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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 \index{file!descriptor} \textit{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}
-\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 sez.~\ref{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
+\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 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}). Questo si fa aprendo il file
+con la funzione \func{open} che provvederà a localizzare \index{inode} l'inode
+del file e inizializzare i puntatori che rendono disponibili le funzioni che
+il VFS mette a disposizione (riportate in
tab.~\ref{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.
Per capire come funziona il meccanismo occorre spiegare a grandi linee come il
kernel gestisce l'interazione fra processi e file. Il kernel mantiene sempre
-un elenco dei processi attivi nella cosiddetta \textit{process table} ed un
-elenco dei file aperti nella \textit{file table}.
-
-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 \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 \struct{files\_struct}, in cui
-sono contenute le informazioni relative ai file che il processo ha aperto, ed
-in particolare:
+un elenco dei processi attivi nella cosiddetta \itindex{process~table}
+\textit{process table} ed un elenco dei file aperti nella
+\itindex{file~table} \textit{file table}.
+
+La \itindex{process~table} \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 \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
+\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.
+ \itindex{file~table} \textit{file table} per ogni file aperto.
\end{itemize*}
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
-\struct{file}; in ciascuna di esse sono tenute varie informazioni relative al
-file, fra cui:
+La \itindex{file~table} \textit{file table} è una tabella che contiene una
+voce per ciascun file che è stato aperto nel sistema. In Linux è costituita da
+strutture di tipo \struct{file}; in ciascuna di esse sono tenute varie
+informazioni relative al file, fra cui:
\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\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 \index{inode} all'inode\footnote{nel kernel 2.4.x si è in
+ realtà passati ad un puntatore ad una struttura \struct{dentry} che punta
+ a sua volta \index{inode} all'inode passando per la nuova struttura del
+ VFS.} del file.
%\item un puntatore alla tabella delle funzioni \footnote{la struttura
% \var{f\_op} descritta in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
% sul file.
In fig.~\ref{fig:file_proc_file} si è riportato uno schema in cui è illustrata
questa architettura, ed in cui si sono evidenziate le interrelazioni fra le
varie strutture di dati sulla quale essa è basata.
+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|)}
+
\begin{figure}[htb]
\centering
\includegraphics[width=13cm]{img/procfile}
l'interfaccia dei \textit{file descriptor}.}
\label{fig:file_proc_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|)}
-
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
-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.
-
-Il primo file è sempre associato a quello che viene chiamato \textit{standard
- input}. È cioè il file da cui il processo si aspetta di ricevere i dati in
-ingresso (nel caso della shell, è associato all'ingresso dal terminale, e
-quindi alla lettura della tastiera). Il secondo file è il cosiddetto
-\textit{standard output}, cioè il file su cui ci si aspetta debbano essere
-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 terminale. Lo standard POSIX.1
-provvede tre costanti simboliche, definite nell'header \file{unistd.h}, al
-posto di questi valori numerici:
+processo viene lanciato dalla shell con almeno tre file aperti. Questi, per
+quanto appena detto, avranno come \index{file!descriptor} \textit{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.
+
+Il primo file è sempre associato al cosiddetto \textit{standard input}; è cioè
+il file da cui il processo si aspetta di ricevere i dati in ingresso. Il
+secondo file è il cosiddetto \textit{standard output}, cioè quello su cui ci
+si aspetta debbano essere inviati i dati in uscita. Il terzo è lo
+\textit{standard error}, su cui viene inviata l'uscita relativa agli errori.
+Nel caso della shell tutti questi file sono associati al terminale di
+controllo, e corrispondono quindi alla lettura della tastiera per l'ingresso e
+alla scrittura sul terminale per l'uscita. Lo standard POSIX.1 provvede, al
+posto dei valori numerici, tre costanti simboliche, definite in
+tab.~\ref{tab:file_std_files}.
+
\begin{table}[htb]
\centering
\footnotesize
\label{tab:file_std_files}
\end{table}
-In tab.~\ref{tab:file_std_files} si è utilizzata questa situazione come
-esempio, 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\index{inode}).
+In fig.~\ref{fig:file_proc_file} si è rappresentata una situazione diversa,
+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 \index{inode} 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
L'interfaccia standard Unix per l'input/output sui file è basata su cinque
funzioni fondamentali: \func{open}, \func{read}, \func{write}, \func{lseek} e
\func{close}, usate rispettivamente per aprire, leggere, scrivere, spostarsi e
-chiudere un file.
-
-La gran parte delle operazioni sui file si effettua attraverso queste cinque
-funzioni, esse vengono chiamate anche funzioni di I/O non bufferizzato dato
-che effettuano le operazioni di lettura e scrittura usando direttamente le
-system call del kernel.
+chiudere un file. La gran parte delle operazioni sui file si effettua
+attraverso queste cinque funzioni, esse vengono chiamate anche funzioni di I/O
+non bufferizzato dato che effettuano le operazioni di lettura e scrittura
+usando direttamente le system call del kernel.
