pipe il cui capo in scrittura è stato chiuso, si avrà la ricezione di un EOF
(vale a dire che la funzione \func{read} ritornerà restituendo 0). Se invece
si esegue una scrittura su una pipe il cui capo in lettura non è aperto il
-processo riceverà il segnale \errcode{EPIPE}, e la funzione di scrittura
+processo riceverà il segnale \const{SIGPIPE}, e la funzione di scrittura
restituirà un errore di \errcode{EPIPE} (al ritorno del gestore, o qualora il
segnale sia ignorato o bloccato).
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
-{
- ...
- /* create two pipes, pipein and pipeout, to handle communication */
- if ( (retval = pipe(pipein)) ) {
- WriteMess("input pipe creation error");
- exit(0);
- }
- if ( (retval = pipe(pipeout)) ) {
- WriteMess("output pipe creation error");
- exit(0);
- }
- /* First fork: use child to run barcode program */
- if ( (pid = fork()) == -1) { /* on error exit */
- WriteMess("child creation error");
- exit(0);
- }
- /* if child */
- if (pid == 0) {
- close(pipein[1]); /* close pipe write end */
- dup2(pipein[0], STDIN_FILENO); /* remap stdin to pipe read end */
- close(pipeout[0]);
- dup2(pipeout[1], STDOUT_FILENO); /* remap stdout in pipe output */
- execlp("barcode", "barcode", size, NULL);
- }
- close(pipein[0]); /* close input side of input pipe */
- write(pipein[1], argv[1], strlen(argv[1])); /* write parameter to pipe */
- close(pipein[1]); /* closing write end */
- waitpid(pid, NULL, 0); /* wait child completion */
- /* Second fork: use child to run ghostscript */
- if ( (pid = fork()) == -1) {
- WriteMess("child creation error");
- exit(0);
- }
- /* second child, convert PS to JPEG */
- if (pid == 0) {
- close(pipeout[1]); /* close write end */
- dup2(pipeout[0], STDIN_FILENO); /* remap read end to stdin */
- /* send mime type */
- write(STDOUT_FILENO, content, strlen(content));
- execlp("gs", "gs", "-q", "-sDEVICE=jpeg", "-sOutputFile=-", "-", NULL);
- }
- /* still parent */
- close(pipeout[1]);
- waitpid(pid, NULL, 0);
- exit(0);
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/BarCodePage.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del codice del \textit{CGI}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
-{
- FILE *pipe[4];
- FILE *pipein;
- char *cmd_string[4]={
- "pnmtopng",
- "pnmmargin -white 10",
- "pnmcrop",
- "gs -sDEVICE=ppmraw -sOutputFile=- -sNOPAUSE -q - -c showpage -c quit"
- };
- char content[]="Content-type: image/png\n\n";
- int i;
- /* write mime-type to stdout */
- write(STDOUT_FILENO, content, strlen(content));
- /* execute chain of command */
- for (i=0; i<4; i++) {
- pipe[i] = popen(cmd_string[i], "w");
- dup2(fileno(pipe[i]), STDOUT_FILENO);
- }
- /* create barcode (in PS) */
- pipein = popen("barcode", "w");
- /* send barcode string to barcode program */
- write(fileno(pipein), argv[1], strlen(argv[1]));
- /* close all pipes (in reverse order) */
- for (i=4; i==0; i--) {
- pclose((pipe[i]));
- }
- exit(0);
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/BarCode.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Codice completo del \textit{CGI} \file{BarCode.c}.}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-char *fifoname = "/tmp/fortune.fifo";
-int main(int argc, char *argv[])
-{
-/* Variables definition */
- int i, n = 0;
- char *fortunefilename = "/usr/share/games/fortunes/linux";
- char **fortune;
- char line[80];
- int fifo_server, fifo_client;
- int nread;
- ...
- if (n==0) usage(); /* if no pool depth exit printing usage info */
- Signal(SIGTERM, HandSIGTERM); /* set handlers for termination */
- Signal(SIGINT, HandSIGTERM);
- Signal(SIGQUIT, HandSIGTERM);
- i = FortuneParse(fortunefilename, fortune, n); /* parse phrases */
- if (mkfifo(fifoname, 0622)) { /* create well known fifo if does't exist */
- if (errno!=EEXIST) {
- perror("Cannot create well known fifo");
- exit(1);
- }
- }
- daemon(0, 0);
- /* open fifo two times to avoid EOF */
- fifo_server = open(fifoname, O_RDONLY);
- if (fifo_server < 0) {
- perror("Cannot open read only well known fifo");
- exit(1);
- }
- if (open(fifoname, O_WRONLY) < 0) {
- perror("Cannot open write only well known fifo");
- exit(1);
- }
- /* Main body: loop over requests */
- while (1) {
- nread = read(fifo_server, line, 79); /* read request */
- if (nread < 0) {
- perror("Read Error");
- exit(1);
- }
- line[nread] = 0; /* terminate fifo name string */
- n = random() % i; /* select random value */
- fifo_client = open(line, O_WRONLY); /* open client fifo */
- if (fifo_client < 0) {
- perror("Cannot open");
- exit(1);
- }
- nread = write(fifo_client, /* write phrase */
- fortune[n], strlen(fortune[n])+1);
- close(fifo_client); /* close client fifo */
- }
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/FortuneServer.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del codice del server di \textit{fortunes}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[])
-{
-/* Variables definition */
- int n = 0;
- char *fortunefilename = "/tmp/fortune.fifo";
- char line[80];
- int fifo_server, fifo_client;
- char fifoname[80];
- int nread;
- char buffer[PIPE_BUF];
- ...
- snprintf(fifoname, 80, "/tmp/fortune.%d", getpid()); /* compose name */
- if (mkfifo(fifoname, 0622)) { /* open client fifo */
- if (errno!=EEXIST) {
- perror("Cannot create well known fifo");
- exit(-1);
- }
- }
- fifo_server = open(fortunefilename, O_WRONLY); /* open server fifo */
- if (fifo_server < 0) {
- perror("Cannot open well known fifo");
- exit(-1);
- }
- nread = write(fifo_server, fifoname, strlen(fifoname)+1); /* write name */
- close(fifo_server); /* close server fifo */
- fifo_client = open(fifoname, O_RDONLY); /* open client fifo */
- if (fifo_client < 0) {
- perror("Cannot open well known fifo");
- exit(-1);
- }
- nread = read(fifo_client, buffer, sizeof(buffer)); /* read answer */
- printf("%s", buffer); /* print fortune */
- close(fifo_client); /* close client */
- close(fifo_server); /* close server */
- unlink(fifoname); /* remove client fifo */
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/FortuneClient.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del codice del client di \textit{fortunes}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm ]{}
-struct ipc_perm
-{
- key_t key; /* Key. */
- uid_t uid; /* Owner's user ID. */
- gid_t gid; /* Owner's group ID. */
- uid_t cuid; /* Creator's user ID. */
- gid_t cgid; /* Creator's group ID. */
- unsigned short int mode; /* Read/write permission. */
- unsigned short int seq; /* Sequence number. */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/ipc_perm.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{ipc\_perm}, come definita in
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[])
-{
- ...
