Esamineremo in questo capitolo la prima delle due interfacce di programmazione
-per i file, quella dei \textit{file descriptor}\index{file descriptor},
+per i file, quella dei \textit{file descriptor}\index{file!descriptor},
nativa di Unix. Questa è l'interfaccia di basso livello provvista direttamente
dalle system call, che non prevede funzionalità evolute come la
bufferizzazione o funzioni di lettura o scrittura formattata, e sulla quale è
\subsection{L'architettura dei \textit{file descriptor}}
\label{sec:file_fd}
-Per poter accedere al contenuto di un file occorre creare un canale di
-comunicazione con il kernel che renda possibile operare su di esso (si ricordi
-quanto visto in \secref{sec:file_vfs_work}). Questo si fa aprendo il file con
-la funzione \func{open} che provvederà a localizzare l'inode del file e
-inizializzare i puntatori che rendono disponibili le funzioni che il VFS mette
-a disposizione (riportate in \tabref{tab:file_file_operations}). Una volta
-terminate le operazioni, il file dovrà essere chiuso, e questo chiuderà il
-canale di comunicazione impedendo ogni ulteriore operazione.
+\index{file!descriptor|(} Per poter accedere al contenuto di un file occorre
+creare un canale di comunicazione con il kernel che renda possibile operare su
+di esso (si ricordi quanto visto in \secref{sec:file_vfs_work}). Questo si fa
+aprendo il file con la funzione \func{open} che provvederà a localizzare
+l'inode\index{inode} del file e inizializzare i puntatori che rendono
+disponibili le funzioni che il VFS mette a disposizione (riportate in
+\tabref{tab:file_file_operations}). Una volta terminate le operazioni, il file
+dovrà essere chiuso, e questo chiuderà il canale di comunicazione impedendo
+ogni ulteriore operazione.
All'interno di ogni processo i file aperti sono identificati da un intero non
-negativo, chiamato appunto \textit{file descriptor}\index{file descriptor}.
+negativo, chiamato appunto \textit{file descriptor}.
Quando un file viene aperto la funzione \func{open} restituisce questo numero,
tutte le ulteriori operazioni saranno compiute specificando questo stesso
valore come argomento alle varie funzioni dell'interfaccia.
La \textit{process table} è una tabella che contiene una voce per ciascun
processo attivo nel sistema. In Linux ciascuna voce è costituita da una
-struttura di tipo \var{task\_struct} nella quale sono raccolte tutte le
+struttura di tipo \struct{task\_struct} nella quale sono raccolte tutte le
informazioni relative al processo; fra queste informazioni c'è anche il
-puntatore ad una ulteriore struttura di tipo \var{files\_struct}, in cui sono
-contenute le informazioni relative ai file che il processo ha aperto, ed in
-particolare:
+puntatore ad una ulteriore struttura di tipo \struct{files\_struct}, in cui
+sono contenute le informazioni relative ai file che il processo ha aperto, ed
+in particolare:
\begin{itemize*}
\item i flag relativi ai file descriptor.
\item il numero di file aperti.
\item una tabella che contiene un puntatore alla relativa voce nella
\textit{file table} per ogni file aperto.
\end{itemize*}
-il \textit{file descriptor}\index{file descriptor} in sostanza è l'intero
-positivo che indicizza quest'ultima tabella.
+il \textit{file descriptor} in sostanza è l'intero positivo che indicizza
+quest'ultima tabella.
La \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
-\var{file}; in ciascuna di esse sono tenute varie informazioni relative al
+\struct{file}; in ciascuna di esse sono tenute 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 all'inode\footnote{nel kernel 2.4.x si è in realtà passati
- ad un puntatore ad una struttura \var{dentry} che punta a sua volta
- all'inode passando per la nuova struttura del VFS.} del file.
+\item un puntatore all'inode\index{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 all'inode\index{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 \secref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
% sul file.
\end{figure}
Ritorneremo su questo schema più volte, dato che esso è fondamentale per
capire i dettagli del funzionamento dell'interfaccia dei \textit{file
- descriptor}\index{file descriptor}.
+ descriptor}.
+\index{file!descriptor|)}
+
+
\subsection{I file standard}
\label{sec:file_std_descr}
-Come accennato i \textit{file descriptor}\index{file descriptor} non sono
-altro che un indice nella tabella dei file aperti di ciascun processo; per
-questo motivo essi vengono assegnati in successione tutte le volte che si apre
-un nuovo file (se non ne è stato chiuso nessuno in precedenza).
+Come accennato i \textit{file descriptor} non sono altro che un indice nella
+tabella dei file aperti di ciascun processo; per questo motivo essi vengono
+assegnati in successione tutte le volte che si apre un nuovo file (se non ne è
+stato chiuso nessuno in precedenza).
In tutti i sistemi unix-like esiste una convenzione generale per cui ogni
processo viene lanciato con almeno tre file aperti. Questi, per quanto appena
-detto, avranno come \textit{file descriptor}\index{file descriptor} i valori
+detto, avranno come \textit{file descriptor}\index{file!descriptor} i valori
0, 1 e 2. Benché questa sia soltanto una convenzione, essa è seguita dalla
gran parte delle applicazioni, e non aderirvi potrebbe portare a gravi
problemi di interoperabilità.
inviati i dati in uscita (sempre nel caso della shell, è associato all'uscita
del terminale, e quindi alla scrittura sullo schermo). Il terzo è lo
\textit{standard error}, su cui viene inviato l'output relativo agli errori,
-ed è anch'esso associato all'uscita del termininale. Lo standard POSIX.1
+ed è anch'esso associato all'uscita del terminale. Lo standard POSIX.1
provvede tre costanti simboliche, definite nell'header \file{unistd.h}, al
posto di questi valori numerici:
\begin{table}[htb]
\textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \macro{STDIN\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ \const{STDIN\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
input} \\
- \macro{STDOUT\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ \const{STDOUT\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
output} \\
- \macro{STDERR\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ \const{STDERR\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
error}\\
\hline
\end{tabular}
facendo riferimento ad un programma in cui lo \textit{standard input} è
associato ad un file mentre lo \textit{standard output} e lo \textit{standard
error} sono entrambi associati ad un altro file (e quindi utilizzano lo
-stesso inode).
+stesso inode\index{inode}).
Nelle vecchie versioni di Unix (ed anche in Linux fino al kernel 2.0.x) il
numero di file aperti era anche soggetto ad un limite massimo dato dalle
dimensioni del vettore di puntatori con cui era realizzata la tabella dei file
-descriptor dentro \var{file\_struct}; questo limite intrinseco nei kernel più
-recenti non sussiste più, dato che si è passati da un vettore ad una lista, ma
-restano i limiti imposti dall'amministratore (vedi \secref{sec:sys_limits}).
+descriptor dentro \struct{file\_struct}; questo limite intrinseco nei kernel
+più recenti non sussiste più, dato che si è passati da un vettore ad una
+lista, ma restano i limiti imposti dall'amministratore (vedi
+\secref{sec:sys_limits}).
\subsection{La funzione \func{open}}
\label{sec:file_open}
-La funzione \func{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
+La funzione \funcd{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
quella che crea l'associazione fra un pathname ed un file descriptor, il suo
prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{fcntl.h}
\funcdecl{int open(const char *pathname, int flags)}
\funcdecl{int open(const char *pathname, int flags, mode\_t mode)}
- Apre il file indicato da \var{pathname} nella modalità indicata da
- \var{flags}, e, nel caso il file sia creato, con gli eventuali permessi
- specificati da \var{mode}.
+ Apre il file indicato da \param{pathname} nella modalità indicata da
+ \param{flags}, e, nel caso il file sia creato, con gli eventuali permessi
+ specificati da \param{mode}.
\bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e -1 in
caso di errore. In questo caso la variabile \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EEXIST}] \var{pathname} esiste e si è specificato
- \macro{O\_CREAT} e \macro{O\_EXCL}.
- \item[\macro{EISDIR}] \var{pathname} indica una directory e si è tentato
+ \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste e si è specificato
+ \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}.
+ \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} indica una directory e si è tentato
l'accesso in scrittura.
- \item[\macro{ENOTDIR}] si è specificato \macro{O\_DIRECTORY} e \var{pathname}
- non è una directory.
- \item[\macro{ENXIO}] si sono impostati \macro{O\_NOBLOCK} o \macro{O\_WRONLY}
- ed il file è una fifo che non viene letta da nessun processo o
- \var{pathname} è un file di dispositivo ma il dispositivo è assente.
- \item[\macro{ENODEV}] \var{pathname} si riferisce a un file di dispositivo
- che non esiste.
- \item[\macro{ETXTBSY}] si è cercato di accedere in scrittura all'immagine di
- un programma in esecuzione.
- \item[\macro{ELOOP}] si sono incontrati troppi link simbolici nel risolvere
- pathname o si è indicato \macro{O\_NOFOLLOW} e \var{pathname} è un link
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] si è specificato \const{O\_DIRECTORY} e
+ \param{pathname} non è una directory.
+ \item[\errcode{ENXIO}] si sono impostati \const{O\_NOBLOCK} o
+ \const{O\_WRONLY} ed il file è una fifo che non viene letta da nessun
+ processo o \param{pathname} è un file di dispositivo ma il dispositivo è
+ assente.
+ \item[\errcode{ENODEV}] \param{pathname} si riferisce a un file di
+ dispositivo che non esiste.
+ \item[\errcode{ETXTBSY}] si è cercato di accedere in scrittura all'immagine
+ di un programma in esecuzione.
+ \item[\errcode{ELOOP}] si sono incontrati troppi link simbolici nel risolvere
+ pathname o si è indicato \const{O\_NOFOLLOW} e \param{pathname} è un link
simbolico.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
- \macro{EROFS}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOSPC}, \macro{ENOMEM},
- \macro{EMFILE} e \macro{ENFILE}.}
+ ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
+ \errval{EROFS}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOSPC}, \errval{ENOMEM},
+ \errval{EMFILE} e \errval{ENFILE}.}
\end{functions}
La funzione apre il file, usando il primo file descriptor libero, e crea
-l'opportuna voce (cioè la struttura \var{file}) nella file table. Viene usato
-sempre il file descriptor con il valore più basso.
+l'opportuna voce (cioè la struttura \struct{file}) nella file table. Viene
+usato sempre il file descriptor con il valore più basso.
\begin{table}[!htb]
\centering
\textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
\hline
\hline % modalità di accesso al file
- \macro{O\_RDONLY} & apre il file in sola lettura. \\
- \macro{O\_WRONLY} & apre il file in sola scrittura. \\
- \macro{O\_RDWR} & apre il file in lettura/scrittura. \\
+ \const{O\_RDONLY} & apre il file in sola lettura. \\
+ \const{O\_WRONLY} & apre il file in sola scrittura. \\
+ \const{O\_RDWR} & apre il file in lettura/scrittura. \\
\hline % modalità di apertura del file
\hline
- \macro{O\_CREAT} & se il file non esiste verrà creato, con le regole di
- titolarità del file viste in \secref{sec:file_ownership}. Il parametro
- \var{mode} deve essere specificato. \\
- \macro{O\_EXCL} & usato in congiunzione con \macro{O\_CREAT} fa sì che
+ \const{O\_CREAT} & se il file non esiste verrà creato, con le regole di
+ titolarità del file viste in \secref{sec:file_ownership}. L'argomento
+ \param{mode} deve essere specificato. \\
+ \const{O\_EXCL} & usato in congiunzione con \const{O\_CREAT} fa sì che
l'esistenza del file diventi un errore\protect\footnotemark\ che fa fallire
- \func{open} con \macro{EEXIST}. \\
- \macro{O\_NONBLOCK} & apre il file in modalità non bloccante. Questo
+ \func{open} con \errcode{EEXIST}. \\
+ \const{O\_NONBLOCK} & apre il file in modalità non bloccante. Questo
valore specifica anche una modalità di operazione (vedi sotto), e
comporta che \func{open} ritorni immediatamente (l'opzione ha senso
solo per le fifo, torneremo questo in \secref{sec:ipc_named_pipe}). \\
- \macro{O\_NOCTTY} & se \var{pathname} si riferisce ad un device di
+ \const{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 \secref{sec:sess_ctrl_term}). \\
- \macro{O\_SHLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno shared lock (vedi
+ \const{O\_SHLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno shared lock (vedi
\secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
- \macro{O\_EXLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno lock esclusivo (vedi
+ \const{O\_EXLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno lock esclusivo (vedi
\secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
- \macro{O\_TRUNC} & se il file esiste ed è un file di dati e la modalità di
+ \const{O\_TRUNC} & se il file esiste ed è un file di dati e la modalità di
apertura consente la scrittura, allora la sua lunghezza verrà troncata a
zero. Se il file è un terminale o una fifo il flag verrà ignorato, negli
altri casi il comportamento non è specificato. \\
- \macro{O\_NOFOLLOW} & se \var{pathname} è un link simbolico la chiamata
+ \const{O\_NOFOLLOW} & se \param{pathname} è un link simbolico la chiamata
fallisce. Questa è un'estensione BSD aggiunta in Linux dal kernel 2.1.126.
