-\chapter{L'interfaccia unix di I/O con i file}
+\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}, nativa di unix. Questa è
-l'interfaccia di basso livello, che non prevede funzioni evolute come la
-bufferizzazione o funzioni di lettura o scrittura formattata, ma è su questa
-che è costruita anche l'interfaccia standard dei file definita dallo standard
-ANSI C.
+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 costruita anche l'interfaccia definita
+dallo standard ANSI C che affronteremo in \capref{cha:files_std_interface}.
La funzione apre il file, usando il primo file descriptor libero, e crea
l'opportuna voce (cioè la struttura \var{file}) nella file table. Viene usato
-sempre il file descriptor con il valore più basso. Questa caratteristica
-permette di prevedere qual'è il valore che si otterrà, e viene talvolta usata
-da alcune applicazioni per sostituire i file corrispondenti ai file standard
-di \secref{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).
+sempre il file descriptor con il valore più basso.
\begin{table}[!htb]
\centering
una ambiguità, dato che come vedremo in \secref{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
+descriptor che si otterrà al ritorno di \func{open}, e viene talvolta usata da
+alcune applicazioni per sostituire i file corrispondenti ai file standard di
+\secref{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
\subsection{La funzione \func{read}}
\label{sec:file_read}
-Per leggere da un file precedentemente aperto, si può la funzione \func{read},
-il cui prototipo è:
+
+Una volta che un file è stato aperto 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)}
La funzione cerca di leggere \var{count} byte dal file \var{fd} al buffer
\end{prototype}
Questa funzione serve quando si vogliono leggere dati dal file senza
-modificarne la posizione corrente. È equivalente alla esecuzione di una
-\func{read} e una \func{lseek}, ma dato che la posizione sul file può essere
-condivisa fra vari processi (vedi \secref{sec:file_sharing}), essa permette di
-eseguire l'operazione atomicamente. Il valore di \var{offset} fa riferimento
-all'inizio del file.
+modificarne la posizione corrente. È sostanzialmente equivalente alla
+esecuzione di una \func{read} e una \func{lseek}, ma dato che la posizione sul
+file può essere condivisa fra vari processi (vedi \secref{sec:file_sharing}),
+essa permette di eseguire l'operazione atomicamente. Il valore di \var{offset}
+fa sempre riferimento all'inizio del file.
\subsection{La funzione \func{write}}
\label{sec:file_write}
-Per scrivere su un file si usa la funzione \func{write}, il cui prototipo è:
+Una volta che un file è stato aperto 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)}
La funzione scrive \var{count} byte dal buffer \var{buf} sul file \var{fd}.
\headdecl{fcntl.h}
\funcdecl{int fcntl(int fd, int cmd)}
\funcdecl{int fcntl(int fd, int cmd, long arg)}
- \funcdecl{int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock)}
+ \funcdecl{int fcntl(int fd, int cmd, struct flock * lock)}
La funzione esegue una delle possibili operazioni specificate da \param{cmd}
sul file \param{fd}.
Il comportamento di questa funzione è determinato dal valore del comando
\param{cmd} che le viene fornito; in \secref{sec:file_dup} abbiamo incontrato
-un esempio, una lista dei possibili valori è riportata di seguito:
+un esempio per la duplicazione dei file descriptor, una lista dei possibili
+valori è riportata di seguito:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
\item[\macro{F\_DUPFD}] trova il primo file descriptor disponibile di valore
maggiore o uguale ad \param{arg} e ne fa una copia di \var{fd}. In caso di
\item[\macro{F\_GETFL}] ritorna il valore del \textit{file status flag},
permette cioè di rileggere quei bit settati da \func{open} all'apertura del
file che vengono memorizzati (quelli riportati nella prima e terza sezione
- di \tabref{tab:file_open_flags}).
+ di \tabref{tab:file_open_flags}).
\item[\macro{F\_SETFL}] setta il \textit{file status flag} al valore
specificato da \param{arg}, possono essere settati solo i bit riportati
nella terza sezione di \tabref{tab:file_open_flags} (da verificare).
+\item[\macro{F\_GETLK}] se un file lock è attivo restituisce nella struttura
+ \param{lock} la struttura \type{flock} che impedisce l'acquisizione del
+ blocco, altrimenti setta il campo \var{l\_type} a \macro{F\_UNLCK} (per i
+ dettagli sul \textit{file locking} vedi \secref{sec:file_locking}).
+\item[\macro{F\_SETLK}] richiede il file lock specificato da \param{lock} se
+ \var{l\_type} è \macro{F\_RDLCK} o \macro{F\_WRLLCK} o lo rilascia se
+ \var{l\_type} è \macro{F\_UNLCK}. Se il lock è tenuto da qualcun'altro
+ ritorna immediatamente restituendo -1 e setta \var{errno} a \macro{EACCES} o
+ \macro{EAGAIN} (per i dettagli sul \textit{file locking} vedi
+ \secref{sec:file_locking}).
+\item[\macro{F\_SETLKW}] identica a \macro{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 setta
+ \var{errno} a \macro{EINTR} (per i dettagli sul \textit{file locking} vedi
+ \secref{sec:file_locking}).
+\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}] setta 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 settati usando valori negativi.
+\item[\macro{F\_GETSIG}] restituisce il segnale mandato quando ci sono dati
+ disponibili in input sul file descriptor. Il valore 0 indica il default (che
+ è \macro{SIGIO}), un valore diverso da zero indica il segnale richiesto,
+ (che può essere lo stesso \macro{SIGIO}), nel qual caso al manipolatore del
+ segnale, se installato con \macro{SA\_SIGINFO}, vengono rese disponibili
+ informazioni ulteriori informazioni.
+\item[\macro{F\_SETSIG}] setta il segnale da inviare quando diventa possibile
+ effettuare I/O sul file descriptor. Il valore zero indica il default
+ (\macro{SIGIO}), ogni altro valore permette di rendere disponibile al
+ manipolatore del segnale ulteriori informazioni se si è usata
+ \macro{SA\_SIGINFO}.
\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.
+
+Per determinare le modalità di accesso inoltre può essere necessario usare la
\subsection{La funzione \func{ioctl}}
\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 il settaggio 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:
+
+\begin{prototype}{sys/ioctl.h}{int ioctl(int fd, int request, ...)}
+
+ La funzione manipola il sottostante dispositivo, usando il parametro
+ \param{request} per specificare l'operazione richiesta e il terzo parametro
+ (che usualmente è di tipo \param{char * argp}) per passare o ricevere
+ l'informazione necessaria al dispositivo.
+
+ 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 e \var{errno} viene settata ad uno dei valori
+ seguenti:
+ \begin{errlist}
+ \item \macro{ENOTTY} il file \param{fd} non è associato con un device.
+ \item \macro{EINVAL} gli argomenti \param{request} o \param{argp} non sono
+ validi.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \macro{EBADF} e \macro{EFAULT}.
+\end{prototype}
+
+La funzione serve in sostanza per fare tutte quelle operazioni che non si
+adattano all'architettura di I/O di unix e che non è possibile effettuare con
+le funzioni esaminate finora. Per questo motivo non è possibile fare altro che
+una descrizione generica; torneremo ad esaminarla in seguito, quando si
+tratterà di applicarla ad alcune problematiche specifiche.
+
projects / gapil.git / blobdiff