- switch (type) {
- case 'q': /* Message Queue */
- debug("Message Queue Try\n");
- for (i=0; i<n; i++) {
- id = msgget(IPC_PRIVATE, IPC_CREAT|0666);
- printf("Identifier Value %d \n", id);
- msgctl(id, IPC_RMID, NULL);
- }
- break;
- case 's': /* Semaphore */
- debug("Semaphore\n");
- for (i=0; i<n; i++) {
- id = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT|0666);
- printf("Identifier Value %d \n", id);
- semctl(id, 0, IPC_RMID);
- }
- break;
- case 'm': /* Shared Memory */
- debug("Shared Memory\n");
- for (i=0; i<n; i++) {
- id = shmget(IPC_PRIVATE, 1000, IPC_CREAT|0666);
- printf("Identifier Value %d \n", id);
- shmctl(id, IPC_RMID, NULL);
- }
- break;
- default: /* should not reached */
- return -1;
- }
- return 0;
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/IPCTestId.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del programma di test per l'assegnazione degli
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-struct msqid_ds {
- struct ipc_perm msg_perm; /* structure for operation permission */
- time_t msg_stime; /* time of last msgsnd command */
- time_t msg_rtime; /* time of last msgrcv command */
- time_t msg_ctime; /* time of last change */
- msgqnum_t msg_qnum; /* number of messages currently on queue */
- msglen_t msg_qbytes; /* max number of bytes allowed on queue */
- pid_t msg_lspid; /* pid of last msgsnd() */
- pid_t msg_lrpid; /* pid of last msgrcv() */
- struct msg *msg_first; /* first message on queue, unused */
- struct msg *msg_last; /* last message in queue, unused */
- unsigned long int msg_cbytes; /* current number of bytes on queue */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/msqid_ds.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{msqid\_ds}, associata a ciascuna coda di
inizializzata, in particolare il campo \var{msg\_perm} viene inizializzato
come illustrato in \secref{sec:ipc_sysv_access_control}, per quanto riguarda
gli altri campi invece:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
\item il campo \var{msg\_qnum}, che esprime il numero di messaggi presenti
sulla coda, viene inizializzato a 0.
\item i campi \var{msg\_lspid} e \var{msg\_lrpid}, che esprimono
\var{msg\_cbytes}, che esprime la dimensione in byte dei messaggi presenti è
inizializzato a zero. Questi campi sono ad uso interno dell'implementazione
e non devono essere utilizzati da programmi in user space).
-\end{itemize}
+\end{itemize*}
Una volta creata una coda di messaggi le operazioni di controllo vengono
effettuate con la funzione \funcd{msgctl}, che (come le analoghe \func{semctl}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
- struct msgbuf {
- long mtype; /* message type, must be > 0 */
- char mtext[LENGTH]; /* message data */
- };
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/msgbuf.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Schema della struttura \structd{msgbuf}, da utilizzare come
\begin{figure}[!bht]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int msgid; /* Message queue identifier */
-int main(int argc, char *argv[])
-{
-/* Variables definition */
- int i, n = 0;
- char **fortune; /* array of fortune message string */
- char *fortunefilename = "/usr/share/games/fortunes/linux"; /* file name */
- struct msgbuf_read { /* message struct to read request from clients */
- long mtype; /* message type, must be 1 */
- long pid; /* message data, must be the pid of the client */
- } msg_read;
- struct msgbuf_write { /* message struct to write result to clients */
- long mtype; /* message type, will be the pid of the client*/
- char mtext[MSGMAX]; /* message data, will be the fortune */
- } msg_write;
- key_t key; /* Message queue key */
- int size; /* message size */
- ...
- Signal(SIGTERM, HandSIGTERM); /* set handlers for termination */
- Signal(SIGINT, HandSIGTERM);
- Signal(SIGQUIT, HandSIGTERM);
- if (n==0) usage(); /* if no pool depth exit printing usage info */
- i = FortuneParse(fortunefilename, fortune, n); /* parse phrases */
- /* Create the queue */
- key = ftok("./MQFortuneServer.c", 1);
- msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);
- if (msgid < 0) {
- perror("Cannot create message queue");
- exit(1);
- }
- /* Main body: loop over requests */
- daemon(0, 0);
- while (1) {
- msgrcv(msgid, &msg_read, sizeof(int), 1, MSG_NOERROR);
- n = random() % i; /* select random value */
- strncpy(msg_write.mtext, fortune[n], MSGMAX);
- size = min(strlen(fortune[n])+1, MSGMAX);
- msg_write.mtype=msg_read.pid; /* use request pid as type */
- msgsnd(msgid, &msg_write, size, 0);
- }
-}
-/*
- * Signal Handler to manage termination
- */
-void HandSIGTERM(int signo) {
- msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL); /* remove message queue */
- exit(0);
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/MQFortuneServer.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del codice del server di \textit{fortunes}
\begin{figure}[!bht]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[])
-{
- ...