Nelle versioni precedenti i link simbolici sono sempre seguiti, e questa
opzione è ignorata. \\
- \macro{O\_DIRECTORY} & se \var{pathname} non è una directory la chiamata
+ \const{O\_DIRECTORY} & se \param{pathname} non è una directory la chiamata
fallisce. Questo flag è specifico di Linux ed è stato introdotto con il
kernel 2.1.126 per evitare dei
\textit{DoS}\index{DoS}\protect\footnotemark\ quando
\func{opendir} viene chiamata su una
fifo o su un device di unità a nastri, non deve essere utilizzato al di
fuori dell'implementazione di \func{opendir}. \\
- \macro{O\_LARGEFILE} & nel caso di sistemi a 32 bit che supportano file di
+ \const{O\_LARGEFILE} & nel caso di sistemi a 32 bit che supportano file di
grandi dimensioni consente di aprire file le cui dimensioni non possono
essere rappresentate da numeri a 31 bit. \\
\hline
\hline % modalità di operazione col file
- \macro{O\_APPEND} & il file viene aperto in append mode. Prima di ciascuna
+ \const{O\_APPEND} & il file viene aperto in append mode. Prima di ciascuna
scrittura la posizione corrente viene sempre impostata alla fine del
file. Può causare corruzione del file con NFS se più di un processo scrive
allo stesso tempo.\footnotemark\\
- \macro{O\_NONBLOCK} & il file viene aperto in modalità non bloccante per
+ \const{O\_NONBLOCK} & il file viene aperto in modalità non bloccante per
le operazioni di I/O (che tratteremo in \secref{sec:file_noblocking}):
questo significa il fallimento di \func{read} in assenza di dati da
leggere e quello di \func{write} in caso di impossibilità di scrivere
immediatamente. Questa modalità ha senso solo per le fifo e per alcuni
file di dispositivo. \\
- \macro{O\_NDELAY} & in Linux\footnotemark\ è sinonimo di
- \macro{O\_NONBLOCK}.\\
- \macro{O\_ASYNC} & apre il file per l'I/O in modalità
+ \const{O\_NDELAY} & in Linux\footnotemark\ è sinonimo di
+ \const{O\_NONBLOCK}.\\
+ \const{O\_ASYNC} & apre il file per l'I/O in modalità
asincrona (vedi \secref{sec:file_asyncronous_io}). Quando è impostato viene
- generato il segnale \macro{SIGIO} tutte le volte che sono disponibili
+ generato il segnale \const{SIGIO} tutte le volte che sono disponibili
dati in input sul file. \\
- \macro{O\_SYNC} & apre il file per l'input/output sincrono, ogni
+ \const{O\_SYNC} & apre il file per l'input/output sincrono, ogni
\func{write} bloccherà fino al completamento della scrittura di tutti dati
sul sull'hardware sottostante.\\
- \macro{O\_FSYNC} & sinonimo di \macro{O\_SYNC}. \\
- \macro{O\_NOATIME} & blocca l'aggiornamento dei tempi dei di accesso dei
+ \const{O\_FSYNC} & sinonimo di \const{O\_SYNC}. \\
+ \const{O\_NOATIME} & blocca l'aggiornamento dei tempi dei di accesso dei
file (vedi \secref{sec:file_file_times}). In Linux questa opzione non è
disponibile per il singolo file ma come opzione per il filesystem in fase
di montaggio.\\
\footnotetext[2]{la pagina di manuale di \func{open} segnala che questa
opzione è difettosa su NFS, e che i programmi che la usano per stabilire un
- \textsl{file di lock}\index{file di lock} possono incorrere in una race
+ \textsl{file di lock}\index{file!di lock} possono incorrere in una race
condition\index{race condition}. Si consiglia come alternativa di usare un
file con un nome univoco e la funzione \func{link} per verificarne
l'esistenza (vedi \secref{sec:ipc_file_lock}).}
-\footnotetext[3]{\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 bloccato nelle risposte all'attacco.}
+\footnotetext[3]{\textit{Denial of Service}\index{DoS}, si chiamano così
+ attacchi miranti ad impedire un servizio causando una qualche forma di
+ carico eccessivo per il sistema, che resta bloccato nelle risposte
+ all'attacco.}
\footnotetext[4]{il problema è che NFS non supporta la scrittura in append, ed
il kernel deve simularla, ma questo comporta la possibilità di una race
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 \var{file} (al solito si veda lo schema
+campo \var{f\_flags} della struttura \struct{file} (al solito si veda lo schema
di \figref{fig:file_proc_file}). Essi sono divisi in tre categorie
principali:
\begin{itemize}
ciascuno di questi bit. Dette costanti possono essere combinate fra di loro
con un OR aritmetico per costruire il valore (in forma di maschera binaria)
dell'argomento \param{flags} da passare alla \func{open} per specificarne il
-comportamento. I due flag \macro{O\_NOFOLLOW} e \macro{O\_DIRECTORY} sono
+comportamento. I due flag \const{O\_NOFOLLOW} e \const{O\_DIRECTORY} sono
estensioni specifiche di Linux, e deve essere definita la macro
\macro{\_GNU\_SOURCE} per poterli usare.
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 system call apposita,
-\func{creat}, il cui prototipo è:
+\funcd{creat}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{fcntl.h}
{int creat(const char *pathname, mode\_t mode)}
- Crea un nuovo file vuoto, con i permessi specificati da \var{mode}. È del
+ Crea un nuovo file vuoto, con i permessi specificati da \param{mode}. È del
tutto equivalente a \code{open(filedes, O\_CREAT|O\_WRONLY|O\_TRUNC, mode)}.
\end{prototype}
\noindent adesso questa funzione resta solo per compatibilità con i vecchi
\subsection{La funzione \func{close}}
\label{sec:file_close}
-La funzione \func{close} permette di chiudere un file, in questo modo il file
+La funzione \funcd{close} permette di chiudere un file, in questo modo il file
descriptor ritorna disponibile; il suo prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{int close(int fd)}
- Chiude il descrittore \var{fd}.
+ Chiude il descrittore \param{fd}.
\bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
ed in questo caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EBADF}] \var{fd} non è un descrittore valido.
- \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
+ \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un descrittore valido.
+ \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EIO}.}
+ ed inoltre \errval{EIO}.}
\end{prototype}
-La chiusura di un file rilascia ogni blocco (il \textit{file locking} è
-trattato in \secref{sec:file_locking}) che il processo poteva avere acquisito
-su di esso; se \var{fd} è l'ultimo riferimento (di eventuali copie) ad un file
-aperto, tutte le risorse nella file table vengono rilasciate. Infine se il
-file descriptor era l'ultimo riferimento ad un file su disco quest'ultimo
-viene cancellato.
+La chiusura di un file rilascia ogni blocco (il \textit{file
+ locking}\index{file!locking} è trattato in \secref{sec:file_locking}) che il
+processo poteva avere acquisito su di esso; se \param{fd} è l'ultimo
+riferimento (di eventuali copie) ad un file aperto, tutte le risorse nella
+file table vengono rilasciate. Infine se il file descriptor era l'ultimo
+riferimento ad un file su disco quest'ultimo viene cancellato.
Si ricordi che quando un processo termina anche tutti i suoi file descriptor
vengono chiusi, molti programmi sfruttano questa caratteristica e non usano
Come già accennato in \secref{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 \var{file}) espressa da un numero intero
+mantenuto nel campo \var{f\_pos} di \struct{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.
-In genere (a meno di non avere richiesto la modalità \macro{O\_APPEND}) questa
+In genere (a meno di non avere richiesto la modalità \const{O\_APPEND}) questa
posizione viene impostata a zero all'apertura del file. È possibile impostarla
-ad un valore qualsiasi con la funzione \func{lseek}, il cui prototipo è:
+ad un valore qualsiasi con la funzione \funcd{lseek}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{unistd.h}
successo e -1 in caso di errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket o una fifo.
- \item[\macro{EINVAL}] \param{whence} non è un valore valido.
+ \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket\index{socket} o una
+ fifo.
+ \item[\errcode{EINVAL}] \param{whence} non è un valore valido.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EBADF}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}.}
\end{functions}
La nuova posizione è impostata usando il valore specificato da \param{offset},
sommato al riferimento dato da \param{whence}; quest'ultimo può assumere i
seguenti valori\footnote{per compatibilità con alcune vecchie notazioni
questi valori possono essere rimpiazzati rispettivamente con 0, 1 e 2 o con
- \macro{L\_SET}, \macro{L\_INCR} e \macro{L\_XTND}.}:
+ \const{L\_SET}, \const{L\_INCR} e \const{L\_XTND}.}:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\macro{SEEK\_SET}] si fa riferimento all'inizio del file: il valore
+\item[\const{SEEK\_SET}] si fa riferimento all'inizio del file: il valore
(sempre positivo) di \param{offset} indica direttamente la nuova posizione
corrente.
-\item[\macro{SEEK\_CUR}] si fa riferimento alla posizione corrente del file:
+\item[\const{SEEK\_CUR}] si fa riferimento alla posizione corrente del file:
ad essa viene sommato \param{offset} (che può essere negativo e positivo)
per ottenere la nuova posizione corrente.
-\item[\macro{SEEK\_END}] si fa riferimento alla fine del file: alle dimensioni
+\item[\const{SEEK\_END}] si fa riferimento alla fine del file: alle dimensioni
del file viene sommato \param{offset} (che può essere negativo e positivo)
per ottenere la nuova posizione corrente.
\end{basedescript}
impostare la posizione corrente anche oltre la fine del file, e alla
successiva scrittura il file sarà esteso. La chiamata non causa nessuna
attività di input/output, si limita a modificare la posizione corrente nel
-kernel (cioè \var{f\_pos} in \var{file}, vedi \figref{fig:file_proc_file}).
+kernel (cioè \var{f\_pos} in \param{file}, vedi \figref{fig:file_proc_file}).
Dato che la funzione ritorna la nuova posizione, usando il valore zero per
\param{offset} si può riottenere la posizione corrente nel file chiamando la
funzione con \code{lseek(fd, 0, SEEK\_CUR)}.
