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\chapter{I file: l'interfaccia standard Unix}
\label{cha:file_unix_interface}
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.
\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
\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 \var{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.
\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
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}] \var{pathname} esiste e si è specificato
+ \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}.
+ \item[\errcode{EISDIR}] \var{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
+ \item[\errcode{ENOTDIR}] si è specificato \const{O\_DIRECTORY} e
+ \var{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 \var{pathname} è un file di dispositivo ma il dispositivo è
+ assente.
+ \item[\errcode{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{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 \var{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
\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
+ \const{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\_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 \var{pathname} si riferisce ad un device 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 \var{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 \var{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
- file di lock (vedi \secref{sec:ipc_file_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.}
+ 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
input e si apre subito dopo un nuovo file questo diventerà il nuovo standard
input (avrà cioè il file descriptor 0).
-Il nuovo file descriptor non è condiviso con nessun altro processo, (torneremo
+Il nuovo file descriptor non è condiviso con nessun altro processo (torneremo
sulla condivisione dei file, in genere accessibile dopo una \func{fork}, in
\secref{sec:file_sharing}). Il nuovo file descriptor è impostato per restare
aperto attraverso una \func{exec} (come accennato in \secref{sec:proc_exec}) e
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
-estensioni specifiche di Linux, e deve essere usata definita la macro
+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{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}. É del
+ Crea un nuovo file vuoto, con i permessi specificati da \var{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
\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}] \var{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 \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.
Si ricordi che quando un processo termina anche tutti i suoi file descriptor
vengono chiusi, molti programmi sfruttano questa caratteristica e non usano
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:
\begin{functions}
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 di
- \var{offset} è la nuova posizione.
-\item[\macro{SEEK\_CUR}] si fa riferimento alla posizione corrente del file:
- \var{offset} può essere negativo e positivo.
-\item[\macro{SEEK\_END}] si fa riferimento alla fine del file: il valore di
- \var{offset} può essere negativo e positivo.
+\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[\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[\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}
Come accennato in \secref{sec:file_file_size} con \func{lseek} è possibile
-impostare la posizione corrente anche al di la della fine del file, e alla
+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}).
\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
-successiva scrittura avvenga alla fine del file, infatti se questo è stato
+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}).
+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}).
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 al proposito. Infine alcuni file speciali, ad
+POSIX però non specifica niente in proposito. Infine alcuni file speciali, ad
esempio \file{/dev/null}, non causano un errore ma restituiscono un valore
indefinito.
\label{sec:file_read}
-Una volta che un file è stato aperto su possono leggere i dati che contiene
-utilizzando la funzione \func{read}, il cui prototipo è:
+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
+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}.
\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
+ 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 \var{fd}.}
\end{prototype}
effettivamente.
Raggiunta la fine del file, alla ripetizione di un'operazione di lettura,
-otterremmo il ritorno immediato di \func{read} con uno zero. La condizione
+otterremmo il ritorno immediato di \func{read} con uno zero. La condizione di
raggiungimento della fine del file non è un errore, e viene segnalata appunto
da un valore di ritorno di \func{read} nullo. Ripetere ulteriormente la
lettura non avrebbe nessun effetto se non quello di continuare a ricevere zero
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 prendere è quella di rieseguire la funzione. Torneremo in
-dettaglio sull'argomento in \secref{sec:sig_gen_beha}.
+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
- questo per questo errore viene usata la costante \macro{EWOULDBLOCK}, in
- Linux, con le glibc, questa è sinonima di \macro{EAGAIN}.} che nel caso
-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
\end{verbatim}
Questa funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza
-modificarne la posizione corrente. È equivalente alla esecuzione di una
+modificare la posizione corrente. È equivalente all'esecuzione di una
\func{read} seguita da una \func{lseek} che riporti al valore precedente la
posizione corrente sul file, ma permette di eseguire l'operazione
atomicamente. Questo può essere importante quando la posizione sul file viene
\subsection{La funzione \func{write}}
\label{sec:file_write}
-Una volta che un file è stato aperto su può scrivere su di esso utilizzando la
-funzione \func{write}, il cui prototipo è:
+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:
\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}.
\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
+ \item[\errcode{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{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}] \var{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
+ 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 \var{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
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
\label{sec:file_sharing}
In \secref{sec:file_fd} abbiamo descritto brevemente l'architettura
-dell'interfaccia coi file da parte di un processo, mostrando in
+dell'interfaccia con i file da parte di un processo, mostrando in
\figref{fig:file_proc_file} le principali strutture usate dal kernel;
esamineremo ora in dettaglio le conseguenze che questa architettura ha nei
confronti dell'accesso allo stesso file da parte di processi diversi.
\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}
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.
+\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 \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\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}
posizione corrente sul file. Questo ha le conseguenze descritte a suo tempo in
\secref{sec:proc_fork}: in caso di scrittura contemporanea la posizione
corrente nel file varierà per entrambi i processi (in quanto verrà modificato
-\var{f\_pos} che è la stesso per entrambi).
+\var{f\_pos} che è lo stesso per entrambi).
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},
+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
\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
-\subsection{Operazioni atomiche coi file}
+\subsection{Operazioni atomiche con i file}
\label{sec:file_atomic}
-Come si è visto in un sistema unix è sempre possibile per più processi
+Come si è visto in un sistema unix-like è sempre possibile per più processi
accedere in contemporanea allo stesso file, e che le operazioni di lettura e
scrittura possono essere fatte da ogni processo in maniera autonoma in base
ad una posizione corrente nel file che è locale a ciascuno di essi.