- key = ftok("./MQFortuneServer.c", 1);
- msgid = msgget(key, 0);
- if (msgid < 0) {
- perror("Cannot find message queue");
- exit(1);
- }
- /* Main body: do request and write result */
- msg_read.mtype = 1; /* type for request is always 1 */
- msg_read.pid = getpid(); /* use pid for communications */
- size = sizeof(msg_read.pid);
- msgsnd(msgid, &msg_read, size, 0); /* send request message */
- msgrcv(msgid, &msg_write, MSGMAX, msg_read.pid, MSG_NOERROR);
- printf("%s", msg_write.mtext);
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/MQFortuneClient.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Sezione principale del codice del client di \textit{fortunes}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-struct semid_ds
-{
- struct ipc_perm sem_perm; /* operation permission struct */
- time_t sem_otime; /* last semop() time */
- time_t sem_ctime; /* last time changed by semctl() */
- unsigned long int sem_nsems; /* number of semaphores in set */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/semid_ds.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{semid\_ds}, associata a ciascun insieme di
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-struct sem {
- short sempid; /* pid of last operation */
- ushort semval; /* current value */
- ushort semncnt; /* num procs awaiting increase in semval */
- ushort semzcnt; /* num procs awaiting semval = 0 */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sem.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{sem}, che contiene i dati di un singolo
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-union semun {
- int val; /* value for SETVAL */
- struct semid_ds *buf; /* buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
- unsigned short *array; /* array for GETALL, SETALL */
- /* Linux specific part: */
- struct seminfo *__buf; /* buffer for IPC_INFO */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/semun.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La definizione dei possibili valori di una \direct{union}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-struct sembuf
-{
- unsigned short int sem_num; /* semaphore number */
- short int sem_op; /* semaphore operation */
- short int sem_flg; /* operation flag */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sembuf.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{sembuf}, usata per le operazioni sui
\begin{figure}[!bht]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-/* Function MutexCreate: create a mutex/semaphore */
-int MutexCreate(key_t ipc_key)
-{
- const union semun semunion={1}; /* semaphore union structure */
- int sem_id, ret;
- sem_id = semget(ipc_key, 1, IPC_CREAT|0666); /* get semaphore ID */
- if (sem_id == -1) { /* if error return code */
- return sem_id;
- }
- ret = semctl(sem_id, 0, SETVAL, semunion); /* init semaphore */
- if (ret == -1) {
- return ret;
- }
- return sem_id;
-}
-/* Function MutexFind: get the semaphore/mutex Id given the IPC key value */
-int MutexFind(key_t ipc_key)
-{
- return semget(ipc_key,1,0);
-}
-/* Function MutexRead: read the current value of the mutex/semaphore */
-int MutexRead(int sem_id)
-{
- return semctl(sem_id, 0, GETVAL);
-}
-/* Define sembuf structures to lock and unlock the semaphore */
-struct sembuf sem_lock={ /* to lock semaphore */
- 0, /* semaphore number (only one so 0) */
- -1, /* operation (-1 to use resource) */
- SEM_UNDO}; /* flag (set for undo at exit) */
-struct sembuf sem_ulock={ /* to unlock semaphore */
- 0, /* semaphore number (only one so 0) */
- 1, /* operation (1 to release resource) */
- SEM_UNDO}; /* flag (in this case 0) */
-/* Function MutexLock: to lock a mutex/semaphore */
-int MutexLock(int sem_id)
-{
- return semop(sem_id, &sem_lock, 1);
-}
-/* Function MutexUnlock: to unlock a mutex/semaphore */
-int MutexUnlock(int sem_id)
-{
- return semop(sem_id, &sem_ulock, 1);
-}
-/* Function MutexRemove: remove a mutex/semaphore */
-int MutexRemove(int sem_id)
-{
- return semctl(sem_id, 0, IPC_RMID);
-}
- \end{lstlisting}
+ \includecodesample{listati/Mutex.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Il codice delle funzioni che permettono di creare o recuperare
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
-struct shmid_ds {
- struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms */
- int shm_segsz; /* size of segment (bytes) */
- time_t shm_atime; /* last attach time */
- time_t shm_dtime; /* last detach time */
- time_t shm_ctime; /* last change time */
- unsigned short shm_cpid; /* pid of creator */
- unsigned short shm_lpid; /* pid of last operator */
- short shm_nattch; /* no. of current attaches */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/shmid_ds.h}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{La struttura \structd{shmid\_ds}, associata a ciascun segmento di
\secref{sec:ipc_sysv_access_control}, e valgono le considerazioni ivi fatte
relativamente ai permessi di accesso; per quanto riguarda gli altri campi
invece:
-\begin{itemize*}
+\begin{itemize}
\item il campo \var{shm\_segsz}, che esprime la dimensione del segmento, viene
inizializzato al valore di \param{size}.
\item il campo \var{shm\_ctime}, che esprime il tempo di creazione del
creato il segmento, viene inizializzato al \acr{pid} del processo chiamante.
\item il campo \var{shm\_nattac}, che esprime il numero di processi agganciati
al segmento viene inizializzato a zero.
-\end{itemize*}
+\end{itemize}
Come per le code di messaggi e gli insiemi di semafori, anche per i segmenti
di memoria condivisa esistono una serie di limiti imposti dal sistema. Alcuni
inoltre la regione di indirizzi usata per il segmento di memoria condivisa
viene tolta dallo spazio di indirizzi del processo.
+\begin{figure}[!bht]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/SharedMem.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Il codice delle funzioni che permettono di creare, trovare e
+ rimuovere un segmento di memoria condivisa.}
+ \label{fig:ipc_sysv_shm_func}
+\end{figure}
+
+Come esempio di uso di queste funzioni vediamo come implementare una serie di
+funzioni di libreria che ne semplifichino l'uso, automatizzando le operazioni
+più comuni; il codice, contenuto nel file \file{SharedMem.c}, è riportato in
+\figref{fig:ipc_sysv_shm_func}.
+
+La prima funzione (\texttt{\small 3--16}) è \func{ShmCreate} che, data una
+chiave, crea il segmento di memoria condivisa restituendo il puntatore allo
+stesso. La funzione comincia (\texttt{\small 6}) con il chiamare
+\func{shmget}, usando il flag \const{IPC\_CREATE} per creare il segmento
+qualora non esista, ed assegnandogli i privilegi specificati dall'argomento
+\var{perm} e la dimensione specificata dall'argomento \var{shm\_size}. In
+caso di errore (\texttt{\small 7--9}) si ritorna immediatamente un puntatore
+nullo, altrimenti (\texttt{\small 10}) si prosegue agganciando il segmento di
+memoria condivisa al processo con \func{shmat}. In caso di errore
+(\texttt{\small 11--13}) si restituisce di nuovo un puntatore nullo, infine
+(\texttt{\small 14}) si inizializza con \func{memset} il contenuto del
+segmento al valore costante specificato dall'argomento \var{fill}, e poi si
+ritorna il puntatore al segmento stesso.
+
+La seconda funzione (\texttt{\small 17--31}) è \func{ShmFind}, che, data una
+chiave, restituisce l'indirizzo del segmento ad essa associato. Anzitutto
+(\texttt{\small 22}) si richiede l'identificatore del segmento con
+\func{shmget}, ritornando (\texttt{\small 23--25}) un puntatore nullo in caso
+di errore. Poi si prosegue (\texttt{\small 26}) agganciando il segmento al
+processo con \func{shmat}, restituendo (\texttt{\small 27--29}) di nuovo un
+puntatore nullo in caso di errore, se invece non ci sono errori si restituisce
+il puntatore ottenuto da \func{shmat}.
+
+La terza funzione (\texttt{\small 32--51}) è \func{ShmRemove} che, data la
+chiave ed il puntatore associati al segmento di memoria condivisa, prima lo
+sgancia dal processo e poi lo rimuove. Il primo passo (\texttt{\small 37}) è
+la chiamata a \func{shmdt} per sganciare il segmento, restituendo
+(\texttt{\small 38--39}) un valore -1 in caso di errore. Il passo successivo
+(\texttt{\small 41}) è utilizzare \func{shmget} per ottenre l'identificatore
+associato al segmento data la chiave \var{key}. Al solito si restituisce un
+valore di -1 (\texttt{\small 42--45}) in caso di errore, mentre se tutto va
+bene si conclude restituendo un valore nullo.
+
Benché la memoria condivisa costituisca il meccanismo di intercomunicazione
fra processi più veloce, essa non è sempre il più appropriato, dato che, come
abbiamo visto, si avrà comunque la necessità di una sincronizzazione degli
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-/* global variables for shared memory segment */
-struct DirProp {
- int tot_size;
- int tot_files;
- int tot_regular;
- int tot_fifo;
- int tot_link;
- int tot_dir;
- int tot_block;
- int tot_char;
- int tot_sock;
-} *shmptr;
-int shmid;
-int mutex;
-/* main body */
-int main(int argc, char *argv[])
-{
- int i;
- key_t key;
- ...