-Si tenga presente inoltre che usare \macro{SEEK\_END} non assicura affatto che
+Si tenga presente inoltre che usare \const{SEEK\_END} non assicura affatto che
la successiva scrittura avvenga alla fine del file, infatti se questo è stato
aperto anche da un altro processo che vi ha scritto, la fine del file può
essersi spostata, ma noi scriveremo alla posizione impostata in precedenza
-(questa è una potenziale sorgente di \textit{race condition}\index{race
- condition}, vedi \secref{sec:file_atomic}).
+(questa è una potenziale sorgente di \textit{race condition}
+\index{race condition}, vedi \secref{sec:file_atomic}).
Non tutti i file supportano la capacità di eseguire una \func{lseek}, in
-questo caso la funzione ritorna l'errore \macro{EPIPE}. Questo, oltre che per
+questo caso la funzione ritorna l'errore \errcode{EPIPE}. Questo, oltre che per
i tre casi citati nel prototipo, vale anche per tutti quei dispositivi che non
supportano questa funzione, come ad esempio per i file di
-terminale.\footnote{altri sistemi, usando \macro{SEEK\_SET}, in questo caso
+terminale.\footnote{altri sistemi, usando \const{SEEK\_SET}, in questo caso
ritornano il numero di caratteri che vi sono stati scritti.} Lo standard
POSIX però non specifica niente in proposito. Infine alcuni file speciali, ad
esempio \file{/dev/null}, non causano un errore ma restituiscono un valore
Una volta che un file è stato aperto (con il permesso in lettura) su possono
-leggere i dati che contiene utilizzando la funzione \func{read}, il cui
+leggere i dati che contiene utilizzando la funzione \funcd{read}, il cui
prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{ssize\_t read(int fd, void * buf, size\_t count)}
- Cerca di leggere \var{count} byte dal file \var{fd} al buffer \var{buf}.
+ Cerca di leggere \param{count} byte dal file \param{fd} al buffer
+ \param{buf}.
\bodydesc{La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e
-1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
+ \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
aver potuto leggere qualsiasi dato.
- \item[\macro{EAGAIN}] la funzione non aveva nessun dato da restituire e si
- era aperto il file in modalità \macro{O\_NONBLOCK}.
+ \item[\errcode{EAGAIN}] la funzione non aveva nessun dato da restituire e si
+ era aperto il file in modalità \const{O\_NONBLOCK}.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EBADF}, \macro{EIO}, \macro{EISDIR}, \macro{EBADF},
- \macro{EINVAL} e \macro{EFAULT} ed eventuali altri errori dipendenti dalla
- natura dell'oggetto connesso a \var{fd}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EIO}, \errval{EISDIR}, \errval{EBADF},
+ \errval{EINVAL} e \errval{EFAULT} ed eventuali altri errori dipendenti dalla
+ natura dell'oggetto connesso a \param{fd}.}
\end{prototype}
-La funzione tenta di leggere \var{count} byte a partire dalla posizione
+La funzione tenta di leggere \param{count} byte a partire dalla posizione
corrente nel file. Dopo la lettura la posizione sul file è spostata
-automaticamente in avanti del numero di byte letti. Se \var{count} è zero la
+automaticamente in avanti del numero di byte letti. Se \param{count} è zero la
funzione restituisce zero senza nessun altro risultato.
Si deve sempre tener presente che non è detto che la funzione \func{read}
di byte richiesti eccede quelli disponibili la funzione ritorna comunque, ma
con un numero di byte inferiore a quelli richiesti.
-Lo stesso comportamento avviene caso di lettura dalla rete (cioè su un socket,
-come vedremo in \secref{sec:sock_io_behav}), o per la lettura da certi file di
-dispositivo, come le unità a nastro, che restituiscono sempre i dati ad un
-singolo blocco alla volta.
+Lo stesso comportamento avviene caso di lettura dalla rete (cioè su un
+socket\index{socket}, come vedremo in \secref{sec:sock_io_behav}), o per la
+lettura da certi file di dispositivo, come le unità a nastro, che
+restituiscono sempre i dati ad un singolo blocco alla volta.
-In realtà anche le due condizioni segnalate dagli errori \macro{EINTR} e
-\macro{EAGAIN} non sono errori. La prima si verifica quando la \func{read} è
+In realtà anche le due condizioni segnalate dagli errori \errcode{EINTR} e
+\errcode{EAGAIN} non sono errori. La prima si verifica quando la \func{read} è
bloccata in attesa di dati in ingresso e viene interrotta da un segnale; in
tal caso l'azione da intraprendere è quella di rieseguire la funzione.
Torneremo in dettaglio sull'argomento in \secref{sec:sig_gen_beha}.
La seconda si verifica quando il file è in modalità non bloccante (vedi
\secref{sec:file_noblocking}) e non ci sono dati in ingresso: la funzione
-allora ritorna immediatamente con un errore \macro{EAGAIN}\footnote{sotto BSD
- per questo errore viene usata la costante \macro{EWOULDBLOCK}, in Linux, con
- le glibc, questa è sinonima di \macro{EAGAIN}.} che indica soltanto che
-occorrerà provare a ripetere la lettura.
+allora ritorna immediatamente con un errore \errcode{EAGAIN}\footnote{sotto
+ BSD per questo errore viene usata la costante \errcode{EWOULDBLOCK}, in
+ Linux, con le glibc, questa è sinonima di \errcode{EAGAIN}.} che indica
+soltanto che occorrerà provare a ripetere la lettura.
La funzione \func{read} è una delle system call fondamentali, esistenti fin
dagli albori di Unix, ma nella seconda versione delle \textit{Single Unix
aggiunto con la versione 2.1, in versioni precedenti sia del kernel che
delle librerie la funzione non è disponibile.} (quello che viene chiamato
normalmente Unix98, vedi \secref{sec:intro_opengroup}) è stata introdotta la
-definizione di un'altra funzione di lettura, \func{pread}, il cui prototipo è:
+definizione di un'altra funzione di lettura, \funcd{pread}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}
{ssize\_t pread(int fd, void * buf, size\_t count, off\_t offset)}
-Cerca di leggere \var{count} byte dal file \var{fd}, a partire dalla posizione
-\var{offset}, nel buffer \var{buf}.
+Cerca di leggere \param{count} byte dal file \param{fd}, a partire dalla
+posizione \param{offset}, nel buffer \param{buf}.
\bodydesc{La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e -1
in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori già visti per
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 \secref{sec:file_sharing}). Il valore di
-\var{offset} fa sempre riferimento all'inizio del file.
+\param{offset} fa sempre riferimento all'inizio del file.
\subsection{La funzione \func{write}}
\label{sec:file_write}
Una volta che un file è stato aperto (con il permesso in scrittura) su può
-scrivere su di esso utilizzando la funzione \func{write}, il cui prototipo è:
+scrivere su di esso utilizzando la funzione \funcd{write}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{ssize\_t write(int fd, void * buf, size\_t count)}
- Scrive \var{count} byte dal buffer \var{buf} sul file \var{fd}.
+ Scrive \param{count} byte dal buffer \param{buf} sul file \param{fd}.
\bodydesc{La funzione ritorna il numero di byte scritti in caso di successo
e -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EINVAL}] \var{fd} è connesso ad un oggetto che non consente la
- scrittura.
- \item[\macro{EFBIG}] si è cercato di scrivere oltre la dimensione massima
+ \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è connesso ad un oggetto che non consente
+ la scrittura.
+ \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.
