura di un file (o le rispettive
-altre operazioni) usando un pathname relativo ad una directory
-specificata.\footnote{l'introduzione è avvenuta su proposta dello sviluppatore
- principale delle \acr{glibc} Urlich Drepper; le corrispondenti system call
- sono state inserite nel kernel ufficiale a partire dalla versione 2.6.16, in
- precedenza era disponibile una emulazione che, sia pure con prestazioni
- inferiori, funzionava facendo ricorso all'uso del filesystem \textit{proc}
- con l'apertura del file attraverso il riferimento a pathname del tipo di
+altre operazioni) usando un \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname}
+relativo ad una directory specificata.\footnote{l'introduzione è avvenuta su
+ proposta dello sviluppatore principale delle \acr{glibc} Urlich Drepper; le
+ corrispondenti system call sono state inserite nel kernel ufficiale a
+ partire dalla versione 2.6.16, in precedenza era disponibile una emulazione
+ che, sia pure con prestazioni inferiori, funzionava facendo ricorso all'uso
+ del filesystem \textit{proc} con l'apertura del file attraverso il
+ riferimento a \textit{pathname} del tipo di
\texttt{/proc/self/fd/dirfd/relative\_path}.} Benché queste funzioni non
siano presenti negli standard tradizionali esse sono state adottate da vari
Unix\footnote{oltre a Linux e Solaris sono presenti in vari BSD.} fino ad
definire la macro \macro{\_ATFILE\_SOURCE}.
L'uso di queste funzioni prevede una apertura iniziale della directory che
-sarà la base della risoluzione dei pathname relativi che verranno usati in
-seguito, dopo di che si dovrà passare il relativo file descriptor alle varie
-funzioni che useranno quella directory come punto di partenza per la
-risoluzione.\footnote{in questo modo, anche quando si lavora con i
- \itindex{thread} \textit{thread}, si può mantenere una directory di lavoro
- diversa per ciascuno di essi.}
+sarà la base della risoluzione dei \itindsub{pathname}{relativo}
+\textit{pathname} relativi che verranno usati in seguito, dopo di che si dovrà
+passare il relativo file descriptor alle varie funzioni che useranno quella
+directory come punto di partenza per la risoluzione.\footnote{in questo modo,
+ anche quando si lavora con i \itindex{thread} \textit{thread}, si può
+ mantenere una \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro diversa per
+ ciascuno di essi.}
Questo metodo, oltre a risolvere i problemi di \itindex{race~condition}
\textit{race condition}, consente anche di ottenere aumenti di prestazioni
significativi quando si devono eseguire molte operazioni su sezioni
dell'albero dei file che prevedono delle gerarchie di sottodirectory molto
-profonde; infatti in questo caso basta eseguire la risoluzione del pathname
-della directory di partenza una sola volta (nell'apertura iniziale) e non
-tutte le volte che si deve accedere a ciascun file che essa contiene.
+profonde; infatti in questo caso basta eseguire la risoluzione del
+\textit{pathname} della directory di partenza una sola volta (nell'apertura
+iniziale) e non tutte le volte che si deve accedere a ciascun file che essa
+contiene.
La sintassi generale di queste nuove funzioni è che esse prevedono come primo
argomento il file descriptor della directory da usare come base, mentre gli
\funcdecl{int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode\_t
mode))}
- Apre un file usando come directory di lavoro corrente \param{dirfd}.
+ Apre un file usando come directory di \index{directory~di~lavoro} lavoro
+ corrente \param{dirfd}.
\bodydesc{la funzione restituisce gli stessi valori e gli stessi codici di
errore di \func{open}, ed in più:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
- \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un pathname relativo, ma
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \itindsub{pathname}{relativo}
+ \textit{pathname} relativo, ma
\param{dirfd} fa riferimento ad un file.