- if ((argc - optind) != 1) { /* There must be remaing parameters */
- printf("Wrong number of arguments %d\n", argc - optind);
- usage();
- }
- if (chdir(argv[1])) { /* chdir to be sure dir exist */
- perror("Cannot find directory to monitor");
- }
- Signal(SIGTERM, HandSIGTERM); /* set handlers for termination */
- Signal(SIGINT, HandSIGTERM);
- Signal(SIGQUIT, HandSIGTERM);
- key = ftok("~/gapil/sources/DirMonitor.c", 1); /* define a key */
- shmid = shmget(key, 4096, IPC_CREAT|0666); /* get a shared memory */
- if (shmid < 0) {
- perror("Cannot create shared memory");
- exit(1);
- }
- if ( (shmptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == NULL ) { /* attach to process */
- perror("Cannot attach segment");
- exit(1);
- }
- if ((mutex = MutexCreate(key)) == -1) { /* get a Mutex */
- perror("Cannot create mutex");
- exit(1);
- }
- /* main loop, monitor directory properties each 10 sec */
- daemon(1, 0); /* demonize process, staying in monitored dir */
- while (1) {
- MutexLock(mutex); /* lock shared memory */
- memset(shmptr, 0, sizeof(struct DirProp)); /* erase previous data */
- DirScan(argv[1], ComputeValues); /* execute scan */
- MutexUnlock(mutex); /* unlock shared memory */
- sleep(pause); /* sleep until next watch */
- }
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/DirMonitor.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Codice della funzione principale del programma \file{DirMonitor.c}.}
riga di comando (che si limitano alla eventuale stampa di un messaggio di
aiuto a video ed all'impostazione della durata dell'intervallo con cui viene
ripetuto il calcolo delle proprietà della directory) controlla (\texttt{\small
- 21--24}) che sia stato specificato il parametro necessario contenente il
+ 20--23}) che sia stato specificato il parametro necessario contenente il
nome della directory da tenere sotto controllo, senza il quale esce
immediatamente con un messaggio di errore.
Poi, per verificare che il parametro specifichi effettivamente una directory,
-si esegue (\texttt{\small 25--27}) su di esso una \func{chdir}, uscendo
+si esegue (\texttt{\small 24--26}) su di esso una \func{chdir}, uscendo
immediatamente in caso di errore. Questa funzione serve anche per impostare
la directory di lavoro del programma nella directory da tenere sotto
controllo, in vista del successivo uso della funzione
-\func{daemon}.\footnote{Si noti come si è potuta fare questa scelta,
+\func{daemon}.\footnote{si noti come si è potuta fare questa scelta,
nonostante le indicazioni illustrate in \secref{sec:sess_daemon}, per il
particolare scopo del programma, che necessita comunque di restare
- all'interno di una directory.} Infine (\texttt{\small 28--30}) si installano
+ all'interno di una directory.} Infine (\texttt{\small 27--29}) si installano
i gestori per i vari segnali di terminazione che, avendo a che fare con un
programma che deve essere eseguito come server, sono il solo strumento
disponibile per concluderne l'esecuzione.
-Il passo successivo (\texttt{\small 31--44}) è quello di creare gli oggetti di
-intercomunicazione necessari. Si inizia costruendo (\texttt{\small 31}) la
+Il passo successivo (\texttt{\small 30--39}) è quello di creare gli oggetti di
+intercomunicazione necessari. Si inizia costruendo (\texttt{\small 30}) la
chiave da usare come riferimento con il nome del programma,\footnote{si è
usato un riferimento relativo alla home dell'utente, supposto che i sorgenti
di GaPiL siano stati installati direttamente in essa. Qualora si effettui
una installazione diversa si dovrà correggere il programma.} dopo di che si
-richiede (\texttt{\small 32}) la creazione di un segmento di memoria condivisa
-con \func{shmget} (una pagina di memoria è sufficiente per i dati che
-useremo), uscendo (\texttt{\small 33--36}) qualora la creazione non abbia
-successo.
-
-Una volta ottenutone l'identificatore in \var{shmid}, si può agganciare
-(\texttt{\small 37--40}) il segmento al processo con \func{shmat} anche in
-questo caso si esce qualora la funzione non abbia successo. Con l'indirizzo
-\var{shmptr} così ottenuto potremo poi accedere alla memoria condivisa, che,
-per come abbiamo lo abbiamo definito, sarà vista nella forma data da
-\struct{DirProp}. Infine (\texttt{\small 41--44}) utilizzando sempre la stessa
-chiave, si crea, tramite le funzioni di interfaccia già descritte in
-\secref{sec:ipc_sysv_sem}, anche un mutex, che utilizzeremo per regolare
-l'accesso alla memoria condivisa.
-
-Una volta completata l'inizializzazione e la creazione degli oggetti di
-intercomunicazione il programma entra nel ciclo principale (\texttt{\small
- 45--54}) dove vengono eseguite indefinitamente le attività di monitoraggio.
-Il primo passo (\texttt{\small 46}) è eseguire \func{daemon} per proseguire con
-l'esecuzione in background come si conviene ad un programma demone; si noti
-che si è mantenuta, usando un valore non nullo del primo argomento, la
-directory di lavoro corrente.
-
-Una volta che il programma è andato in background l'esecuzione prosegue
-(\texttt{\small 47--53}) all'interno di un ciclo infinito: si inizia
-(\texttt{\small 48}) bloccando il mutex con \func{MutexLock} per poter
-accedere alla memoria condivisa (la funzione si bloccherà automaticamente se
-qualche client sta leggendo), poi (\texttt{\small 49}) si cancellano i valori
-precedentemente immagazzinati nella memoria condivisa con \func{memset}, e si
-esegue (\texttt{\small 50}) un nuovo calcolo degli stessi utilizzando la
-funzione \func{DirScan}; infine (\texttt{\small 51}) si sblocca il mutex con
-\func{MutexUnlock}, e si attende (\texttt{\small 52}) per il periodo di tempo
-specificato a riga di comando con l'opzione \code{-p} con una \func{sleep}.