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{cha:file_advanced}).
+ 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
-log). Come accennato in \secref{sec:file_lseek} impostare la posizione alla fine
-del file e poi scrivere può condurre ad una
-\textit{race condition}\index{race condition}:
-infatti può succedere che un secondo processo scriva alla fine
-del file fra la \func{lseek} e la \func{write}; in questo caso, come abbiamo
-appena visto, il file sarà esteso, ma il nostro primo processo avrà ancora la
-posizione corrente impostata con la \func{lseek} che non corrisponde più alla
-fine del file, e la successiva \func{write} sovrascriverà i dati del secondo
-processo.
+log). Come accennato in \secref{sec:file_lseek} impostare la posizione alla
+fine del file e poi scrivere può condurre ad una \textit{race
+ condition}\index{race condition}: infatti può succedere che un secondo
+processo scriva alla fine del file fra la \func{lseek} e la \func{write}; in
+questo caso, come abbiamo appena visto, il file sarà esteso, ma il nostro
+primo processo avrà ancora la posizione corrente impostata con la \func{lseek}
+che non corrisponde più alla fine del file, e la successiva \func{write}
+sovrascriverà i dati del secondo processo.
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 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 parte di un altro
-processo che crea lo stesso file fra il controllo e la creazione.
-
-Per questo motivo sono stati introdotti pe \func{open} i due flag
-\macro{O\_CREAT} e \macro{O\_EXCL}. In questo modo l'operazione di controllo
+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
+parte di un altro processo che crea lo stesso file fra il controllo e la
+creazione.
+
+Per questo motivo sono stati introdotti per \func{open} i due flag
+\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.
+di una singola system call (per i dettagli sull'uso di questa caratteristica
+si veda \secref{sec:ipc_file_lock}).
\subsection{La funzioni \func{sync} e \func{fsync}}
Per questo motivo, quando è necessaria una sincronizzazione dei dati, il
sistema mette a disposizione delle funzioni che provvedono a forzare lo
scarico dei dati dai buffer del kernel.\footnote{come già accennato neanche
- questo da la garanzia assoluta che i dati siano integri dopo la chiamata,
- l'hardware dei dischi è in genere dotato di un suo meccanismo interno che
- può ritardare ulteriormente la scrittura effettiva.} La prima di queste
-funzioni è \func{sync} il cui prototipo è:
+ 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
+prototipo è:
\begin{prototype}{unistd.h}{int sync(void)}
Sincronizza il buffer della cache dei file col disco.
La funzione viene usata dal comando \cmd{sync} quando si vuole forzare
esplicitamente lo scarico dei dati su disco, o dal demone di sistema
\cmd{update} che esegue lo scarico dei dati ad intervalli di tempo fissi: il
-valore tradizionale per l'update dei dati è ogni 30 secondi, ma in Linux era
-di 5 secondi; con le nuove versioni poi, è il kernel che si occupa
-direttamente di tutto quanto.
+valore tradizionale, usato da BSD, per l'update dei dati è ogni 30 secondi, ma
+in Linux il valore utilizzato è di 5 secondi; con le nuove versioni\footnote{a
+ partire dal kernel 2.2.8} poi, è il kernel che si occupa direttamente di
+tutto quanto attraverso il demone interno \cmd{bdflush}, il cui comportamento
+può essere controllato attraverso il file \file{/proc/sys/vm/bdflush} (per il
+significato dei valori si può leggere la documentazione allegata al kernel in
+\file{Documentation/sysctl/vm.txt}).
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
Sincronizza i dati del file \param{fd}.
\bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
- nel qual caso i codici restituiti in \var{errno} sono:
+ 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 metadata dell'inode (i dati
-di \var{fstat} come i tempi del file).
+\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\index{inode} che si leggono con \var{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
-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}
\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}
della \textit{file table} a cui entrambi fanno riferimento). L'unica
differenza fra due file descriptor duplicati è che ciascuno avrà il suo
\textit{file descriptor flag}; a questo proposito va specificato che nel caso
-di \func{dup} il flag di \textit{close on exec} viene sempre cancellato nella
-copia.
+di \func{dup} il flag di \textit{close-on-exec}\index{close-on-exec} (vedi
+\secref{sec:proc_exec} e \secref{sec:file_fcntl}) viene sempre cancellato
+nella copia.
L'uso principale di questa funzione è per la redirezione dell'input e
dell'output fra l'esecuzione di una \func{fork} e la successiva \func{exec};
\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 sistassi 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
+ gesticono 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 \func{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
+\item[\const{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
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 valore specificato con \param{arg}. Al momento l'unico bit usato è
- quello di \textit{close on exec}, identificato dalla costante
- \macro{FD\_CLOEXEC}.
-\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\_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
+ \const{FD\_CLOEXEC}, che serve a richiedere che il file venga chiuso nella
+ esecuzione di una \func{exec} (vedi \secref{sec:proc_exec}).
+\item[\const{F\_GETFD}] ritorna il valore del \textit{file descriptor flag} di
+ \var{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 \var{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 \var{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
+ \const{SA\_SIGINFO}, (vedi \secref{sec:sig_sigaction}), di rendere
disponibili al manipolatore 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.}
+ \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 corripondenti 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, \func{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}.
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