\label{cha:file_unix_interface}
Esamineremo in questo capitolo la prima delle due interfacce di programmazione
-per i file, quella dei 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.
+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.
\section{L'architettura di base}
\label{sec:file_base_arch}
-Iniziamo la trattazione con una panoramica sull'architettura base della
-intefaccia dei file descriptor. Esamineremo in questa sezione la struttura
-base dell'interfaccia con i file di unix, e le modalità con cui i processi
-ed il kernel interagiscono per operare sui file.
+In questa sezione faremo una breve introduzione sulla architettura su cui è
+basata dell'interfaccia dei \textit{file descriptor}, che, sia pure con
+differenze nella realizzazione pratica, resta sostanzialmente la stessa in
+ogni implementazione di unix.
-\subsection{L'architettura dei \textit{file descriptors}}
+\subsection{L'architettura dei \textit{file descriptor}}
\label{sec:file_fd}
Per poter accedere al contenuto di un file occorre creare un canale di
comunicazione con il kernel che renda possibile operare su di esso (si ricordi
-quanto visto in \secref{sec:file_vfs_work}), questo si fa aprendo il file con
+quanto visto in \secref{sec:file_vfs_work}). Questo si fa aprendo il file con
la funzione \func{open} che provvederà a localizzare l'inode del file e
inizializzare le funzioni che il VFS mette a disposizione (riportate in
\tabref{tab:file_file_operations}). Una volta terminate le operazioni, il file
dovrà essere chiuso, e questo chiuderà il canale di comunicazione impedendo
ogni ulteriore operazione.
-Per capire come funziona questo canale di comunicazione occorre spiegare
-brevemente qual'è architettura con cui 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}.
-
-Ciascuna voce della \textit{process table}, che in Linux è costituita da una
-struttura \var{task\_struct}, contiene le informazioni relative ad ogni
-processo attivo nel sistema; fra queste c'è anche il puntatore ad una
-ulteriore struttura \var{files\_struct} in cui sono contenute le informazioni
-relative a ogni file che il processo ha aperto, ed in particolare:
-\begin{itemize}
-\item i flag di close on esec
-\item un puntatore alla struttura \var{file} nella \textit{file table}
-\end{itemize}
-
-Ciascuna voce della \textit{file table}, che in Linux è costituita da una
-struttura \var{file}, contiene le informazioni relative ad ogni file aperto
-nel sistema, fra queste ci sono:
-\begin{itemize}
-\item lo stato del file (lettura, scrittura, append, etc.).
-\item il valore della posizione corrente (l'\textit{offset}).
-\item un puntatore alla dentry del file (da cui si accede all'inode).
-\item un puntatore alla tabella delle operazioni del filesystem (vedi
- \tabref{tab:file_file_operations}).
-\end{itemize}
-
-
-Le relazioni fra queste strutture sono riportate in \nfig;
-
-
-
All'interno di ogni processo i file aperti sono identificati da un intero non
-negativo, chiamato appunto \textit{file descriptors};
-
-
-
-
-
-\subsection{La condivisione dei files}
-\label{sec:file_sharing}
+negativo, chiamato appunto \textit{file descriptor}, quando un file viene
+aperto la funzione restituisce il file descriptor, e tutte le successive
+operazioni devono passare il \textit{file descriptors} come argomento.
+
+Per capire come funziona il meccanismo occorre spiegare a grandi linee come è
+che 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 \var{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 \var{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.
+\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
+\var{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\footnote{nel kernel 2.4.x si è in realtà passati
+ ad un puntatore ad una struttura \var{dentry} che punta a sua volta
+ all'inode passando per la nuova struttura del VFS} del file.
+%\item un puntatore alla tabella delle funzioni \footnote{la struttura
+% \var{f\_op} descritta in \secref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
+% sul file.
+\end{itemize*}
+
+In \figref{fig:file_proc_file} si è riportato uno schema in cui è illustrata
+questa architettura, in cui si sono evidenziate le interrelazioni fra le varie
+strutture di dati sulla quale essa è basata.
+\begin{figure}[htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=14cm]{img/procfile.eps}
+ \caption{Schema della architettura dell'accesso ai file attraverso
+ l'interfaccia dei \textit{file descroptor}}
+ \label{fig:file_proc_file}
+\end{figure}
+Ritorneremo su questo schema più volte, dato che esso è fondamentale per
+capire i dettagli del funzionamento delle dell'interfaccia dei \textit{file
+ descriptor}.
+
+
+\subsection{I file standard}
+\label{sec:file_std_descr}
+
+Come accennato i \textit{file descriptor} non sono altro che un indice nella
+tabella dei file aperti di ciascun processo; per questo motivo essi vengono
+assegnati in successione tutte le volte che si apre un nuovo file (se non se
+ne è 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
+dicevamo prima, avranno come \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 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 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 il terminale su cui si sta scrivendo), il terzo è lo \textit{standard
+ error}, su cui viene inviato l'output relativo agli errori.
+Lo standard POSIX.1 provvede tre costanti simboliche, definite nell'header
+\file{unistd.h}, al posto di questi valori numerici:
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|}
+ \hline
+ \textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{STDIN\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ input} \\
+ \macro{STDOUT\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ output} \\
+ \macro{STDERR\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+ error}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti definite in \file{unistd.h} per i file standard aperti
+ alla creazione di ogni processo.}
+ \label{tab:file_std_files}
+\end{table}
+
+In \curfig\ 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).
