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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 \itindex{process~table}
-\textit{process table} ed un elenco dei file aperti nella \textit{file 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
\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
+\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 all'inode\index{inode} passando per la nuova struttura del VFS.}
del file.
In tutti i sistemi unix-like esiste una convenzione generale per cui ogni
processo viene lanciato dalla shell 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.
+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
La funzione apre il file usando il primo file descriptor libero, e crea
-l'opportuna voce, cioè la struttura \struct{file}, nella \textit{file table}
-del processo. Viene sempre restituito come valore di ritorno il file
-descriptor con il valore più basso disponibile.
+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
\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}. Con questa opzione
- l'argomento \param{mode} deve essere specificato. \\
+ 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
\itindex{Denial~of~Service~(DoS)}
\textit{DoS}\protect\footnotemark\ quando
\func{opendir} viene chiamata su una fifo o su un
- device di unità a nastri, non deve essere utilizzato
+ 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
a 31 bit. \\
\hline
\hline % modalità di operazione coi file
- \const{O\_APPEND} & Il file viene aperto in append mode. Prima di ciascuna
+ \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
\label{tab:file_open_flags}
\end{table}
-\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
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
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}
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}.}
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, o come le linee
-seriali, che restituiscono solo i dati ricevuti fino al momento della 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
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. Indetico è il comportamento ed il valore di ritorno. La
+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.
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
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.
+\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
+ dall'inode\index{inode}. Dopo la scrittura il file viene automaticamente
+ esteso.
\item l'effetto di \func{lseek} è solo quello di cambiare il campo
\var{f\_pos} nella struttura \struct{file} della \textit{file table}, non
c'è nessuna operazione sul file su disco. Quando la si usa per porsi alla
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
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
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 \textit{file locking}
+ \index{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},
\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
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}
%%% 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