In questa sezione faremo una breve introduzione sulla architettura su cui è
basata dell'interfaccia dei \textit{file descriptor}, che, sia pure con
-differenze di implementazione, è comune ad ogni implementazione di unix.
+differenze nella realizzazione pratica, resta sostanzialmente la stessa in
+ogni implementazione di unix.
\subsection{L'architettura dei \textit{file descriptor}}
La funzione \func{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
quella che crea l'associazione fra un pathname ed un file descriptor; il suo
prototipo è:
-
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{sys/stat.h}
La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e -1 in caso di
errore. In questo caso la variabile \var{errno} viene settata ad uno dei
valori:
-
\begin{errlist}
\item \macro{EEXIST} \var{pathname} esiste e si è specificato
\macro{O\_CREAT} e \macro{O\_EXCL}.
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
-\secref{sec:file_sharing}). Il nuovo file descriptor è settato di default per
-restare aperto attraverso una \func{exec} (come accennato in
-\secref{sec:proc_exec}) ed l'offset è settato all'inizio del file.
-
-Il parametro \var{mode} specifica i permessi con cui il file viene
-eventualmente creato; i valori possibili sono gli stessi già visti in
-\secref{sec:file_perm_overview} e possono essere specificati come OR binario
-delle costanti descritte in \tabref{tab:file_bit_perm}. Questi permessi
-filtrati dal valore di \file{umask} (vedi \secref{sec:file_umask}) per il
-processo.
-La funzione prevede diverse opzioni, che vengono specificate usando vari bit
-del parametro \var{flags}. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire il
-flag di stato del file (o \textit{file status flag}), che è mantenuto nel
-campo \var{f\_flags} della struttura \var{file} (al solito si veda lo schema
-di \curfig). Essi sono divisi in tre categorie principali:
-\begin{itemize}
-\item \textsl{i bit delle modalità di accesso}: specificano con quale modalità
- si accederà al file: i valori possibili sono lettura, scrittura o
- lettura/scrittura. Uno di questi bit deve essere sempre specificato quando
- si apre un file. Vengono settati alla chiamata da \func{open}, e possono
- essere riletti con una \func{fcntl} (fanno parte del \textit{file status
- flag}), ma non modificati.
-\item \textsl{i bit delle modalità di apertura}: permettono di specificare
- alcune delle caratteristiche del comportamento di \func{open} quando viene
- eseguita. Hanno effetto solo al momento della chiamata della funzione e non
- sono memorizzati nè possono essere riletti.
-\item \textsl{i bit delle modalità di operazione}: permettono di specificare
- alcune caratteristiche del comportamento delle future operazioni sul file
- (come la \func{read} o la \func{write}). Anch'essi fanno parte del
- \textit{file status flag}. Il loro valore è settato alla chiamata di
- \func{open}, ma possono essere riletti e modificati (insieme alle
- caratteristiche operative che controllano) con una \func{fcntl}.
-\end{itemize}
-
-In \ntab\ si sono riportate, ordinate e divise fra loro secondo le tre
-modalità appena elencate, le costanti mnemoniche associate a 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) del
-parametro \var{flags} da passare alla \func{open} per specificarne il
-comportamento.
-
-\begin{table}[!htbp]
+\begin{table}[!htb]
\centering
\footnotesize
\begin{tabular}[c]{|l|p{12cm}|}
\textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
\hline
\hline % modailtà 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 lettura/scrittura\\
+ \macro{O\_RDONLY} & apre il file in sola lettura. \\
+ \macro{O\_WRONLY} & apre il file in sola scrittura. \\
+ \macro{O\_RDWR} & apre il file lettura/scrittura. \\
\hline % modalita di apertura del file
\hline
\macro{O\_CREAT} & se il file non esiste verrà creato, con le regole di
usano per stabilire un file di lock possono incorrere in una race
condition. Si consiglia come alternativa di usare un file con un nome
univoco e la funzione \func{link} per verificarne l'esistenza.} che fa
- fallire \func{open} con \macro{EEXIST}.\\
+ fallire \func{open} con \macro{EEXIST}. \\
\macro{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 (torneremo su
- questo in \secref{sec:file_noblocking}). \\
+ questo in \secref{sec:file_noblocking}). \\
\macro{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_xxx}).\\
+ processo non ne ha ancora uno (si veda \secref{sec:sess_xxx}). \\
\macro{O\_SHLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno shared lock (vedi
- \secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux.\\
+ \secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
\macro{O\_EXLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno lock esclusivo (vedi
- \secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux.\\
+ \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
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.\\
+ altri casi il comportamento non è specificato. \\
\macro{O\_NOFOLLOW} & se \var{pathname} è un link simbolico la chiamata
fallisce. Questa è una estensione BSD aggiunta in Linux dal kernel 2.1.126.