+richiede (\texttt{\small 31}) la creazione di un segmento di memoria condivisa
+con usando la funzione \func{ShmCreate} illustrata in precedenza (una pagina
+di memoria è sufficiente per i dati che useremo), uscendo (\texttt{\small
+ 32--35}) qualora la creazione ed il successivo agganciamento al processo non
+abbia successo. Con l'indirizzo \var{shmptr} così ottenuto potremo poi
+accedere alla memoria condivisa, che, per come abbiamo lo abbiamo definito,
+sarà vista nella forma data da \struct{DirProp}. Infine (\texttt{\small
+ 36--39}) utilizzando sempre la stessa chiave, si crea, tramite le funzioni
+di interfaccia già descritte in \secref{sec:ipc_sysv_sem}, anche un mutex, che
+utilizzeremo per regolare l'accesso alla memoria condivisa.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-/* Routine to compute directory properties inside DirScan */
-int ComputeValues(struct dirent * direntry)
-{
- struct stat data;
- stat(direntry->d_name, &data); /* get stat data */
- shmptr->tot_size += data.st_size;
- shmptr->tot_files++;
- if (S_ISREG(data.st_mode)) shmptr->tot_regular++;
- if (S_ISFIFO(data.st_mode)) shmptr->tot_fifo++;
- if (S_ISLNK(data.st_mode)) shmptr->tot_link++;
- if (S_ISDIR(data.st_mode)) shmptr->tot_dir++;
- if (S_ISBLK(data.st_mode)) shmptr->tot_block++;
- if (S_ISCHR(data.st_mode)) shmptr->tot_char++;
- if (S_ISSOCK(data.st_mode)) shmptr->tot_sock++;
- return 0;
-}
-/* Signal Handler to manage termination */
-void HandSIGTERM(int signo) {
- MutexLock(mutex);
- if (shmdt(shmptr)) {
- perror("Error detaching shared memory");
- exit(1);
- }
- if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)) {
- perror("Cannot remove shared memory segment");
- exit(1);
- }
- MutexRemove(mutex);
- exit(0);
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/ComputeValues.c}
\end{minipage}
\normalsize
- \caption{Codice delle funzione ausiliarie usate da \file{DirMonitor.c}.}
+ \caption{Codice delle funzioni ausiliarie usate da \file{DirMonitor.c}.}
\label{fig:ipc_dirmonitor_sub}
\end{figure}
+Completata l'inizializzazione e la creazione degli oggetti di
+intercomunicazione il programma entra nel ciclo principale (\texttt{\small
+ 40--49}) dove vengono eseguite indefinitamente le attività di monitoraggio.
+Il primo passo (\texttt{\small 41}) è eseguire \func{daemon} per proseguire
+con l'esecuzione in background come si conviene ad un programma demone; si
+noti che si è mantenuta, usando un valore non nullo del primo argomento, la
+directory di lavoro corrente. Una volta che il programma è andato in
+background l'esecuzione prosegue (\texttt{\small 42--48}) all'interno di un
+ciclo infinito: si inizia (\texttt{\small 43}) bloccando il mutex con
+\func{MutexLock} per poter accedere alla memoria condivisa (la funzione si
+bloccherà automaticamente se qualche client sta leggendo), poi (\texttt{\small
+ 44}) si cancellano i valori precedentemente immagazzinati nella memoria
+condivisa con \func{memset}, e si esegue (\texttt{\small 45}) un nuovo calcolo
+degli stessi utilizzando la funzione \func{DirScan}; infine (\texttt{\small
+ 46}) si sblocca il mutex con \func{MutexUnlock}, e si attende
+(\texttt{\small 47}) per il periodo di tempo specificato a riga di comando con
+l'opzione \code{-p} con una \func{sleep}.
+
Si noti come per il calcolo dei valori da mantenere nella memoria condivisa si
sia usata ancora una volta la funzione \func{DirScan}, già utilizzata (e
descritta in dettaglio) in \secref{sec:file_dir_read}, che ci permette di
\tabref{tab:file_type_macro}, si contano (\texttt{\small 8--14}) quanti ce ne
sono per ciascun tipo.
-In \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub} è riportato anche (\texttt{\small 17--30})
-il codice del gestore dei segnali di terminazione, usato per chiudere il
+In \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub} è riportato anche il codice (\texttt{\small
+ 17--23}) del gestore dei segnali di terminazione, usato per chiudere il
programma. Esso, oltre a provocare l'uscita del programma, si incarica anche
di cancellare tutti gli oggetti di intercomunicazione non più necessari. Per
questo anzitutto (\texttt{\small 19}) acquisisce il mutex con
\func{MutexLock}, per evitare di operare mentre un client sta ancora leggendo
-i dati, dopo di che (\texttt{\small 20--23}) prima distacca il segmento di
-memoria condivisa con \func{shmad} e poi (\texttt{\small 24--27}) lo cancella
-con \func{shctl}. Infine (\texttt{\small 28}) rimuove il mutex con
-\func{MutexRemove} ed esce.
+i dati, dopo di che (\texttt{\small 20}) distacca e rimuove il segmento di
+memoria condivisa usando \func{ShmRemove}. Infine (\texttt{\small 21})
+rimuove il mutex con \func{MutexRemove} ed esce (\texttt{\small 22}).
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-int main(int argc, char *argv[])
-{
- int i;
- key_t key;
- ...
- /* create needed IPC objects */
- key = ftok("~/gapil/sources/DirMonitor.c", 1); /* define a key */
- shmid = shmget(key, 4096, 0); /* get the shared memory ID */
- if (shmid < 0) {
- perror("Cannot find shared memory");
- exit(1);
- }
- if ( (shmptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == NULL ) { /* attach to process */
- perror("Cannot attach segment");
- exit(1);
- }
- if ((mutex = MutexFind(key)) == -1) { /* get the Mutex */
- perror("Cannot find mutex");
- exit(1);
- }
- /* main loop */
- MutexLock(mutex); /* lock shared memory */
- printf("Ci sono %d file dati\n", shmptr->tot_regular);
- printf("Ci sono %d directory\n", shmptr->tot_dir);
- printf("Ci sono %d link\n", shmptr->tot_link);
- printf("Ci sono %d fifo\n", shmptr->tot_fifo);
- printf("Ci sono %d socket\n", shmptr->tot_sock);
- printf("Ci sono %d device a caratteri\n", shmptr->tot_char);
- printf("Ci sono %d device a blocchi\n", shmptr->tot_block);
- printf("Totale %d file, per %d byte\n",
- shmptr->tot_files, shmptr->tot_size);
- MutexUnlock(mutex); /* unlock shared memory */
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6 cm}
+ \includecodesample{listati/ReadMonitor.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Codice del programma client del monitor delle proprietà di una
\label{fig:ipc_dirmonitor_client}
\end{figure}
-Il codice del client, che permette di leggere le informazioni mantenute nella
-memoria condivisa, è riportato in \figref{fig:ipc_dirmonitor_client}. Al
-solito si è omessa la sezione di gestione delle opzioni e la funzione che
-stampa a video le istruzioni; il codice completo è nei sorgenti allegati, nel
-file \file{ReadMonitor.c}.
+Il codice del client usato per leggere le informazioni mantenute nella memoria
+condivisa è riportato in \figref{fig:ipc_dirmonitor_client}. Al solito si è
+omessa la sezione di gestione delle opzioni e la funzione che stampa a video
+le istruzioni; il codice completo è nei sorgenti allegati, nel file
+\file{ReadMonitor.c}.