\end{errlist}}
\end{functions}
Il comportamento delle nuove funzioni è del tutto analogo a quello delle
corrispettive classiche, con la sola eccezione del fatto che se fra i loro
-argomenti si utilizza un pathname relativo questo sarà risolto rispetto alla
-directory indicata da \param{dirfd}; qualora invece si usi un pathname
-assoluto \param{dirfd} verrà semplicemente ignorato. Infine se per
+argomenti si utilizza un \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname}
+relativo questo sarà risolto rispetto alla directory indicata
+da \param{dirfd}; qualora invece si usi un \itindsub{pathname}{assoluto}
+\textit{pathname} assoluto \param{dirfd} verrà semplicemente ignorato. Infine
+se per
\param{dirfd} si usa il valore speciale \const{AT\_FDCWD},\footnote{questa,
- come le altre costanti \texttt{AT\_*}, è definita in \texttt{fcntl.h},
+ come le altre costanti \texttt{AT\_*}, è definita in \headfile{fcntl.h},
pertanto se la si vuole usare occorrerà includere comunque questo file,
anche per le funzioni che non sono definite in esso.} la risoluzione sarà
-effettuata rispetto alla directory di lavoro corrente del processo.
+effettuata rispetto alla directory di \index{directory~di~lavoro} lavoro
+corrente del processo.
Così come il comportamento, anche i valori di ritorno e le condizioni di
errore delle nuove funzioni sono gli stessi delle funzioni classiche, agli
errori si aggiungono però quelli dovuti a valori errati per \param{dirfd}; in
particolare si avrà un errore di \errcode{EBADF} se esso non è un file
-descriptor valido, ed un errore di \errcode{ENOTDIR} se esso non fa riferimento
-ad una directory.\footnote{tranne il caso in cui si sia specificato un
- pathname assoluto, nel qual caso, come detto, il valore di \param{dirfd}
- sarà completamente ignorato.}
+descriptor valido, ed un errore di \errcode{ENOTDIR} se esso non fa
+riferimento ad una directory.\footnote{tranne il caso in cui si sia
+ specificato un \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluto, nel
+ qual caso, come detto, il valore di \param{dirfd} sarà completamente
+ ignorato.}
In tab.~\ref{tab:file_atfunc_corr} si sono riportate le funzioni introdotte
con questa nuova interfaccia, con a fianco la corrispondente funzione
\func{fstatat} &$\bullet$&\func{stat},\func{lstat} \\
\func{utimensat} &$\bullet$&\func{utimes},\func{lutimes}\\
\func{linkat} &$\bullet$\footnotemark&\func{link} \\
- \func{mkdirat} & -- &\func{mkdir} \\
- \func{mknodat} & -- &\func{mknod} \\
+ \funcm{mkdirat} & -- &\func{mkdir} \\
+ \funcm{mknodat} & -- &\func{mknod} \\
\func{openat} & -- &\func{open} \\
- \func{readlinkat}& -- &\func{readlink}\\
- \func{renameat} & -- &\func{rename} \\
- \func{symlinkat} & -- &\func{symlink} \\
+ \funcm{readlinkat}& -- &\func{readlink}\\
+ \funcm{renameat} & -- &\func{rename} \\
+ \funcm{symlinkat}& -- &\func{symlink} \\
\func{unlinkat} &$\bullet$&\func{unlink},\func{rmdir} \\
- \func{mkfifoat} & -- &\func{mkfifo} \\
+ \funcm{mkfifoat} & -- &\func{mkfifo} \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Corrispondenze fra le nuove funzioni ``\textit{at}'' e le
\footnotetext{in questo caso l'argomento \param{flags} è disponibile ed
utilizzabile solo a partire dal kernel 2.6.18.}
+% TODO manca prototipo di fchmodat, verificare se metterlo o metter menzione
+% TODO manca prototipo di fstatat, verificare se metterlo o metter menzione
+% TODO manca prototipo di linkat, verificare se metterlo o metter menzione
+% TODO manca prototipo di utimensat, verificare se metterlo o metter menzione
+
Per tutte le funzioni che lo prevedono, a parte \func{unlinkat} e
\funcd{faccessat}, l'ulteriore argomento è stato introdotto solo per fornire
un meccanismo con cui modificarne il comportamento nel caso si stia operando
casi esso può fornire ulteriori indicazioni per modificare il comportamento
delle funzioni, \param{flags} deve comunque essere passato come maschera
binaria, ed impostato usando i valori delle appropriate costanti
-\texttt{AT\_*}, definite in \texttt{fcntl.h}.
+\texttt{AT\_*}, definite in \headfile{fcntl.h}.
Come esempio di questo secondo tipo di funzioni possiamo considerare
\funcd{fchownat}, che può essere usata per sostituire sia \func{chown}
\funcdecl{int fchownat(int dirfd, const char *pathname, uid\_t owner, gid\_t
group, int flags)}
- .Modifica la proprietà di un file.