\subsection{La funzione \func{open}}
\label{sec:file_open}
La funzione \funcd{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
-quella che crea l'associazione fra un pathname ed un file descriptor, il suo
-prototipo è:
+quella che crea l'associazione fra un \itindex{pathname} \textit{pathname} ed
+un \index{file!descriptor} file descriptor, il suo prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{sys/stat.h}
\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:
+ \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[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste e si è specificato
\const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}.
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.
+ \item[\errcode{ELOOP}] si sono incontrati troppi link simbolici nel
+ risolvere il \textit{pathname} o si è indicato \const{O\_NOFOLLOW} e
+ \param{pathname} è un link simbolico.
\end{errlist}
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 \struct{file}) nella file table. Viene
-usato sempre il file descriptor con il valore più basso.
+
+La funzione apre il file usando il primo file descriptor libero, e crea
+l'opportuna voce, cioè la struttura \struct{file}, nella \itindex{file~table}
+\textit{file table} del processo. Viene sempre restituito come valore di
+ritorno il file descriptor con il valore più basso disponibile.
+
+\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
+ \index{file!di lock} \textsl{file di lock} possono incorrere in una
+ \itindex{race~condition} \textit{race condition}. Si consiglia come
+ alternativa di usare un file con un nome univoco e la funzione \func{link}
+ per verificarne l'esistenza (vedi sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).}
+
+\footnotetext[3]{acronimo di \itindex{Denial~of~Service~(DoS)} \textit{Denial
+ of Service}, si chiamano così attacchi miranti ad impedire un servizio
+ causando una qualche forma di carico eccessivo per il sistema, che resta
+ bloccato nelle risposte all'attacco.}
\begin{table}[!htb]
\centering
\textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
\hline
\hline % modalità di accesso al file
- \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. \\
+ \const{O\_RDONLY} & Apre il file in sola lettura, le \acr{glibc}
+ definiscono anche \const{O\_READ} come sinonimo. \\
+ \const{O\_WRONLY} & Apre il file in sola scrittura, le \acr{glibc}
+ definiscono anche \const{O\_WRITE} come sinonimo. \\
+ \const{O\_RDWR} & Apre il file sia in lettura che in scrittura. \\
\hline % modalità di apertura del file
\hline
- \const{O\_CREAT} & se il file non esiste verrà creato, con le regole di
- titolarità del file viste in sez.~\ref{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 \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 sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}). \\
- \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 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}). \\
- \const{O\_SHLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno shared lock (vedi
- sez.~\ref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
- \const{O\_EXLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno lock esclusivo (vedi
- sez.~\ref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
- \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. \\
- \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. \\
- \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}. \\
- \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. \\
+ \const{O\_CREAT} & Se il file non esiste verrà creato, con le regole di
+ titolarità del file viste in
+ sez.~\ref{sec:file_ownership_management}. Con questa
+ opzione l'argomento \param{mode} deve essere
+ specificato. \\
+ \const{O\_EXCL} & Usato in congiunzione con \const{O\_CREAT} fa sì che
+ la precedente esistenza del file diventi un
+ errore\protect\footnotemark\ che fa fallire
+ \func{open} con \errcode{EEXIST}. \\
+ \const{O\_NONBLOCK}& Apre il file in modalità non bloccante, e
+ comporta che \func{open} ritorni immediatamente anche
+ quando dovrebbe bloccarsi (l'opzione ha senso solo per
+ le fifo, vedi sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}). \\
+ \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 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}). \\
+ \const{O\_SHLOCK} & Apre il file con uno shared lock (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_locking}). Specifica di BSD,
+ assente in Linux. \\
+ \const{O\_EXLOCK} & Apre il file con un lock esclusivo (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_locking}). Specifica di BSD,
+ assente in Linux.\\
+ \const{O\_TRUNC} & Se usato su un file di dati aperto in scrittura,
+ ne tronca la lunghezza a zero; con un terminale o una
+ fifo viene ignorato, negli altri casi il
+ comportamento non è specificato. \\
+ \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. \\
+ \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
+ \itindex{Denial~of~Service~(DoS)}
+ \textit{DoS}\protect\footnotemark\ quando
+ \func{opendir} viene chiamata su una fifo o su un
+ dispositivo associato ad una unità a nastri, non deve
+ dispositivo a nastri; non deve essere utilizzato
+ al di fuori dell'implementazione di \func{opendir}. \\
+ \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
- \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\\
- \const{O\_NONBLOCK} & il file viene aperto in modalità non bloccante per