-Una volta completata la gestione delle opzioni a riga di comando il programma
+Una volta conclusa la gestione delle opzioni a riga di comando il programma
rigenera (\texttt{\small 7}) con \func{ftok} la stessa chiave usata dal server
per identificare il segmento di memoria condivisa ed il mutex, poi
-(\texttt{\small 8}) si richiede con \func{semget} l'identificatore della
-memoria condivisa, ma in questo caso si vuole che esso esista di già; al
-solito (\texttt{\small 9--12}) si esce in caso di errore. Una volta ottenuto
-l'identificatore in \var{shmid} si può (\texttt{\small 13--16}) agganciare il
-segmento al processo all'indirizzo \func{shmptr}; anche in questo caso si
-chiude immediatamente il programma se qualcosa non funziona. Infine
+(\texttt{\small 8}) richiede con \func{ShmFind} l'indirizzo della memoria
+condivisa agganciando al contempo il segmento al processo, Infine
(\texttt{\small 17--20}) con \func{MutexFind} si richiede l'identificatore del
-mutex.
-
-Una volta completata l'inizializzazione ed ottenuti i riferimenti agli oggetti
+mutex. Completata l'inizializzazione ed ottenuti i riferimenti agli oggetti
di intercomunicazione necessari viene eseguito il corpo principale del
programma (\texttt{\small 21--33}); si comincia (\texttt{\small 22})
acquisendo il mutex con \func{MutexLock}; qui avviene il blocco del processo
se la memoria condivisa non è disponibile. Poi (\texttt{\small 23--31}) si
stampano i vari valori mantenuti nella memoria condivisa attraverso l'uso di
-\var{shmptr}. Infine (\texttt{\small 41}) con \func{MutexUnlock} si rilascia
+\var{shmptr}. Infine (\texttt{\small 41}) con \func{MutexUnlock} si rilascia
il mutex, prima di uscire.
Verifichiamo allora il funzionamento dei nostri programmi; al solito, usando
\end{verbatim}%$
Se a questo punto aggiungiamo un file, ad esempio con \code{touch prova},
-potremo verificare (passati nel peggiore dei casi almeno 10 secondi, cioè
-l'intervallo scelto per la rilettura dei dati), che:
+potremo verificare che, passati nel peggiore dei casi almeno 10 secondi (o
+l'eventuale altro intervallo impostato per la rilettura dei dati) avremo:
\begin{verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./readmon
Ci sono 69 file dati
Totale 72 file, per 489887 byte
\end{verbatim}%$
-Infine potremo terminare il server con il comando \code{killall dirmonitor},
-nel qual caso, ripetendo la lettura otterremo che:
+A questo punto possiamo far uscire il server inviandogli un segnale di
+\const{SIGTERM} con il comando \code{killall dirmonitor}, a questo punto
+ripetendo la lettura, otterremo un errore:
\begin{verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./readmon
Cannot find shared memory: No such file or directory
\end{verbatim}%$
-e potremo verificare che anche gli oggetti di intercomunicazione sono stati
-cancellati:
+e inoltre potremo anche verificare che anche gli oggetti di intercomunicazione
+visti in precedenza sono stati regolarmente cancellati:
\begin{verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ipcs
------ Shared Memory Segments --------
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-#include <sys/types.h>
-#include <sys/stat.h>
-#include <unistd.h> /* unix standard functions */
-/*
- * Function LockFile:
- */
-int LockFile(const char* path_name)
-{
- return open(path_name, O_EXCL|O_CREAT);
-}
-/*
- * Function UnlockFile:
- */
-int UnlockFile(const char* path_name)
-{
- return unlink(path_name);
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/LockFile.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Il codice delle funzioni \func{LockFile} e \func{UnlockFile} che
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}{}
-/* Function CreateMutex: Create a mutex using file locking. */
-int CreateMutex(const char *path_name)
-{
- return open(path_name, O_EXCL|O_CREAT);
-}
-/* Function UnlockMutex: unlock a file. */
-int FindMutex(const char *path_name)
-{
- return open(path_name, O_RDWR);
-}
-/* Function LockMutex: lock mutex using file locking. */
-int LockMutex(int fd)
-{
- struct flock lock; /* file lock structure */
- /* set flock structure */
- lock.l_type = F_WRLCK; /* set type: read or write */
- lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
- lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
- lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
- /* do locking */
- return fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);
-}
-/* Function UnlockMutex: unlock a file. */
-int UnlockMutex(int fd)
-{
- struct flock lock; /* file lock structure */
- /* set flock structure */
- lock.l_type = F_UNLCK; /* set type: unlock */
- lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
- lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
- lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
- /* do locking */
- return fcntl(fd, F_SETLK, &lock);
-}
-/* Function RemoveMutex: remove a mutex (unlinking the lock file). */
-int RemoveMutex(const char *path_name)
-{
- return unlink(path_name);
-}
-/* Function ReadMutex: read a mutex status. */
-int ReadMutex(int fd)
-{
- int res;
- struct flock lock; /* file lock structure */
- /* set flock structure */
- lock.l_type = F_WRLCK; /* set type: unlock */
- lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
- lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
- lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
- /* do locking */
- if ( (res = fcntl(fd, F_GETLK, &lock)) ) {
- return res;
- }
- return lock.l_type;
-}
- \end{lstlisting}
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/MutexLocking.c}
\end{minipage}
\normalsize
\caption{Il codice delle funzioni che permettono per la gestione dei
\file{/dev/zero}. In tal caso i valori scritti nella regione mappata non
vengono ignorati (come accade qualora si scriva direttamente sul file), ma
restano in memoria e possono essere riletti secondo le stesse modalità usate
- nel \textit{memory mapping} anonimo.} Un esempio di utilizzo di questa
-tecnica è mostrato in
+ nel \textit{memory mapping} anonimo.} Vedremo come utilizzare questa tecnica
+più avanti, quando realizzeremo una nuova versione del monitor visto in
+\secref{sec:ipc_sysv_shm} che possa restituisca i risultati via rete.
una interfaccia completamente nuova, che tratteremo in questa sezione.
-
\subsection{Considerazioni generali}
\label{sec:ipc_posix_generic}
-Il Linux non tutti gli oggetti del POSIX IPC sono supportati nel kernel
-ufficiale; solo la memoria condivisa è presente, ma solo a partire dal kernel
-2.4.x, per gli altri oggetti esistono patch e librerie non ufficiali.
-Nonostante questo è importante esaminare questa interfaccia per la sua netta
-superiorità nei confronti di quella del \textit{SysV IPC}.
+In Linux non tutti gli oggetti del POSIX IPC sono pienamente supportati nel
+kernel ufficiale; solo la memoria condivisa è presente con l'interfaccia
+completa, ma solo a partire dal kernel 2.4.x, i semafori sono forniti dalle
+\acr{glibc} nella sezione che implementa i thread POSIX, le code di messaggi
+non hanno alcun tipo di supporto ufficiale. Per queste ultime esistono
+tuttavia dei patch e una libreria aggiuntiva.