+
+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
+dimensioni del vettore di puntatori con cui era realizzata la tabella dei file
+descriptor dentro \var{file\_struct}; questo limite intrinseco non sussiste
+più, dato che si è passati da un vettore ad una linked list, ma restano i
+limiti imposti dall'amministratore (vedi \secref{sec:sys_limits}).
\label{sec:file_base_func}
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};
+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.
\subsection{La funzione \func{open}}
\label{sec:file_open}
-\subsection{La funzione \func{creat}}
-\label{sec:file_creat}
+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}
+ \headdecl{fcntl.h}
+ \funcdecl{int open(const char *pathname, int flags)}
+ \funcdecl{int open(const char *pathname, int flags, mode\_t mode)}
+ Apre il file indicato da \var{pathname} nella modalità indicata da
+ \var{flags}, e, nel caso il file sia creato, con gli eventuali permessi
+ specificati da \var{mode}.
+
+ 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}.
+ \item \macro{EISDIR} \var{pathname} indica una directory e si è tentato
+ l'accesso in scrittura.
+ \item \macro{ENOTDIR} si è specificato \macro{O\_DIRECTORY} e \var{pathname}
+ non è una directory.
+ \item \macro{ENXIO} si sono settati \macro{O\_NOBLOCK} o \macro{O\_WRONLY}
+ ed il file è una fifo che non viene letta da nessun processo o
+ \var{pathname} è un file di dispositivo ma il dispositivo è assente.
+ \item \macro{ENODEV} \var{pathname} si riferisce a un file di dispositivo
+ che non esiste.
+ \item \macro{ETXTBSY} si è cercato di accedere in scrittura all'immagine di
+ un programma in esecuzione.
+ \item \macro{ELOOP} si sono incotrati troppi link simbolici nel risolvere
+ pathname o si è indicato \macro{O\_NOFOLLOW} e \var{pathname} è un link
+ simbolico.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
+ \macro{EROFS}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOSPC}, \macro{ENOMEM},
+ \macro{EMFILE} e \macro{ENFILE}.
+\end{functions}
+
+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).
+
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{12cm}|}
+ \hline
+ \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. \\
+ \hline % modalita di apertura del file
+ \hline
+ \macro{O\_CREAT} & se il file non esiste verrà creato, con le regole di
+ titolarità del file viste in \secref{sec:file_ownership}. Il parametro
+ \var{mode} deve essere specificato. \\
+ \macro{O\_EXCL} & usato in congiunzione con \macro{O\_CREAT} fa sì che
+ l'esistenza del file diventi un errore\footnote{la man page di \func{open}
+ segnala che questa opzione è difettosa su NFS, e che i programmi che la
+ 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}. \\
+ \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}). \\
+ \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}). \\
+ \macro{O\_SHLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno shared lock (vedi
+ \secref{sec:file_locking}) sul file. Non è disponibile in Linux. \\
+ \macro{O\_EXLOCK} & opzione di BSD, acquisisce uno lock esclusivo (vedi
+ \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. \\
+ \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. \\
+ \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
+ così attacchi miranti ad impedire un servizio causando una qualche forma
+ di carico eccessivo per il sistema, che resta bloccato nelle risposte
+ all'attacco} quando \func{opendir} viene chiamata su una fifo o su un
+ device di unità a nastri, non deve essere utilizzato al di fuori
+ dell'implementazione di \func{opendir}. \\
+ \macro{O\_LARGEFILE} & nel caso di sistemi a 32 bit che supportano file di
+ grandi dimensioni consente di aprire file le cui dimensioni non possono
+ essere rappresentate da numeri a 31 bit. \\
+ \hline
+ \hline % modalità di operazione col file
+ \macro{O\_APPEND} & il file viene aperto in append mode. Prima di ciascuna
+ scrittura la posizione corrente viene sempre settata alla fine del
+ file. Può causare corruzione del file con NFS se più di un processo scrive
+ allo stesso tempo\footnote{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}.\\
+ \macro{O\_NONBLOCK} & il file viene aperto in modalità non bloccante per
+ le operazioni di I/O: questo significa il fallimento di una \func{read} in
+ assenza di dati da leggere e quello di una \func{write} in caso di
+ impossibilità di scrivere immediatamente. L'opzione è effettiva solo per
+ le fifo e per alcuni file di dispositivo. \\
+ \macro{O\_NDELAY} & in Linux\footnote{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 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}.\\
+ \macro{O\_ASYNC} & apre il file per l'input/output in modalità
+ asincrona. Non è supportato in Linux. \\
+ \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.\\
+ \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
+ di montaggio.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti definite in \file{fcntl.h} per indicare i vari bit
+ usabili per il specificare parametro \var{flags} di \func{open}.}
+ \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
+ tutto equivalente a \func{open(filedes, O\_CREAT|O\_WRONLY|O\_TRUNC, mode)}.
+\end{prototype}
+
+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{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}
-\subsection{Operazioni atomiche coi file}
-\label{sec:file_atomic}
\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
+\var{file\_struct} interna alla process table) che sono unici per ciascun file
+descriptor, e sono pertanto detti \textit{file descriptor flags} (l'unico
+usato al momento è \macro{FD\_CLOEXEC}).
+
+
+\subsection{Operazioni atomiche coi file}
+\label{sec:file_atomic}
+
+
\subsection{La funzioni \func{dup} e \func{dup2}}
\label{sec:file_dup}
\subsection{La funzione \func{ioctl}}
\label{sec:file_ioctl}
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projects / gapil.git / blobdiff