Nelle versioni precedenti i link simbolici sono sempre seguiti, e questa
- opzione è ignorata.\\
+ opzione è ignorata. \\
\macro{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 DoS\footnote{Denial of Service, si chiamano
dell'implementazione di \func{opendir}. \\
\macro{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.\\
+ 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
causava il ritorno da una \func{read} con un valore nullo e non con un
errore, questo introduce 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} è sinonimo di \macro{O\_NONBLOCK}\\
+ significato di una end-of-file} è sinonimo di \macro{O\_NONBLOCK}.\\
\macro{O\_ASYNC} & apre il file per l'input/output in modalità
asincrona. Non è supportato in Linux. \\
- \macro{O\_FSYNC} & \\
\macro{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\\
+ sul sull'hardware sottostante.\\
+ \macro{O\_FSYNC} & sinonimo di \macro{O\_SYNC}. \\
\macro{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
\label{tab:file_open_flags}
\end{table}
+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 settato di default per
+restare aperto attraverso una \func{exec} (come accennato in
+\secref{sec:proc_exec}) ed l'offset è settato all'inizio del file.
+
+Il parametro \var{mode} specifica i permessi con cui il file viene
+eventualmente creato; i valori possibili sono gli stessi già visti in
+\secref{sec:file_perm_overview} e possono essere specificati come OR binario
+delle costanti descritte in \tabref{tab:file_bit_perm}. Questi permessi
+filtrati dal valore di \file{umask} (vedi \secref{sec:file_umask}) per il
+processo.
+
+La funzione prevede diverse opzioni, che vengono specificate usando vari bit
+del parametro \var{flags}. Alcuni di questi bit vanno anche a costituire il
+flag di stato del file (o \textit{file status flag}), che è mantenuto nel
+campo \var{f\_flags} della struttura \var{file} (al solito si veda lo schema
+di \curfig). Essi sono divisi in tre categorie principali:
+\begin{itemize}
+\item \textsl{i bit delle modalità di accesso}: specificano con quale modalità
+ si accederà al file: i valori possibili sono lettura, scrittura o
+ lettura/scrittura. Uno di questi bit deve essere sempre specificato quando
+ si apre un file. Vengono settati alla chiamata da \func{open}, e possono
+ essere riletti con una \func{fcntl} (fanno parte del \textit{file status
+ flag}), ma non modificati.
+\item \textsl{i bit delle modalità di apertura}: permettono di specificare
+ alcune delle caratteristiche del comportamento di \func{open} quando viene
+ eseguita. Hanno effetto solo al momento della chiamata della funzione e non
+ sono memorizzati nè possono essere riletti.
+\item \textsl{i bit delle modalità di operazione}: permettono di specificare
+ alcune caratteristiche del comportamento delle future operazioni sul file
+ (come la \func{read} o la \func{write}). Anch'essi fanno parte del
+ \textit{file status flag}. Il loro valore è settato alla chiamata di
+ \func{open}, ma possono essere riletti e modificati (insieme alle
+ caratteristiche operative che controllano) con una \func{fcntl}.
+\end{itemize}
+
+In \tabref{tab:file_open_flags} si sono riportate, ordinate e divise fra loro
+secondo le tre modalità appena elencate, le costanti mnemoniche associate a
+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)
+del parametro \var{flags} da passare alla \func{open} per specificarne il
+comportamento.
+
Nelle prime versioni di unix i flag specificabili per \func{open} erano solo
quelli relativi alle modalità di accesso del file. Per questo motivo per
creare un nuovo file c'era una system call apposita, \func{creat}, il cui
prototipo è:
-
\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
adesso questa funzione resta solo per compatibilità con i vecchi programmi.
+\subsection{La funzione \func{close}}
+\label{sec:file_close}
+La funzione \func{close} permette di chiudere un file, in questo modo il file
+descriptor ritorna disponibile; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int close(int fd)}
+ Chiude il descrittore \var{fd}.
+
+ La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 n caso di errore. In questo
+ caso \var{errno} è settata ai valori:
+ \begin{errlist}
+ \item \macro{EBADF} \var{fd} non è un descrittore valido.
+ \item \macro{EINTR} la funzione è stata interrotta da un segnale.
+ \end{errlist}
+ ed \macro{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 ultimo (di eventuali copie) riferimento 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 sui file descriptor
+vengono chiusi, molti programmi sfruttano questa caratteristica e non usano
+esplicitamente \func{close}. In genere comunque chiudere un file senza
+controllarne lo stato di uscita è errore; infatti molti filesystem
+implementano la tecnica del \textit{write-behind}, per cui una \func{write}
+può avere successo anche se i dati non sono stati scritti, un eventuale errore
+di I/O allora può sfuggire, ma verrà riportato alla chiusura del file: per
+questo motivo non effettuare il controllo può portare ad una perdita di dati
+inavvertita; in Linux questo comportamento è stato osservato con NFS e le
+quote su disco.