- \item[\macro{EPIPE}] \var{fd} è connesso ad una pipe il cui altro capo è
+ \item[\errcode{EPIPE}] \param{fd} è connesso ad una pipe il cui altro capo è
chiuso in lettura; in questo caso viene anche generato il segnale
- \macro{SIGPIPE}, se questo viene gestito (o bloccato o ignorato) la
+ \const{SIGPIPE}, se questo viene gestito (o bloccato o ignorato) la
funzione ritorna questo errore.
- \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
+ \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
aver potuto scrivere qualsiasi dato.
- \item[\macro{EAGAIN}] la funzione non aveva nessun dato da restituire e si
- era aperto il file in modalità \macro{O\_NONBLOCK}.
+ \item[\errcode{EAGAIN}] la funzione non aveva nessun dato da restituire e si
+ era aperto il file in modalità \const{O\_NONBLOCK}.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EBADF}, \macro{EIO}, \macro{EISDIR}, \macro{EBADF},
- \macro{ENOSPC}, \macro{EINVAL} e \macro{EFAULT} ed eventuali altri errori
- dipendenti dalla natura dell'oggetto connesso a \var{fd}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EIO}, \errval{EISDIR}, \errval{EBADF},
+ \errval{ENOSPC}, \errval{EINVAL} e \errval{EFAULT} ed eventuali altri errori
+ dipendenti dalla natura dell'oggetto connesso a \param{fd}.}
\end{prototype}
-Come nel caso di \func{read} la funzione tenta di scrivere \var{count} byte a
-partire dalla posizione corrente nel file e sposta automaticamente la
+Come nel caso di \func{read} la funzione tenta di scrivere \param{count} byte
+a partire dalla posizione corrente nel file e sposta automaticamente la
posizione in avanti del numero di byte scritti. Se il file è aperto in
-modalità \macro{O\_APPEND} i dati vengono sempre scritti alla fine del file.
+modalità \const{O\_APPEND} i dati vengono sempre scritti alla fine del file.
Lo standard POSIX richiede che i dati scritti siano immediatamente disponibili
ad una \func{read} chiamata dopo che la \func{write} che li ha scritti è
ritornata; ma dati i meccanismi di caching non è detto che tutti i filesystem
supportino questa capacità.
-Se \var{count} è zero la funzione restituisce zero senza fare nient'altro. Per
-i file ordinari il numero di byte scritti è sempre uguale a quello indicato
-da \var{count}, a meno di un errore. Negli altri casi si ha lo stesso
-comportamento di \func{read}.
+Se \param{count} è zero la funzione restituisce zero senza fare nient'altro.
+Per i file ordinari il numero di byte scritti è sempre uguale a quello
+indicato da \param{count}, a meno di un errore. Negli altri casi si ha lo
+stesso comportamento di \func{read}.
-Anche per \func{write} lo standard Unix98 definisce un'analoga \func{pwrite}
+Anche per \func{write} lo standard Unix98 definisce un'analoga \funcd{pwrite}
per scrivere alla posizione indicata senza modificare la posizione corrente
nel file, il suo prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}
{ssize\_t pwrite(int fd, void * buf, size\_t count, off\_t offset)}
-Cerca di scrivere sul file \var{fd}, a partire dalla posizione \var{offset},
-\var{count} byte dal buffer \var{buf}.
+Cerca di scrivere sul file \param{fd}, a partire dalla posizione
+\param{offset}, \param{count} byte dal buffer \param{buf}.
\bodydesc{La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e -1
in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori già visti per
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=13cm]{img/filemultacc}
+ \includegraphics[width=15cm]{img/filemultacc}
\caption{Schema dell'accesso allo stesso file da parte di due processi
diversi}
\label{fig:file_mult_acc}
su disco; sulla base di quanto visto in \secref{sec:file_fd} avremo una
situazione come quella illustrata in \figref{fig:file_mult_acc}: ciascun
processo avrà una sua voce nella \textit{file table} referenziata da un
-diverso file descriptor nella sua \var{file\_struct}. Entrambe le voci nella
-\textit{file table} faranno però riferimento allo stesso inode su disco.
+diverso file descriptor nella sua \struct{file\_struct}. Entrambe le voci
+nella \textit{file table} faranno però riferimento allo stesso
+inode\index{inode} su disco.
Questo significa che ciascun processo avrà la sua posizione corrente sul file,
la sua modalità di accesso e versioni proprie di tutte le proprietà che
\item ciascun processo può scrivere indipendentemente; dopo ciascuna
\func{write} la posizione corrente sarà cambiata solo nel processo. Se la
scrittura eccede la dimensione corrente del file questo verrà esteso
- automaticamente con l'aggiornamento del campo \var{i\_size} nell'inode.
-\item se un file è in modalità \macro{O\_APPEND} tutte le volte che viene
+ automaticamente con l'aggiornamento del campo \var{i\_size}
+ nell'inode\index{inode}.
+\item se un file è in modalità \const{O\_APPEND} tutte le volte che viene
effettuata una scrittura la posizione corrente viene prima impostata alla
- dimensione corrente del file letta 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 \var{file} della \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 dall'inode.
+ dimensione corrente del file letta dall'inode\index{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 \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
+ dall'inode\index{inode}.
\end{itemize}
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=13cm]{img/fileshar}
+ \includegraphics[width=15cm]{img/fileshar}
\caption{Schema dell'accesso ai file da parte di un processo figlio}
\label{fig:file_acc_child}
\end{figure}
di una \func{fork} (si ricordi quanto detto in \secref{sec:proc_fork}). La
situazione è illustrata in \figref{fig:file_acc_child}; dato che il processo
figlio riceve una copia dello spazio di indirizzi del padre, riceverà anche
-una copia di \var{file\_struct} e relativa tabella dei file aperti.
+una copia di \struct{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
- \var{file}.}, vengono in questo caso condivisi. Ai file però sono associati
-anche altri flag, dei quali l'unico usato al momento è \macro{FD\_CLOEXEC},
-detti \textit{file descriptor flags}. Questi ultimi sono tenuti invece in
-\var{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}.
+ \struct{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
+processo e non vengono modificati dalle azioni degli altri anche in caso di
+condivisione della stessa voce della \textit{file table}.
maniera imprevedibile. Il sistema però fornisce in alcuni casi la possibilità
di eseguire alcune operazioni di scrittura in maniera coordinata anche senza
utilizzare meccanismi di sincronizzazione più complessi (come il \textit{file
- locking}, che esamineremo in \secref{sec:file_locking}).
+ locking}\index{file!locking}, che esamineremo in \secref{sec:file_locking}).
Un caso tipico di necessità di accesso condiviso in scrittura è quello in cui
vari processi devono scrivere alla fine di un file (ad esempio un file di
Il problema è che usare due system call in successione non è un'operazione
atomica; il problema è stato risolto introducendo la modalità
-\macro{O\_APPEND}. In questo caso infatti, come abbiamo descritto in
+\const{O\_APPEND}. In questo caso infatti, come abbiamo descritto in
precedenza, è il kernel che aggiorna automaticamente la posizione alla fine
del file prima di effettuare la scrittura, e poi estende il file. Tutto questo
avviene all'interno di una singola system call (la \func{write}) che non
essendo interrompibile da un altro processo costituisce un'operazione atomica.
Un altro caso tipico in cui è necessaria l'atomicità è quello in cui si vuole
-creare un \textsl{file di lock}\index{file di lock}, bloccandosi se il file
+creare un \textsl{file di lock}\index{file!di lock}, bloccandosi se il file
esiste. In questo caso la sequenza logica porterebbe a verificare prima
l'esistenza del file con una \func{stat} per poi crearlo con una \func{creat};
di nuovo avremmo la possibilità di una race condition\index{race condition} da
creazione.