- le operazioni di I/O (che tratteremo in sez.~\ref{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. \\
- \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 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}). Quando è impostato
- viene generato il segnale \const{SIGIO} tutte le volte che sono disponibili
- dati in input sul file. \\
- \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.\\
- \const{O\_FSYNC} & sinonimo di \const{O\_SYNC}. \\
- \const{O\_NOATIME} & blocca l'aggiornamento dei tempi di accesso dei
- file (vedi sez.~\ref{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.\\
+ \hline % modalità di operazione coi file
+ \const{O\_APPEND} & Il file viene aperto in \itindex{append~mode}
+ \textit{append mode}. Prima di ciascuna
+ scrittura la posizione corrente viene sempre impostata
+ alla fine del file. Con NFS si può avere una
+ corruzione del file se più di un processo scrive allo
+ stesso tempo.\footnotemark\\
+ \const{O\_NONBLOCK}& Il file viene aperto in modalità non bloccante per
+ le operazioni di I/O (che tratteremo in
+ sez.~\ref{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. \\
+ \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
+ sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}). Quando è
+ impostato viene generato il segnale \const{SIGIO}
+ tutte le volte che sono disponibili dati in input
+ sul file. \\
+ \const{O\_SYNC} & Apre il file per l'input/output sincrono: ogni
+ \func{write} bloccherà fino al completamento della
+ scrittura di tutti i dati sull'hardware
+ sottostante.\\
+ \const{O\_FSYNC} & sinonimo di \const{O\_SYNC}, usato da BSD. \\
+ \const{O\_DSYNC} & Variante di I/O sincrono definita da POSIX; presente
+ dal kernel 2.1.130 come sinonimo di
+ \const{O\_SYNC}. \\
+ \const{O\_RSYNC} & Variante analoga alla precedente, trattata allo stesso
+ modo. \\
+ \const{O\_NOATIME} & Blocca l'aggiornamento dei tempi di accesso dei
+ file (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}). Per molti
+ filesystem questa funzionalità non è disponibile per
+ il singolo file ma come opzione generale da
+ specificare in fase di montaggio.\\
+ \const{O\_DIRECT} & Esegue l'I/O direttamente dai buffer in user space
+ in maniera sincrona, in modo da scavalcare i
+ meccanismi di caching del kernel. In genere questo
+ peggiora le prestazioni tranne quando le
+ applicazioni\footnotemark ottimizzano il proprio
+ caching. Per i kernel della serie 2.4 si deve
+ garantire che i buffer in user space siano allineati
+ alle dimensioni dei blocchi del filesystem; per il
+ kernel 2.6 basta che siano allineati a multipli di 512
+ byte.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori e significato dei vari bit del \textit{file status flag}.}
\label{tab:file_open_flags}
\end{table}
-\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
- 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 sez.~\ref{sec:ipc_file_lock}).}
-
-\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
- condition, vedi sez.~\ref{sec:file_atomic}.}
+\footnotetext[4]{il problema è che NFS non supporta la scrittura in
+ \itindex{append~mode} \textit{append}, ed il kernel deve simularla, ma
+ questo comporta la possibilità di una \itindex{race~condition} \textit{race
+ condition}, vedi sez.~\ref{sec:file_atomic}.}
\footnotetext[5]{l'opzione origina da SVr4, dove però causava il ritorno da
una \func{read} con un valore nullo e non con un errore, questo introduce
un'ambiguità, dato che come vedremo in sez.~\ref{sec:file_read} il ritorno di
zero da parte di \func{read} ha il significato di una end-of-file.}
-Questa caratteristica permette di prevedere qual'è il valore del file
+\footnotetext[6]{l'opzione è stata introdotta dalla SGI in IRIX, e serve
+ sostanzialmente a permettere ad alcuni programmi (in genere database) la
+ gestione diretta della bufferizzazione dell'I/O in quanto essi sono in grado
+ di ottimizzarla al meglio per le loro prestazioni; l'opzione è presente
+ anche in FreeBSD, senza limiti di allineamento dei buffer. In Linux è stata
+ introdotta con il kernel 2.4.10, le versioni precedenti la ignorano.}
+
+
+Questa caratteristica permette di prevedere qual è il valore del file
descriptor che si otterrà al ritorno di \func{open}, e viene talvolta usata da
alcune applicazioni per sostituire i file corrispondenti ai file standard
visti in sez.~\ref{sec:file_std_descr}: se ad esempio si chiude lo standard
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 sulla condivisione dei file, in
-genere accessibile dopo una \func{fork}, in sez.~\ref{sec:file_sharing}) ed è
-impostato per restare aperto attraverso una \func{exec} (come accennato in
-sez.~\ref{sec:proc_exec}); l'offset è impostato all'inizio del file.
+input (avrà cioè il file descriptor 0).
+
+Il nuovo file descriptor non è condiviso con nessun altro processo (torneremo
+sulla condivisione dei file, in genere accessibile dopo una \func{fork}, in
+sez.~\ref{sec:file_sharing}) ed è impostato per restare aperto attraverso una
+\func{exec} (come accennato in sez.~\ref{sec:proc_exec}); l'offset è impostato
+all'inizio del file.
L'argomento \param{mode} indica i permessi con cui il file viene creato; i
valori possibili sono gli stessi già visti in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}
e possono essere specificati come OR binario delle costanti descritte in
tab.~\ref{tab:file_bit_perm}. Questi permessi sono filtrati dal valore di
-\var{umask} (vedi sez.~\ref{sec:file_umask}) per il processo.