+
+In ogni caso una \func{close} andata a buon fine non garantisce che i dati
+siano stati effettivamente scritti su disco, perché il kernel può decidere di
+ottimizzare l'accesso a disco ritardandone la scrittura. L'uso della funzione
+\func{sync} effettua esplicitamente il \emph{flush} dei dati, ma anche in
+questo caso resta l'incertezza dovuta al comportamento dell'hardware (che a
+sua volta può introdurre ottimizzazioni dell'accesso al disco).
-\subsection{La funzione \func{close}}
-\label{sec:file_close}
\subsection{La funzione \func{lseek}}
\label{sec:file_lseek}
+Come già accennato in \secref{sec:file_fd} a ciascun file aperto è associata
+una \textsl{posizione corrente nel file} (il cosiddetto \textit{file offset},
+mantenuto nel campo \var{f\_pos} di \var{file}) espressa da un numero intero
+positivo come numero di bytes dall'inizio del file. Tutte le operazioni di
+lettura e scrittura avvengono a partire da questa posizione che viene
+automaticamente spostata in avanti del numero di byte letti o scritti.
+
+In genere (a meno di non avere richiesto la modalità \macro{O\_APPEND}) questa
+posizione viene settata a zero all'apertura del file. È possibile settarla ad
+un valore qualsiasi con la funzione \func{lseek}, il cui prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/types.h}
+ \headdecl{unistd.h}
+ \funcdecl{off\_t lseek(int fd, off\_t offset, int whence)}
+ La funzione setta la posizione attuale nel file.
+
+ La funzione ritorna valore della posizione corrente in caso di successo e -1
+ in caso di errore nel qual caso \var{errno} viene settata ad uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item \macro{ESPIPE} \var{fd} è una pipe, un socket o una fifo.
+ \item \macro{EINVAL} \var{whence} non è un valore valido.
+ \end{errlist}
+ e \macro{EBADF}.
+\end{functions}
+
+La nuova posizione è settata usando il valore specificato da \var{offset},
+sommato al riferimento dato da \var{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}}:
+\begin{description}
+\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} che 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.
+\end{description}
+
+Come accennato in \secref{sec:file_file_size} con \func{lseek} è possibile
+settare la posizione corrente anche al di la della 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}).
+
+Dato che la funzione ritorna la nuova posizione, usando il valore zero per
+\func{offset} si può riottenere la posizione corrente nel file chiamando la
+funzione con \func{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
+aperto anche da un altro processo che vi ha scritto, la fine del file può
+essersi spostata, ma noi scriveremo alla posizione settata in precedenza.
+Questa è una potenziale sorgente di \textit{race condition}, e quando si vuole
+essere sicuri di scrivere alla fine del file questo deve essere posto in
+modalità \macro{O\_APPEND}.
+
+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
+i tre casi citati nel prototipo, vale anche per tutti quei dispositivi che non
+supportano questa funzione, come ad esempio per le \acr{tty}\footnote{altri
+ sistemi, usando \macro{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 device, ad esempio \file{/dev/null}, non
+causano un errore ma restituiscono un valore indefinito.
+
+
\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:
+\begin{prototype}
+ \headdecl{unistd.h}
+ \funcdecl{ssize\_t read(int fd, void * buf, size\_t count)}
+
+ La funzione cerca di leggere \var{count} bytes dal file \var{fd} al buffer
+ \var{buf}.
+
+ La funzione ritorna il numero di byte letti in caso di successo e -1 in
+ caso di errore, nel qual caso \var{errno} viene settata ad uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item \macro{EINTR} la funzione è stata interrotta da un segnale prima di
+ aver letto quasiasi dato.
+ \item \macro{EAGAIN} la funzione non aveva nessun dato da restituire e si
+ era aperto il file in modalità \macro{O\_NONBLOCK}.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \macro{EBADF}, \macro{EIO}, \macro{EISDIR}, \macro{EBADF},
+ \macro{EINVAL} e \macro{EFAULT}.
+\end{prototype}
+
+
\subsection{La funzione \func{write}}
\label{sec:file_write}
\section{Funzioni avanzate}
\label{sec:file_adv_func}
+
\subsection{La condivisione dei files}
\label{sec:file_sharing}
-
Si noti che i flag di stato del file, quelli settati dal parametro \var{flag}
di \func{open}, essendo tenuti nella vode sulla file table, vengono condivisi,
ai file sono però associati anche altri flag, (tenuti invece nella struttura
\subsection{La funzione \func{ioctl}}
\label{sec:file_ioctl}
-
-
-
-
projects / gapil.git / blobdiff