Per questo motivo sono stati introdotti per \func{open} i due flag
-\macro{O\_CREAT} e \macro{O\_EXCL}. In questo modo l'operazione di controllo
+\const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}. In questo modo l'operazione di controllo
dell'esistenza del file (con relativa uscita dalla funzione con un errore) e
creazione in caso di assenza, diventa atomica essendo svolta tutta all'interno
di una singola system call (per i dettagli sull'uso di questa caratteristica
questo dà la garanzia assoluta che i dati siano integri dopo la chiamata,
l'hardware dei dischi è in genere dotato di un suo meccanismo interno di
ottimizzazione per l'accesso al disco che può ritardare ulteriormente la
- scrittura effettiva.} La prima di queste funzioni è \func{sync} il cui
+ scrittura effettiva.} La prima di queste funzioni è \funcd{sync} il cui
prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{int sync(void)}
Quando si vogliono scaricare soltanto i dati di un file (ad esempio essere
sicuri che i dati di un database sono stati registrati su disco) si possono
-usare le due funzioni \func{fsync} e \func{fdatasync}, i cui prototipi sono:
+usare le due funzioni \funcd{fsync} e \funcd{fdatasync}, i cui prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{unistd.h}
\funcdecl{int fsync(int fd)}
\bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
nel qual caso \var{errno} assume i valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EINVAL}] \param{fd} è un file speciale che non supporta la
+ \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un file speciale che non supporta la
sincronizzazione.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EBADF}, \macro{EROFS} e \macro{EIO}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
\end{functions}
Entrambe le funzioni forzano la sincronizzazione col disco di tutti i dati del
file specificato, ed attendono fino alla conclusione delle operazioni;
\func{fsync} forza anche la sincronizzazione dei metadati del file (che
riguardano sia le modifiche alle tabelle di allocazione dei settori, che gli
-altri dati contenuti nell'inode che si leggono con \var{fstat} come i tempi
-del file).
+altri dati contenuti nell'inode\index{inode} che si leggono con \func{fstat},
+come i tempi del file).
Si tenga presente che questo non comporta la sincronizzazione della
directory che contiene il file (e scrittura della relativa voce su
Abbiamo già visto in \secref{sec:file_sharing} come un processo figlio
condivida gli stessi file descriptor del padre; è possibile però ottenere un
comportamento analogo all'interno di uno stesso processo \textit{duplicando}
-un file descriptor. Per far questo si usa la funzione \func{dup} il cui
+un file descriptor. Per far questo si usa la funzione \funcd{dup} il cui
prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{int dup(int oldfd)}
Crea una copia del file descriptor \param{oldfd}.
-1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto.
- \item[\macro{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
+ \item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto.
+ \item[\errcode{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
descriptor aperti.
\end{errlist}}
\end{prototype}
file descriptor è una copia esatta del precedente ed entrambi possono essere
interscambiati nell'uso. Per capire meglio il funzionamento della funzione si
può fare riferimento a \figref{fig:file_dup}: l'effetto della funzione è
-semplicemente quello di copiare il valore nella struttura \var{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.
+semplicemente quello di copiare il valore nella struttura
+\struct{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.
\begin{figure}[htb]
- \centering \includegraphics[width=13cm]{img/filedup}
+ \centering \includegraphics[width=15cm]{img/filedup}
\caption{Schema dell'accesso ai file duplicati}
\label{fig:file_dup}
\end{figure}
diventa così possibile associare un file (o una pipe) allo standard input o
allo standard output (torneremo sull'argomento in \secref{sec:ipc_pipe_use},
quando tratteremo le pipe). Per fare questo in genere occorre prima chiudere
-il file che si vuole sostituire, cossicché il suo file descriptor possa esser
+il file che si vuole sostituire, cosicché il suo file descriptor possa esser
restituito alla chiamata di \func{dup}, come primo file descriptor
disponibile.
Dato che questa è l'operazione più comune, è prevista una diversa versione
-della funzione, \func{dup2}, che permette di specificare esplicitamente qual'è
-il valore di file descriptor che si vuole avere come duplicato; il suo
+della funzione, \funcd{dup2}, che permette di specificare esplicitamente
+qual'è il valore di file descriptor che si vuole avere come duplicato; il suo
prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{int dup2(int oldfd, int newfd)}
\bodydesc{La funzione ritorna il nuovo file descriptor in caso di successo e
-1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto o \param{newfd} ha un
- valore fuori dall'intervallo consentito per i file descriptor.
- \item[\macro{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
+ \item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto o \param{newfd} ha
+ un valore fuori dall'intervallo consentito per i file descriptor.
+ \item[\errcode{EMFILE}] si è raggiunto il numero massimo consentito di file
descriptor aperti.
\end{errlist}}
\end{prototype}
\noindent e qualora il file descriptor \param{newfd} sia già aperto (come
avviene ad esempio nel caso della duplicazione di uno dei file standard) esso
-sarà prima chiuso e poi duplicato.
+sarà prima chiuso e poi duplicato (così che il file duplicato sarà connesso
+allo stesso valore per il file descriptor).
La duplicazione dei file descriptor può essere effettuata anche usando la
funzione di controllo dei file \func{fnctl} (che esamineremo in
-\secref{sec:file_fcntl}) con il parametro \macro{F\_DUPFD}.
+\secref{sec:file_fcntl}) con il parametro \const{F\_DUPFD}. L'operazione ha
+la sintassi \code{fnctl(oldfd, F\_DUPFD, newfd)} e se si usa 0 come valore per
+\param{newfd} diventa equivalente a \func{dup}.
-L'operazione ha la sintassi \code{fnctl(oldfd, F\_DUPFD, newfd)} e se si usa 0
-come valore per \param{newfd} diventa equivalente a \func{dup}. La sola
-differenza, a parte i codici di errore, è che \func{dup2} chiude il nuovo file
-se è già aperto mentre \func{fcntl} apre il primo disponibile con un valore
-superiore, per cui per poterla usare come \func{dup2} occorrerebbe prima
-effettuare una \func{close}, perdendo l'atomicità dell'operazione.
+La sola differenza fra le due funzioni\footnote{a parte la sintassi ed i
+ diversi codici di errore.} è che \func{dup2} chiude il file descriptor
+\param{newfd} se questo è già aperto, garantendo che la duplicazione sia
+effettuata esattamente su di esso, invece \func{fcntl} restituisce il primo
+file descriptor libero di valore uguale o maggiore di \param{newfd} (e se
+\param{newfd} è aperto la duplicazione avverrà su un altro file descriptor).
\subsection{La funzione \func{fcntl}}
Oltre alle operazioni base esaminate in \secref{sec:file_base_func} esistono
tutta una serie di operazioni ausiliarie che è possibile eseguire su un file
-descriptor. Per queste operazioni di manipolazione delle varie proprietà di un
-file descriptor viene usata la funzione \func{fcntl} il cui prototipo è:
+descriptor, che non riguardano la normale lettura e scrittura di dati, ma la
+gestione sia delle loro proprietà, che di tutta una serie di ulteriori
+funzionalità che il kernel può mettere a disposizione.\footnote{ad esempio si
+ gestiscono con questa funzione l'I/O asincrono (vedi
+ \secref{sec:file_asyncronous_io}) e il file locking\index{file!locking}
+ (vedi \secref{sec:file_locking}).}
+
+Per queste operazioni di manipolazione e di controllo su proprietà e
+caratteristiche un file descriptor, viene usata la funzione \funcd{fcntl}, il
+cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{unistd.h}
\headdecl{fcntl.h}
codice dell'errore è restituito nella variabile \var{errno}; i codici
possibili dipendono dal tipo di operazione, l'unico valido in generale è:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EBADF}] \param{fd} non è un file aperto.
+ \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file aperto.