+
+La caratteristica fondamentale dell'interfaccia POSIX è l'abbandono dell'uso
+degli identificatori e delle chiavi visti nel SysV IPC, per passare ai
+\textit{Posix IPC names}\index{Posix IPC names}, che sono sostanzialmente
+equivalenti ai nomi dei file. Tutte le funzioni che creano un oggetto di IPC
+Posix prendono come primo argomento una stringa che indica uno di questi nomi;
+lo standard è molto generico riguardo l'implementazione, ed i nomi stessi
+possono avere o meno una corrispondenza sul filesystem; tutto quello che è
+richiesto è che:
+\begin{itemize}
+\item i nomi devono essere conformi alle regole che caratterizzano i
+ \textit{pathname}, in particolare non essere più lunghi di \const{PATH\_MAX}
+ byte e terminati da un carattere nullo.
+\item se il nome inizia per una \texttt{/} chiamate differenti allo stesso
+ nome fanno riferimento allo stesso oggetto, altrimenti l'interpretazione del
+ nome dipende dall'implementazione.
+\item l'interpretazione di ulteriori \texttt{/} presenti nel nome dipende
+ dall'implementazione.
+\end{itemize}
+
+Data la assoluta genericità delle specifiche, il comportamento delle funzioni
+è pertanto subordinato in maniera quasi completa alla relativa
+implementazione.\footnote{tanto che Stevens in \cite{UNP2} cita questo caso
+ come un esempio della maniera standard usata dallo standard POSIX per
+ consentire implementazioni non standardizzabili.} Nel caso di Linux, sia per
+quanto riguarda la memoria condivisa, che per quanto riguarda le code di
+messaggi, tutto viene creato usando come radici delle opportune directory
+(rispettivamente \file{/dev/shm} e \file{/dev/mqueue}, per i dettagli si
+faccia riferimento a \secref{sec:ipc_posix_shm} e \secref{sec:ipc_posix_mq})
+ed i nomi specificati nelle relative funzioni sono considerati come un
+pathname assoluto (comprendente eventuali sottodirectory) rispetto a queste
+radici.
+
+Il vantaggio degli oggetti di IPC POSIX è comunque che essi vengono inseriti
+nell'albero dei file, e possono essere maneggiati con le usuali funzioni e
+comandi di accesso ai file,\footnote{questo è ancora più vero nel caso di
+ Linux, che usa una implementazione che lo consente, non è detto che
+ altrettanto valga per altri kernel. In particolare sia la memoria condivisa
+ che per le code di messaggi, come si può facilmente evincere con uno
+ \cmd{strace}, le system call utilizzate sono le stesse, in quanto esse sono
+ realizzate con dei file in speciali filesystem.} che funzionano come su dei
+file normali.
+
+In particolare i permessi associati agli oggetti di IPC POSIX sono identici ai
+permessi dei file, e il controllo di accesso segue esattamente la stessa
+semantica (quella illustrata in \secref{sec:file_access_control}), invece di
+quella particolare (si ricordi quanto visto in
+\secref{sec:ipc_sysv_access_control}) usata per gli oggetti del SysV IPC. Per
+quanto riguarda l'attribuzione dell'utente e del gruppo proprietari
+dell'oggetto alla creazione di quest'ultimo essa viene effettuata secondo la
+semantica SysV (essi corrispondono cioè a userid e groupid effettivi del
+processo che esegue la creazione).
+
\subsection{Code di messaggi}
\label{sec:ipc_posix_mq}
-Le code di messaggi non sono ancora supportate nel kernel
-ufficiale;\footnote{esiste però una proposta di implementazione di Krzysztof
- Benedyczak, a partire dal kernel 2.5.50.} inoltre esse possono essere
-implementate, usando la memoria condivisa ed i mutex, con funzioni di
-libreria. In generale, come le corrispettive del SysV IPC, sono poco usate,
-dato che i socket\index{socket}, nei casi in cui sono sufficienti, sono più
-comodi, e negli altri casi la comunicazione può essere gestita direttamente
-con mutex e memoria condivisa. Per questo ci limiteremo ad una descrizione
-essenziale.
+Le code di messaggi non sono ancora supportate nel kernel ufficiale, esiste
+però una implementazione sperimentale di Michal Wronski e Krzysztof
+Benedyczak,\footnote{i patch al kernel e la relativa libreria possono essere
+trovati su
+\href{http://www.mat.uni.torun.pl/~wrona/posix_ipc}
+{http://www.mat.uni.torun.pl/\tild{}wrona/posix\_ipc}.}.
+In generale, come le corrispettive del SysV IPC, le code di messaggi sono poco
+usate, dato che i socket\index{socket}, nei casi in cui sono sufficienti, sono
+più comodi, e che in casi più complessi la comunicazione può essere gestita
+direttamente con mutex e memoria condivisa con tutta la flessibilità che
+occorre.
+
+Per poter utilizzare le code di messaggi, oltre ad utilizzare un kernel cui
+siano stati opportunamente applicati i relativi patch, occorre utilizzare la
+libreria \file{mqueue}\footnote{i programmi che usano le code di messaggi cioè
+ devono essere compilati aggiungendo l'opzione \code{-lmqueue} al comando
+ \cmd{gcc}, dato che le funzioni non fanno parte della libreria standard.}
+che contiene le funzioni dell'interfaccia POSIX.\footnote{in realtà
+ l'implementazione è realizzata tramite delle speciali chiamate ad
+ \func{ioctl} sui file del filesystem speciale su cui vengono mantenuti
+ questi oggetti di IPC.}
+
+
+La libreria inoltre richiede la presenza dell'apposito filesystem di tipo
+\texttt{mqueue} montato su \file{/dev/mqueue}; questo può essere fatto
+aggiungendo ad \file{/etc/fstab} una riga come:
+\begin{verbatim}
+mqueue /dev/mqueue mqueue defaults 0 0
+\end{verbatim}
+ed esso sarà utilizzato come radice sulla quale vengono risolti i nomi delle
+code di messaggi che iniziano con una \texttt{/}. Le opzioni di mount
+accettate sono \texttt{uid}, \texttt{gid} e \texttt{mode} che permettono
+rispettivamente di impostare l'utente, il gruppo ed i permessi associati al
+filesystem.
+
+
+La funzione che permette di aprire (e crearla se non esiste ancora) una coda
+di messaggi POSIX è \funcd{mq\_open}, ed il suo prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{mqueue.h}
+
+ \funcdecl{mqd\_t mq\_open(const char *name, int oflag)}
+
+ \funcdecl{mqd\_t mq\_open(const char *name, int oflag, unsigned long mode,
+ struct mq\_attr *attr)}
+
+ Apre una coda di messaggi POSIX impostandone le caratteristiche.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce il descrittore associato alla coda in caso
+ di successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i
+ valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EACCESS}] Il processo non ha i privilegi per accedere al
+ alla memoria secondo quanto specificato da \param{oflag}.
+ \item[\errcode{EEXIST}] Si è specificato \const{O\_CREAT} e
+ \const{O\_EXCL} ma la coda già esiste.
+ \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
+ \item[\errcode{EINVAL}] Il file non supporta la funzione, o si è
+ specificato \const{O\_CREAT} con una valore non nullo di \param{attr} e
+ valori non validi di \var{mq\_maxmsg} e \var{mq\_msgsize}.