+\var{umask} (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_management}) per il processo.
La funzione prevede diverse opzioni, che vengono specificate usando vari bit
dell'argomento \param{flags}. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire
\begin{prototype}{unistd.h}{int close(int fd)}
Chiude il descrittore \param{fd}.
- \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
- con \var{errno} che assume i valori:
+ \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
+ errore, con \var{errno} che assume i valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un descrittore valido.
\item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
ed inoltre \errval{EIO}.}
\end{prototype}
-La chiusura di un file rilascia ogni blocco (il \textit{file
- locking}\index{file!locking} è trattato in sez.~\ref{sec:file_locking}) che
-il processo poteva avere acquisito su di esso; se \param{fd} è l'ultimo
+La chiusura di un file rilascia ogni blocco (il \textit{file locking}
+\index{file!locking} è trattato in sez.~\ref{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.
+\itindex{file~table} \textit{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 \const{O\_APPEND}) questa
-posizione viene impostata a zero all'apertura del file. È possibile impostarla
-ad un valore qualsiasi con la funzione \funcd{lseek}, il cui prototipo è:
+In genere (a meno di non avere richiesto la modalità \itindex{append~mode}
+\const{O\_APPEND}) questa posizione viene impostata a zero all'apertura del
+file. È possibile impostarla ad un valore qualsiasi con la funzione
+\funcd{lseek}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{unistd.h}
Imposta la posizione attuale nel file.
\bodydesc{La funzione ritorna il valore della posizione corrente in caso di
- successo e -1 in caso di errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
- valori:
+ successo e $-1$ in caso di errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno
+ dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket\index{socket} o una
- fifo.
+ \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket o una fifo.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{whence} non è un valore valido.
\end{errlist}
ed inoltre \errval{EBADF}.}
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 sez.~\ref{sec:file_atomic}).
+(questa è una potenziale sorgente di \itindex{race~condition} \textit{race
+ condition}, vedi sez.~\ref{sec:file_atomic}).
Non tutti i file supportano la capacità di eseguire una \func{lseek}, in
questo caso la funzione ritorna l'errore \errcode{EPIPE}. Questo, oltre che per
\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:
+ $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
aver potuto leggere qualsiasi dato.
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\index{socket}, come vedremo in sez.~\ref{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 \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 sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}. La
-seconda si verifica quando il file è in modalità non bloccante (vedi
-sez.~\ref{sec:file_noblocking}) e non ci sono dati in ingresso: la funzione
-allora ritorna immediatamente con un errore \errcode{EAGAIN}\footnote{BSD usa
- per questo errore la costante \errcode{EWOULDBLOCK}, in Linux, con le
- \acr{glibc}, questa è sinonima di \errcode{EAGAIN}.} che indica soltanto che
-occorrerà provare a ripetere la lettura.
+Lo stesso comportamento avviene caso di lettura dalla rete (cioè su un socket,
+come vedremo in sez.~\ref{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, o come le linee seriali, che restituiscono solo i
+dati ricevuti fino al momento della lettura.
+
+Infine anche le due condizioni segnalate dagli errori \errcode{EINTR} ed
+\errcode{EAGAIN} non sono propriamente degli 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
+sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}. La seconda si verifica quando il file è aperto
+in modalità non bloccante (vedi sez.~\ref{sec:file_noblocking}) e non ci sono
+dati in ingresso: la funzione allora ritorna immediatamente con un errore
+\errcode{EAGAIN}\footnote{BSD usa per questo errore la costante
+ \errcode{EWOULDBLOCK}, in Linux, con le \acr{glibc}, questa è sinonima di
+ \errcode{EAGAIN}.} che indica soltanto che non essendoci al momento dati
+disponibili occorre provare a ripetere la lettura in un secondo tempo.
La funzione \func{read} è una delle system call fondamentali, esistenti fin
dagli albori di Unix, ma nella seconda versione delle \textit{Single Unix
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
- \func{read} e \func{lseek}.}
+\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 \func{read} e \func{lseek}.}
\end{prototype}
-\noindent che però diventa accessibile solo con la definizione della macro:
+
+La funzione prende esattamente gli stessi argomenti di \func{read} con lo
+stesso significato, a cui si aggiunge l'argomento \func{offset} che indica una
+posizione sul file. Identico è il comportamento ed il valore di ritorno. La
+funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza modificare la
+posizione corrente.
+
+L'uso di \func{pread} è equivalente all'esecuzione di una \func{read} seguita
+da una \func{lseek} che riporti al valore precedente la posizione corrente sul
+file, ma permette di eseguire l'operazione atomicamente. Questo può essere
+importante quando la posizione sul file viene condivisa da processi diversi
+(vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}). Il valore di
+\param{offset} fa sempre riferimento all'inizio del file.
+
+La funzione \func{pread} è disponibile anche in Linux, però diventa
+accessibile solo attivando il supporto delle estensioni previste dalle
+\textit{Single Unix Specification} con la definizione della macro:
\begin{verbatim}
#define _XOPEN_SOURCE 500
\end{verbatim}
+e si ricordi di definire questa macro prima dell'inclusione del file di
+dichiarazioni \file{unistd.h}.