\end{errlist}}
\end{functions}
un esempio per la duplicazione dei file descriptor, una lista dei possibili
valori è riportata di seguito:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\macro{F\_DUPFD}] trova il primo file descriptor disponibile di valore
- maggiore o uguale ad \param{arg} e ne fa una copia di \var{fd}. In caso di
+\item[\const{F\_DUPFD}] trova il primo file descriptor disponibile di valore
+ maggiore o uguale ad \param{arg} e ne fa una copia di \param{fd}. In caso di
successo ritorna il nuovo file descriptor. Gli errori possibili sono
- \macro{EINVAL} se \param{arg} è negativo o maggiore del massimo consentito o
- \macro{EMFILE} se il processo ha già raggiunto il massimo numero di
+ \errcode{EINVAL} se \param{arg} è negativo o maggiore del massimo consentito
+ o \errcode{EMFILE} se il processo ha già raggiunto il massimo numero di
descrittori consentito.
-\item[\macro{F\_SETFD}] imposta il valore del \textit{file descriptor flag} al
+\item[\const{F\_SETFD}] imposta il valore del \textit{file descriptor flag} al
valore specificato con \param{arg}. Al momento l'unico bit usato è quello di
\textit{close-on-exec}\index{close-on-exec}, identificato dalla costante
- \macro{FD\_CLOEXEC}, che serve a richiedere che il file venga chiuso nella
+ \const{FD\_CLOEXEC}, che serve a richiedere che il file venga chiuso nella
esecuzione di una \func{exec} (vedi \secref{sec:proc_exec}).
-\item[\macro{F\_GETFD}] ritorna il valore del \textit{file descriptor flag} di
- \var{fd}, se \macro{FD\_CLOEXEC} è impostato i file descriptor aperti
+\item[\const{F\_GETFD}] ritorna il valore del \textit{file descriptor flag} di
+ \param{fd}, se \const{FD\_CLOEXEC} è impostato i file descriptor aperti
vengono chiusi attraverso una \func{exec} altrimenti (il comportamento
predefinito) restano aperti.
-\item[\macro{F\_GETFL}] ritorna il valore del \textit{file status flag},
+\item[\const{F\_GETFL}] ritorna il valore del \textit{file status flag},
permette cioè di rileggere quei bit impostati da \func{open} all'apertura del
file che vengono memorizzati (quelli riportati nella prima e terza sezione
di \tabref{tab:file_open_flags}).
-\item[\macro{F\_SETFL}] imposta il \textit{file status flag} al valore
+\item[\const{F\_SETFL}] imposta il \textit{file status flag} al valore
specificato da \param{arg}, possono essere impostati solo i bit riportati
nella terza sezione di \tabref{tab:file_open_flags}.\footnote{la pagina di
- manuale riporta come impostabili solo \macro{O\_APPEND},
- \macro{O\_NONBLOCK} e \macro{O\_ASYNC}.}
-\item[\macro{F\_GETLK}] richiede un controllo sul file lock specificato da
+ manuale riporta come impostabili solo \const{O\_APPEND},
+ \const{O\_NONBLOCK} e \const{O\_ASYNC}.}
+\item[\const{F\_GETLK}] richiede un controllo sul file lock specificato da
\param{lock}, sovrascrivendo la struttura da esso puntata con il risultato
(questa funzionalità è trattata in dettaglio in
\secref{sec:file_posix_lock}).
-\item[\macro{F\_SETLK}] richiede o rilascia un file lock a seconda di quanto
+\item[\const{F\_SETLK}] richiede o rilascia un file lock a seconda di quanto
specificato nella struttura puntata da \param{lock}. Se il lock è tenuto da
qualcun'altro ritorna immediatamente restituendo -1 e imposta \var{errno} a
- \macro{EACCES} o \macro{EAGAIN} (questa funzionalità è trattata in dettaglio
- in \secref{sec:file_posix_lock}).
-\item[\macro{F\_SETLKW}] identica a \macro{F\_SETLK} eccetto per il fatto che
+ \errcode{EACCES} o \errcode{EAGAIN} (questa funzionalità è trattata in
+ dettaglio in \secref{sec:file_posix_lock}).
+\item[\const{F\_SETLKW}] identica a \const{F\_SETLK} eccetto per il fatto che
la funzione non ritorna subito ma attende che il blocco sia rilasciato. Se
l'attesa viene interrotta da un segnale la funzione restituisce -1 e imposta
- \var{errno} a \macro{EINTR} (questa funzionalità è trattata in dettaglio in
+ \var{errno} a \errcode{EINTR} (questa funzionalità è trattata in dettaglio in
\secref{sec:file_posix_lock}).
-\item[\macro{F\_GETOWN}] restituisce il \acr{pid} del processo o il process
- group che è preposto alla ricezione dei segnali \macro{SIGIO} e
- \macro{SIGURG} per gli eventi associati al file descriptor \var{fd}. Il
- process group è restituito come valore negativo.
-\item[\macro{F\_SETOWN}] imposta il processo o process group che riceverà i
- segnali \macro{SIGIO} e \macro{SIGURG} per gli eventi associati al file
- descriptor \var{fd}. I process group sono impostati usando valori negativi.
-\item[\macro{F\_GETSIG}] restituisce il valore del segnale mandato quando ci
- sono dati disponibili in input su un file descriptor aperto o impostato in
- I/O asincrono. Il valore 0 indica il valore predefinito (che è
- \macro{SIGIO}), un valore diverso da zero indica il segnale richiesto, (che
- può essere lo stesso \macro{SIGIO}).
-\item[\macro{F\_SETSIG}] imposta il segnale da inviare quando diventa
+\item[\const{F\_GETOWN}] restituisce il \acr{pid} del processo o
+ l'identificatore del process group\footnote{i \texttt{process group} sono
+ (vedi \secref{sec:sess_proc_group}) sono raggruppamenti di processi usati
+ nel controllo di sessione; a ciascuno di essi è associato un
+ identificatore (un numero positivo analogo al \acr{pid}).} che è preposto
+ alla ricezione dei segnali \const{SIGIO} e \const{SIGURG} per gli eventi
+ associati al file descriptor \param{fd}. Nel caso di un process group viene
+ restituito un valore negativo il cui valore assoluto corrisponde
+ all'identificatore del process group.
+\item[\const{F\_SETOWN}] imposta, con il valore dell'argomento \param{arg},
+ l'identificatore del processo o del \textit{process group} che riceverà i
+ segnali \const{SIGIO} e \const{SIGURG} per gli eventi associati al file
+ descriptor \param{fd}. Come per \const{F\_GETOWN}, per impostare un process
+ group si deve usare per \param{arg} un valore negativo, il cui valore
+ assoluto corrisponde all'identificatore del process group.
+\item[\const{F\_GETSIG}] restituisce il valore del segnale inviato quando ci
+ sono dati disponibili in ingresso su un file descriptor aperto ed impostato
+ per l'I/O asincrono (si veda \secref{sec:file_asyncronous_io}). Il valore 0
+ indica il valore predefinito (che è \const{SIGIO}), un valore diverso da
+ zero indica il segnale richiesto, (che può essere anche lo stesso
+ \const{SIGIO}).