+ Modifica la proprietà di un file.
\bodydesc{la funzione restituisce gli stessi valori e gli stessi codici di
errore di \func{chown}, ed in più:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
- \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un pathname relativo, ma
- \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \itindsub{pathname}{relativo}
+ \textit{pathname} relativo, ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
\end{errlist}}
\end{functions}
In questo caso il valore di \param{flags} stabilisce il comportamento della
funzione quando la si applica ad un link simbolico, e l'unico valore
-utilizzabile è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}\footnote{in \texttt{fcntl.h} è
+utilizzabile è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}\footnote{in \headfile{fcntl.h} è
definito anche \const{AT\_SYMLINK\_FOLLOW}, che richiede di dereferenziare i
link simbolici, essendo questo però il comportamento adottato per un valore
nullo di \param{flags} questo valore non viene mai usato.} che se impostato
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
- \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un pathname relativo, ma
- \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \itindsub{pathname}{relativo}
+ \textit{pathname} relativo, ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
\end{errlist}}
\end{functions}
il comportamento rispetto a quello ordinario di \func{access}. In questo caso
esso può essere specificato come maschera binaria di due valori:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3.0cm}}
-\item[\const{AT\_EACCESS}] se impostato \funcd{faccessat} esegue il controllo
+\item[\const{AT\_EACCES}] se impostato \funcd{faccessat} esegue il controllo
dei permessi usando l'\ids{UID} effettivo invece di quello reale (il
comportamento di default, che riprende quello di \func{access}).
\item[\const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}] se impostato \funcd{faccessat} non esegue
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{dirfd} non è un file descriptor valido.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{flags} non ha un valore valido.
- \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un pathname relativo, ma
- \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] \param{pathname} è un \itindsub{pathname}{relativo}
+ \textit{pathname} relativo, ma \param{dirfd} fa riferimento ad un file.
\end{errlist}}
\end{functions}
caso \param{pathname} deve essere una directory, che sarà rimossa qualora
risulti vuota.
+% TODO manca prototipo e motivazione di fexecve, da trattare qui in quanto
+% inserita nello stesso standard e da usare con openat, vedi
+% http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699939699/toc.pdf
+
+
+
\subsection{La funzione \func{fcntl}}
\label{sec:file_fcntl}
queste costanti sono poste rispettivamente ai valori 0, 1 e 2.} Per questo
motivo il valore della modalità di accesso corrente si ottiene eseguendo un
AND binario del valore di ritorno di \func{fcntl} con la maschera
-\const{O\_ACCMODE} (anch'essa definita in \file{fcntl.h}), che estrae i bit di
-accesso dal \textit{file status flag}.
+\const{O\_ACCMODE} (anch'essa definita in \headfile{fcntl.h}), che estrae i
+bit di accesso dal \textit{file status flag}.
In generale ogni dispositivo ha un suo insieme di operazioni specifiche
effettuabili attraverso \func{ioctl}, tutte queste sono definite nell'header
-file \file{sys/ioctl.h}, e devono essere usate solo sui dispositivi cui fanno
-riferimento. Infatti anche se in genere i valori di \param{request} sono
+file \headfile{sys/ioctl.h}, e devono essere usate solo sui dispositivi cui
+fanno riferimento. Infatti anche se in genere i valori di \param{request} sono
opportunamente differenziati a seconda del dispositivo\footnote{il kernel usa
un apposito \textit{magic number} per distinguere ciascun dispositivo nella
definizione delle macro da usare per \param{request}, in modo da essere
% LocalWords: Drepper path dirfd faccessat unlinkat access fchmodat chmod Di
% LocalWords: fchownat chown fstatat futimesat utimes linkat mknodat mknod uid
% LocalWords: readlinkat readlink renameat rename symlinkat symlink unlink gid
-% LocalWords: mkfifoat mkfifo FDCWD EACCESS dereferenziazione rmdir REMOVEDIR
+% LocalWords: mkfifoat mkfifo FDCWD dereferenziazione rmdir REMOVEDIR
% LocalWords: epoll lsattr chattr FIOQSIZE ATFILE lutimes utimensat lchown
% LocalWords: lstat owner FOLLOW
projects / gapil.git / blobdiff