-Questa funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza
-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
-condivisa da processi diversi (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}). Il valore di
-\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
+Una volta che un file è stato aperto (con il permesso in scrittura) si può
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 \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:
+ e $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
+ valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è connesso ad un oggetto che non consente
la scrittura.
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 \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.
+modalità \itindex{append~mode} \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 \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
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
- \func{write} e \func{lseek}.}
+\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 \func{write} e \func{lseek}.}
\end{prototype}
\noindent e per essa valgono le stesse considerazioni fatte per \func{pread}.
\label{fig:file_mult_acc}
\end{figure}
-Il primo caso è quello in cui due processi diversi aprono lo stesso file
-su disco; sulla base di quanto visto in sez.~\ref{sec:file_fd} avremo una
+Il primo caso è quello in cui due processi diversi aprono lo stesso file su
+disco; sulla base di quanto visto in sez.~\ref{sec:file_fd} avremo una
situazione come quella illustrata in fig.~\ref{fig:file_mult_acc}: ciascun
processo avrà una sua voce nella \textit{file table} referenziata da un
diverso file descriptor nella sua \struct{file\_struct}. Entrambe le voci
-nella \textit{file table} faranno però riferimento allo stesso
-inode\index{inode} su disco.
+nella \itindex{file~table} \textit{file table} faranno però riferimento allo
+stesso \index{inode} 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
-vengono mantenute nella sua voce della \textit{file table}. Questo ha
-conseguenze specifiche sugli effetti della possibile azione simultanea sullo
-stesso file, in particolare occorre tenere presente che:
+vengono mantenute nella sua voce della \itindex{file~table} \textit{file
+ table}. Questo ha conseguenze specifiche sugli effetti della possibile
+azione simultanea sullo stesso file, in particolare occorre tenere presente
+che:
\begin{itemize}
\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\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\index{inode}. Dopo la
- scrittura il file viene automaticamente esteso.
+ automaticamente con l'aggiornamento del campo \var{i\_size} \index{inode}
+ nell'inode.
+\item se un file è in modalità \itindex{append~mode} \const{O\_APPEND} tutte
+ le volte che viene effettuata una scrittura la posizione corrente viene
+ prima impostata alla dimensione corrente del file letta \index{inode}
+ dall'inode. Dopo la scrittura il file viene automaticamente esteso.
\item l'effetto di \func{lseek} è solo quello di cambiare il campo
- \var{f\_pos} nella struttura \struct{file} della \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}.
+ \var{f\_pos} nella struttura \struct{file} della \itindex{file~table}
+ \textit{file table}, non c'è nessuna operazione sul file su disco. Quando la
+ si usa per porsi alla fine del file la posizione viene impostata leggendo la
+ dimensione corrente \index{inode} dall'inode.
\end{itemize}
\begin{figure}[htb]
\end{figure}
Il secondo caso è quello in cui due file descriptor di due processi diversi
-puntino alla stessa voce nella \textit{file table}; questo è ad esempio il
-caso dei file aperti che vengono ereditati dal processo figlio all'esecuzione
-di una \func{fork} (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}). La
-situazione è illustrata in fig.~\ref{fig:file_acc_child}; dato che il processo
-figlio riceve una copia dello spazio di indirizzi del padre, riceverà anche
-una copia di \struct{file\_struct} e relativa tabella dei file aperti.
+puntino alla stessa voce nella \itindex{file~table} \textit{file table};
+questo è ad esempio il caso dei file aperti che vengono ereditati dal processo
+figlio all'esecuzione di una \func{fork} (si ricordi quanto detto in
+sez.~\ref{sec:proc_fork}). La situazione è illustrata in
+fig.~\ref{fig:file_acc_child}; dato che il processo figlio riceve una copia
+dello spazio di indirizzi del padre, riceverà anche una copia di
+\struct{file\_struct} e relativa tabella dei file aperti.
In questo modo padre e figlio avranno gli stessi file descriptor che faranno
riferimento alla stessa voce nella \textit{file table}, condividendo così la
problema, quando si andrà a scrivere le operazioni potranno mescolarsi in
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}\index{file!locking}, che esamineremo in
+utilizzare meccanismi di sincronizzazione più complessi (come il
+\index{file!locking} \textit{file locking}, che esamineremo in
sez.~\ref{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 sez.~\ref{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.
+fine del file e poi scrivere può condurre ad una \itindex{race~condition}
+\textit{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
-\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.
+\itindex{append~mode} \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
-parte di un altro processo che crea lo stesso file fra il controllo e la
-creazione.
+di nuovo avremmo la possibilità di una \itindex{race~condition} \textit{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
\funcdecl{int fdatasync(int fd)}
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 \var{errno} assume i valori:
+ \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[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un file speciale che non supporta la
sincronizzazione.
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\index{inode} che si leggono con \func{fstat},
+altri dati contenuti \index{inode} nell'inode che si leggono con \func{fstat},
come i tempi del file).