+\item[\const{F\_SETSIG}] imposta il segnale da inviare quando diventa
possibile effettuare I/O sul file descriptor in caso di I/O asincrono. Il
- valore zero indica di usare il segnale predefinito, \macro{SIGIO}. Un altro
- valore (compreso lo stesso \macro{SIGIO}) specifica il segnale voluto; l'uso
+ valore zero indica di usare il segnale predefinito, \const{SIGIO}. Un altro
+ valore (compreso lo stesso \const{SIGIO}) specifica il segnale voluto; l'uso
di un valore diverso da zero permette inoltre, se si è installato il
- manipolatore del segnale come \var{sa\_sigaction} usando
- \macro{SA\_SIGINFO}, (vedi \secref{sec:sig_sigaction}), di rendere
- disponibili al manipolatore informazioni ulteriori informazioni riguardo il
+ gestore del segnale come \var{sa\_sigaction} usando
+ \const{SA\_SIGINFO}, (vedi \secref{sec:sig_sigaction}), di rendere
+ disponibili al gestore informazioni ulteriori informazioni riguardo il
file che ha generato il segnale attraverso i valori restituiti in
- \type{siginfo\_t} (come vedremo in
- \secref{sec:file_asyncronous_io}).\footnote{i due comandi \macro{F\_SETSIG}
- e \macro{F\_GETSIG} sono una estensione specifica di Linux.}
+ \struct{siginfo\_t} (come vedremo in
+ \secref{sec:file_asyncronous_io}).\footnote{i due comandi \const{F\_SETSIG}
+ e \const{F\_GETSIG} sono una estensione specifica di Linux.}
\end{basedescript}
La maggior parte delle funzionalità di \func{fcntl} sono troppo avanzate per
poter essere affrontate in dettaglio a questo punto; saranno riprese più
avanti quando affronteremo le problematiche ad esse relative (in particolare
-riprenderemo le tematiche relative all'I/O asincrono in
-\secref{sec:file_asyncronous_io} e quelle relative al \textit{file locking} in
+le tematiche relative all'I/O asincrono sono trattate in maniera esaustiva in
+\secref{sec:file_asyncronous_io} mentre quelle relative al \textit{file
+ locking}\index{file!locking} saranno esaminate in
\secref{sec:file_locking}).
-Per determinare le modalità di accesso inoltre è necessario estrarre i bit di
-accesso (ottenuti con il comando \macro{F\_GETFL}); infatti la definizione
-corrente non assegna bit separati a \macro{O\_RDONLY}, \macro{O\_WRONLY} e
-\macro{O\_RDWR},\footnote{posti rispettivamente ai valori 0, 1 e 2.} per cui il
-valore si ottiene eseguendo un AND binario del valore di ritorno di
-\func{fcntl} con la maschera \macro{O\_ACCMODE} anch'essa definita in
-\file{fcntl.h}.
+Si tenga presente infine che quando si usa la funzione per determinare le
+modalità di accesso con cui è stato aperto il file (attraverso l'uso del
+comando \const{F\_GETFL}) è necessario estrarre i bit corrispondenti nel
+\textit{file status flag} che si è ottenuto. Infatti la definizione corrente
+di quest'ultimo non assegna bit separati alle tre diverse modalità
+\const{O\_RDONLY}, \const{O\_WRONLY} e \const{O\_RDWR}.\footnote{in Linux
+ 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}.
\label{sec:file_ioctl}
Benché il concetto di \textit{everything is a file} si sia dimostratato molto
-valido anche per l'interazione con i più vari dispositivi, con cui si può
-interagire con le stesse funzioni usate per i normali file di dati,
-esisteranno sempre caratteristiche peculiari, specifiche dell'hardware e della
-funzionalità che ciascuno di essi provvede, che non possono venire comprese in
-questa interfaccia astratta (un caso tipico è l'impostazione della velocità di
-una porta seriale, o le dimensioni di un framebuffer).
-
-Per questo motivo l'architettura del sistema ha previsto l'esistenza di una
-funzione speciale, \func{ioctl}, con cui poter compiere operazioni specifiche
-per ogni singolo dispositivo. Il prototipo di questa funzione è:
+valido anche per l'interazione con i dispositivi più vari, fornendo una
+interfaccia che permette di interagire con essi tramite le stesse funzioni
+usate per i normali file di dati, esisteranno sempre caratteristiche
+peculiari, specifiche dell'hardware e della funzionalità che ciascun
+dispositivo può provvedere, che non possono venire comprese in questa
+interfaccia astratta (un caso tipico è l'impostazione della velocità di una
+porta seriale, o le dimensioni di un framebuffer).
+
+Per questo motivo nell'architettura del sistema è stata prevista l'esistenza
+di una funzione apposita, \funcd{ioctl}, con cui poter compiere le operazioni
+specifiche di ogni dispositivo particolare, usando come riferimento il solito
+file descriptor. Il prototipo di questa funzione è:
\begin{prototype}{sys/ioctl.h}{int ioctl(int fd, int request, ...)}
Manipola il dispositivo sottostante, usando il parametro \param{request} per
- specificare l'operazione richiesta e il terzo parametro (usualmente di tipo
+ specificare l'operazione richiesta ed il terzo parametro (usualmente di tipo
\param{char * argp} o \param{int argp}) per il trasferimento
dell'informazione necessaria.
caso di errore viene sempre restituito -1 ed \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{ENOTTY}] il file \param{fd} non è associato con un device, o la
- richiesta non è applicabile all'oggetto a cui fa riferimento \param{fd}.
- \item[\macro{EINVAL}] gli argomenti \param{request} o \param{argp} non sono
+ \item[\errcode{ENOTTY}] il file \param{fd} non è associato con un device, o
+ la richiesta non è applicabile all'oggetto a cui fa riferimento
+ \param{fd}.
+ \item[\errcode{EINVAL}] gli argomenti \param{request} o \param{argp} non sono
validi.
\end{errlist}
- ed inoltre \macro{EBADF} e \macro{EFAULT}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF} e \errval{EFAULT}.}
\end{prototype}
La funzione serve in sostanza per fare tutte quelle operazioni che non si
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
- sicuri che essi siano sempre diversi, ed il loro uso causi al più un errore.
- Si veda il capitolo quinto di \cite{LinDevDri} per una trattazione
- dettagliata dell'argomento.} in alcuni casi, relativi a valori assegnati
-prima che questa differenziazione diventasse pratica corrente si potrebbe
-avere
-
-Per questo motivo non è possibile fare altro che darne una descrizione
-generica; torneremo ad esaminare in seguito quelle relative ad alcuni casi
-specifici (ad esempio la gestione dei terminali è effettuata attraverso
-\func{ioctl} in quasi tutte le implementazioni di Unix), qui riportiamo solo i
-valori che sono definiti per ogni file:
+ sicuri che essi siano sempre diversi, ed il loro uso per dispositivi diversi
+ causi al più un errore. Si veda il capitolo quinto di \cite{LinDevDri} per
+ una trattazione dettagliata dell'argomento.} così che la richiesta di
+operazioni relative ad altri dispositivi usualmente provoca il ritorno della
+funzione con una condizione di errore, in alcuni casi, relativi a valori
+assegnati prima che questa differenziazione diventasse pratica corrente, si
+potrebbero usare valori validi anche per il dispositivo corrente, con effetti
+imprevedibili o indesiderati.
+
+Data la assoluta specificità della funzione, il cui comportamento varia da
+dispositivo a dispositivo, non è possibile fare altro che dare una descrizione
+sommaria delle sue caratteristiche; torneremo ad esaminare in seguito quelle
+relative ad alcuni casi specifici (ad esempio la gestione dei terminali è
+effettuata attraverso \func{ioctl} in quasi tutte le implementazioni di Unix),
+qui riportiamo solo i valori di alcuni comandi che sono definiti per ogni
+file:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
-\item[\macro{FIOCLEX}] Imposta il bit di \textit{close on exec}.
-\item[\macro{FIONCLEX}] Cancella il bit di \textit{close on exec}.
-\item[\macro{FIOASYNC}] Abilita l'I/O asincrono.
-\item[\macro{FIONBIO}] Abilita l'I/O in modalità non bloccante.
+\item[\const{FIOCLEX}] Imposta il bit di \textit{close on exec}.
+\item[\const{FIONCLEX}] Cancella il bit di \textit{close on exec}.
+\item[\const{FIOASYNC}] Abilita l'I/O asincrono.
+\item[\const{FIONBIO}] Abilita l'I/O in modalità non bloccante.
\end{basedescript}
relativi ad operazioni comunque eseguibili anche attraverso \func{fcntl}.
projects / gapil.git / blobdiff