Si tenga presente che questo non comporta la sincronizzazione della
Crea una copia del file descriptor \param{oldfd}.
\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
+ $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto.
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}\index{close-on-exec} (vedi
+di \func{dup} il flag di \textit{close-on-exec}\itindex{close-on-exec} (vedi
sez.~\ref{sec:proc_exec} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) viene sempre cancellato
nella copia.
Dato che questa è l'operazione più comune, è prevista una diversa versione
della funzione, \funcd{dup2}, che permette di specificare esplicitamente
-qual'è il valore di file descriptor che si vuole avere come duplicato; il suo
+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)}
Rende \param{newfd} una copia del file descriptor \param{oldfd}.
\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:
+ $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EBADF}] \param{oldfd} non è un file aperto o \param{newfd} ha
un valore fuori dall'intervallo consentito per i file descriptor.
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
+funzione di controllo dei file \func{fcntl} (che esamineremo in
sez.~\ref{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
+la sintassi \code{fcntl(oldfd, F\_DUPFD, newfd)} e se si usa 0 come valore per
\param{newfd} diventa equivalente a \func{dup}.
La sola differenza fra le due funzioni\footnote{a parte la sintassi ed i
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 varie modalità di I/O asincrono (vedi
- sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}) e il file
- locking\index{file!locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_locking}).}
+ sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}) e il \index{file!locking}
+ \textit{file locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_locking}).}
Per queste operazioni di manipolazione e di controllo delle varie proprietà e
caratteristiche di un file descriptor, viene usata la funzione \funcd{fcntl},
sul file \param{fd}.
\bodydesc{La funzione ha valori di ritorno diversi a seconda
- dell'operazione. In caso di errore il valore di ritorno è sempre -1 ed il
- codice dell'errore è restituito nella variabile \var{errno}; i codici
+ dell'operazione. In caso di errore il valore di ritorno è sempre $-1$ ed
+ il 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[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file aperto.
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
\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}. Ritorna il
- nuovo file descriptor in caso di successo e -1 in caso di errore. Gli errori
- possibili sono \errcode{EINVAL} se \param{arg} è negativo o maggiore del
- massimo consentito o \errcode{EMFILE} se il processo ha già raggiunto il
+ nuovo file descriptor in caso di successo e $-1$ in caso di errore. Gli
+ errori possibili sono \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[\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
+ \itindex{close-on-exec} \textit{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 sez.~\ref{sec:proc_exec}). Ritorna un
- valore nullo in caso di successo e -1 in caso di errore.
+ esecuzione di una \func{exec} (vedi sez.~\ref{sec:proc_exec}). Ritorna un
+ valore nullo in caso di successo e $-1$ in caso di errore.
\item[\const{F\_GETFD}] ritorna il valore del \textit{file descriptor flag} di
- \param{fd} o -1 in caso di errore; se \const{FD\_CLOEXEC} è impostato i file
- descriptor aperti vengono chiusi attraverso una \func{exec} altrimenti (il
- comportamento predefinito) restano aperti.
+ \param{fd} o $-1$ in caso di errore; se \const{FD\_CLOEXEC} è impostato i
+ file descriptor aperti vengono chiusi attraverso una \func{exec} altrimenti
+ (il comportamento predefinito) restano aperti.
\item[\const{F\_GETFL}] ritorna il valore del \textit{file status flag} in
- caso di successo o -1 in caso di errore; permette cioè di rileggere quei bit
- impostati da \func{open} all'apertura del file che vengono memorizzati
+ caso di successo o $-1$ in caso di errore; 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
tab.~\ref{tab:file_open_flags}).
\item[\const{F\_SETFL}] imposta il \textit{file status flag} al valore
- specificato da \param{arg}, ritorna un valore nullo in caso di successo o -1
- in caso di errore. Possono essere impostati solo i bit riportati nella terza
- sezione di tab.~\ref{tab:file_open_flags}.\footnote{la pagina di manuale
- riporta come impostabili solo \const{O\_APPEND}, \const{O\_NONBLOCK} e
- \const{O\_ASYNC}.}
+ specificato da \param{arg}, ritorna un valore nullo in caso di successo o
+ $-1$ in caso di errore. Possono essere impostati solo i bit riportati nella
+ terza sezione di tab.~\ref{tab:file_open_flags}.\footnote{la pagina di
+ 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,
- ritorna un valore nullo in caso di successo o -1 in caso di errore. Questa
+ \param{lock}, sovrascrivendo la struttura da esso puntata con il risultato;
+ ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso di errore. Questa
funzionalità è trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_posix_lock}.
\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
+ qualcun altro ritorna immediatamente restituendo $-1$ e imposta \var{errno} a
\errcode{EACCES} o \errcode{EAGAIN}, in caso di successo ritorna un valore
nullo. Questa funzionalità è trattata in dettaglio in
sez.~\ref{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 \errcode{EINTR}, in caso di successo ritorna un valore nullo.
- Questa funzionalità è trattata in dettaglio in
+ l'attesa viene interrotta da un segnale la funzione restituisce $-1$ e
+ imposta \var{errno} a \errcode{EINTR}, in caso di successo ritorna un valore
+ nullo. Questa funzionalità è trattata in dettaglio in
sez.~\ref{sec:file_posix_lock}.
\item[\const{F\_GETOWN}] restituisce il \acr{pid} del processo o
- l'identificatore del process group\footnote{i \texttt{process group} sono
+ l'identificatore del \itindex{process~group} \textit{process
+ group}\footnote{i \itindex{process~group} \textit{process group} sono
(vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) 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. In caso di errore viene restituito -1.
+ descriptor \param{fd}. Nel caso di un \textit{process group} viene
+ restituito un valore negativo il cui valore assoluto corrisponde
+ all'identificatore del \itindex{process~group} \textit{process group}. In
+ caso di errore viene restituito $-1$.
\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}, ritorna un valore nullo in caso di successo o -1 in
- caso di errore. Come per \const{F\_GETOWN}, per impostare un
- \textit{process group} si deve usare per \param{arg} un valore negativo, il
- cui valore assoluto corrisponde all'identificatore del \textit{process
- group}.
+ l'identificatore del processo o del \itindex{process~group} \textit{process
+ group} che riceverà i segnali \const{SIGIO} e \const{SIGURG} per gli
+ eventi associati al file descriptor \param{fd}, ritorna un valore nullo in
+ caso di successo o $-1$ in caso di errore. Come per \const{F\_GETOWN}, per
+ impostare un \itindex{process~group} \textit{process group} si deve usare
+ per \param{arg} un valore negativo, il cui valore assoluto corrisponde
+ all'identificatore del \itindex{process~group} \textit{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 sez.~\ref{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}). In caso di errore ritorna -1.
+ \const{SIGIO}). In caso di errore ritorna $-1$.
\item[\const{F\_SETSIG}] imposta il segnale da inviare quando diventa
possibile effettuare I/O sul file descriptor in caso di I/O asincrono,
- ritorna un valore nullo in caso di successo o -1 in caso di errore. Il
+ ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso di errore. Il
valore zero indica di usare il segnale predefinito, \const{SIGIO}. Un altro
valore diverso da zero (compreso lo stesso \const{SIGIO}) specifica il
segnale voluto; l'uso di un valore diverso da zero permette inoltre, se si è
(come vedremo in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}).\footnote{i due comandi
\const{F\_SETSIG} e \const{F\_GETSIG} sono una estensione specifica di
Linux.}
-\item[\const{F\_SETLEASE}] imposta o rimuove un \textit{file
- lease}\footnote{questa è una nuova funzionalità, specifica di Linux, e
- presente solo a partire dai kernel della serie 2.4.x, in cui il processo
- che detiene un \textit{lease} su un file riceve una notifica qualora un
- altro processo cerca di eseguire una \func{open} o una \func{truncate} su
- di esso.} sul file descriptor \var{fd} a seconda del valore del terzo
- argomento, che in questo caso è un \ctyp{int}, ritorna un valore nullo in
- caso di successo o -1 in caso di errore. Questa funzionalità avanzata è
- trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}.
-\item[\const{F\_GETLEASE}] restituisce il tipo di \textit{file lease} che il
- processo detiene nei confronti del file descriptor \var{fd} o -1 in caso di
- errore. Con questo comando il terzo argomento può essere omesso. Questa
+\item[\const{F\_SETLEASE}] imposta o rimuove un \index{file!lease}
+ \textit{file lease}\footnote{questa è una nuova funzionalità, specifica di
+ Linux, e presente solo a partire dai kernel della serie 2.4.x, in cui il
+ processo che detiene un \textit{lease} su un file riceve una notifica
+ qualora un altro processo cerca di eseguire una \func{open} o una
+ \func{truncate} su di esso.} sul file descriptor \var{fd} a seconda del
+ valore del terzo argomento, che in questo caso è un \ctyp{int}, ritorna un
+ valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso di errore. Questa
funzionalità avanzata è trattata in dettaglio in
- sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}.
+ sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
+\item[\const{F\_GETLEASE}] restituisce il tipo di \index{file!lease}
+ \textit{file lease} che il processo detiene nei confronti del file
+ descriptor \var{fd} o $-1$ in caso di errore. Con questo comando il terzo
+ argomento può essere omesso. Questa funzionalità avanzata è trattata in
+ dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
\item[\const{F\_NOTIFY}] attiva un meccanismo di notifica per cui viene
riportata al processo chiamante, tramite il segnale \const{SIGIO} (o altro
segnale specificato con \const{F\_SETSIG}) ogni modifica eseguita o
direttamente sulla directory cui \var{fd} fa riferimento, o su uno dei file
- in essa contenuti; ritorna un valore nullo in caso di successo o -1 in caso
+ in essa contenuti; ritorna un valore nullo in caso di successo o $-1$ in caso
di errore. Questa funzionalità avanzata, disponibile dai kernel della serie
- 2.4.x, è trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation}.
+ 2.4.x, è trattata in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease}.
\end{basedescript}
La maggior parte delle funzionalità di \func{fcntl} sono troppo avanzate per
pertanto riprese più avanti quando affronteremo le problematiche ad esse
relative. In particolare le tematiche relative all'I/O asincrono e ai vari
meccanismi di notifica saranno trattate in maniera esaustiva in
-sez.~\ref{sec:file_asyncronous_operation} mentre quelle relative al
-\textit{file locking}\index{file!locking} saranno esaminate in
-sez.~\ref{sec:file_locking}).
-
+sez.~\ref{sec:file_asyncronous_access} mentre quelle relative al
+\index{file!locking} \textit{file locking} saranno esaminate in
+sez.~\ref{sec:file_locking}). L'uso di questa funzione con i socket verrà
+trattato in sez.~\ref{sec:sock_ctrl_func}.
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
\subsection{La funzione \func{ioctl}}
\label{sec:file_ioctl}
-Benché il concetto di \textit{everything is a file} si sia dimostratato molto
+Benché il concetto di \textit{everything is a file} si sia dimostrato molto
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
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 ed il terzo parametro (usualmente di tipo
+ Manipola il dispositivo sottostante, usando l'argomento \param{request} per
+ specificare l'operazione richiesta ed il terzo argomento (usualmente di tipo
\param{char * argp} o \param{int argp}) per il trasferimento
dell'informazione necessaria.
\bodydesc{La funzione nella maggior parte dei casi ritorna 0, alcune
operazioni usano però il valore di ritorno per restituire informazioni. In
- caso di errore viene sempre restituito -1 ed \var{errno} assumerà uno dei
+ caso di errore viene sempre restituito $-1$ ed \var{errno} assumerà uno dei
valori:
\begin{errlist}
- \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{ENOTTY}] il file \param{fd} non è associato con un
+ dispositivo, 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}
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:
+sommaria delle sue caratteristiche; torneremo ad esaminare in
+seguito\footnote{per l'uso di \func{ioctl} con i socket si veda
+ sez.~\ref{sec:sock_ctrl_func}.} 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[\const{FIOCLEX}] Imposta il bit di \textit{close on exec}.
-\item[\const{FIONCLEX}] Cancella il bit di \textit{close on exec}.
+\item[\const{FIOCLEX}] Imposta il flag di \itindex{close-on-exec}
+ \textit{close-on-exec}.
+\item[\const{FIONCLEX}] Cancella il flag di \itindex{close-on-exec}
+ \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}.
+
+% TODO estendere la lista delle ioctl sui file
+
+
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "gapil"
%%% End:
+
+% LocalWords: descriptor system call cap like kernel sez l'inode inode VFS tab
+% LocalWords: process table struct files flags pos all'inode dentry fig shell
+% LocalWords: error POSIX STDIN FILENO STDOUT STDERR unistd read write lseek
+% LocalWords: close pathname sys fcntl int const char errno EEXIST CREAT EXCL
+% LocalWords: EISDIR ENOTDIR ENXIO NOBLOCK WRONLY fifo ENODEV ETXTBSY ELOOP of
+% LocalWords: NOFOLLOW EACCES ENAMETOOLONG ENOENT EROFS EFAULT ENOSPC ENOMEM
+% LocalWords: EMFILE ENFILE NFS lock race condition Denial Service DoS RDONLY
+% LocalWords: glibc RDWR NONBLOCK NOCTTY SHLOCK shared BSD EXLOCK TRUNC device
+% LocalWords: opendir LARGEFILE APPEND append NDELAY ASYNC l'I SIGIO SYNC SVr
+% LocalWords: DSYNC RSYNC filesystem DIRECT caching SGI IRIX dell'I FreeBSD fd
+% LocalWords: fork exec umask SOURCE creat filedes EBADF EINTR EIO locking off
+% LocalWords: behind sync flush shutdown whence ESPIPE socket EINVAL INCR XTND
+% LocalWords: SEEK CUR EPIPE ssize void buf size count EAGAIN EWOULDBLOCK log
+% LocalWords: Specification pwrite pread EFBIG SIGPIPE nell'inode dall'inode
+% LocalWords: CLOEXEC stat fsync cache update l'update bdflush Documentation
+% LocalWords: fdatasync fstat ext dup oldfd newfd DUPFD cmd long arg flock pid
+% LocalWords: SETFD GETFD GETFL SETFL GETLK SETLK SETLKW GETOWN group SIGURG
+% LocalWords: SETOWN GETSIG SETSIG sigaction SIGINFO siginfo SETLEASE lease is
+% LocalWords: truncate GETLEASE NOTIFY all'I AND ACCMODE ioctl everything argp
+% LocalWords: framebuffer request ENOTTY CDROM nell'header magic number
+% LocalWords: FIOCLEX FIONCLEX FIOASYNC FIONBIO NOATIME
projects / gapil.git / blobdiff