+ \item[\errcode{ENOENT}] Non si è specificato \const{O\_CREAT} ma la coda
+ non esiste.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC}, \errval{EFAULT},
+ \errval{EMFILE} ed \errval{ENFILE}.}
+\end{functions}
+
+La funzione apre la coda di messaggi identificata dall'argomento \param{name}
+restituendo il descrittore ad essa associato, del tutto analogo ad un file
+descriptor, con l'unica differenza che lo standard prevede un apposito tipo
+\type{mqd\_t}.\footnote{nella implementazione citata questo è definito come
+ \ctyp{int}.} Se la coda esiste già il descrittore farà riferimento allo
+stesso oggetto, consentendo così la comunicazione fra due processi diversi.
+
+La funzione è del tutto analoga ad \func{open} ed analoghi sono i valori che
+possono essere specificati per \param{oflag}, che deve essere specificato come
+maschera binaria; i valori possibili per i vari bit sono quelli visti in
+\tabref{tab:file_open_flags} dei quali però \func{mq\_open} riconosce solo i
+seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\const{O\_RDONLY}] Apre la coda solo per la ricezione di messaggi. Il
+ processo potrà usare il descrittore con \func{mq\_receive} ma non con
+ \func{mq\_send}.
+\item[\const{O\_WRONLY}] Apre la coda solo per la trasmissione di messaggi. Il
+ processo potrà usare il descrittore con \func{mq\_send} ma non con
+ \func{mq\_receive}.
+\item[\const{O\_RDWR}] Apre la coda solo sia per la trasmissione che per la
+ ricezione.
+\item[\const{O\_CREAT}] Necessario qualora si debba creare la coda; la
+ presenza di questo bit richiede la presenza degli ulteriori argomenti
+ \param{mode} e \param{attr}.
+\item[\const{O\_EXCL}] Se usato insieme a \const{O\_CREAT} fa fallire la
+ chiamata se la coda esiste già, altrimenti esegue la creazione atomicamente.
+\item[\const{O\_NONBLOCK}] Imposta la coda in modalità non bloccante, le
+ funzioni di ricezione e trasmissione non si bloccano quando non ci sono le
+ risorse richieste, ma ritornano immediatamente con un errore di
+ \errcode{EAGAIN}.
+\end{basedescript}
+
+I primi tre bit specificano la modalità di apertura della coda, e sono fra
+loro esclusivi. Ma qualunque sia la modalità in cui si è aperta una coda,
+questa potrà essere riaperta più volte in una modalità diversa, e vi si potrà
+sempre accedere attraverso descrittori diversi, esattamente come si può fare
+per i file normali.
+
+Se la coda non esiste e la si vuole creare si deve specificare
+\const{O\_CREAT}, in tal caso occorre anche specificare i permessi di
+creazione con l'argomento \param{mode}; i valori di quest'ultimo sono identici
+a quelli usati per \func{open}, anche se per le code di messaggi han senso
+solo i permessi di lettura e scrittura. Oltre ai permessi di creazione possono
+essere specificati anche gli attributi specifici della coda tramite
+l'argomento \param{attr}; quest'ultimo è un puntatore ad una apposita
+struttura \struct{mq\_attr}, la cui definizione è riportata in
+\figref{fig:ipc_mq_attr}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includestruct{listati/mq_attr.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \structd{mq\_attr}, contenente gli attributi di una
+ coda di messaggi POSIX.}
+ \label{fig:ipc_mq_attr}
+\end{figure}
+
+Per ls creazione della coda i campi della struttura che devono essere
+specificati sono \var{mq\_msgsize} e \var{mq\_maxmsg}, che indicano
+rispettivamente la dimensione massima di un messaggio ed il numero massimo di
+messaggi che essa può contenere. Il valore dovrà essere positivo e minore dei
+rispettivi limiti di sistema \const{MQ\_MAXMSG} e \const{MQ\_MSGSIZE},
+altrimenti la funzione fallirà con un errore di \errcode{EINVAL}. Qualora si
+specifichi per \param{attr} un puntatore nullo gli attributi della coda
+saranno impostati ai valori predefiniti.
+
+Quando l'accesso alla coda non è più necessario si può chiudere il relativo
+descrittore con la funzione \funcd{mq\_close}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{mqueue.h}
+{int mq\_close(mqd\_t mqdes)}
+
+Chiude la coda \param{mqdes}.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
+ \errval{EINTR}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione è analoga a \func{close},\footnote{in Linux, dove le code sono
+ implementate come file su un filesystem dedicato, è esattamente la stessa
+ funzione.} dopo la sua esecuzione il processo non sarà più in grado di usare
+il descrittore della coda, ma quest'ultima continuerà ad esistere nel sistema
+e potrà essere acceduta con un'altra chiamata a \func{mq\_open}. All'uscita di
+un processo tutte le code aperte, così come i file, vengono chiuse
+automaticamente. Inoltre se il processo aveva agganciato una richiesta di
+notifica sul descrittore che viene chiuso, questa sarà rilasciata e potrà
+essere richiesta da qualche altro processo.
+
+
+Quando si vuole effettivamente rimuovere una coda dal sistema occorre usare la
+funzione \funcd{mq\_unlink}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{mqueue.h}
+{int mq\_unlink(const char *name)}
+
+Rimuove una coda di messaggi.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore; nel quel caso \var{errno} assumerà gli stessi valori riportati da
+ \func{unlink}.}
+\end{prototype}
+
+Anche in questo caso il comportamento della funzione è analogo a quello di
+\func{unlink} per i file,\footnote{di nuovo l'implementazione di Linux usa
+ direttamente \func{unlink}.} la funzione rimove la coda \param{name}, così
+che una successiva chiamata a \func{mq\_open} fallisce o crea una coda
+diversa.
+
+Come per i file ogni coda di messaggi ha un contatore di riferimenti, per cui
+la coda non viene effettivamente rimossa dal sistema fin quando questo non si
+annulla. Pertanto anche dopo aver eseguito con successo \func{mq\_unlink} la
+coda resterà accessibile a tutti i processi che hanno un descrittore aperto su
+di essa. Allo stesso modo una coda ed i suoi contenuti resteranno disponibili
+all'interno del sistema anche quando quest'ultima non è aperta da nessun
+processo (questa è una delle differenze più rilevanti nei confronti di pipe e
+fifo).
+
+La sola differenza fra code di messaggi POSIX e file normali è che, essendo il
+filesystem delle code di messaggi virtuale e basato su oggetti interni al
+kernel, il suo contenuto viene perduto con il riavvio del sistema.
+
+Come accennato in precedenza ad ogni coda di messaggi è associata una
+struttura \struct{mq\_attr}, che può essere letta e modificata attraverso le
+due funzioni \funcd{mq\_getattr} e \funcd{mq\_setattr}, i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{mqueue.h}
+
+ \funcdecl{int mq\_getattr(mqd\_t mqdes, struct mq\_attr *mqstat)}
+ Legge gli attributi di una coda di messaggi POSIX.
+
+ \funcdecl{int mq\_setattr(mqd\_t mqdes, const struct mq\_attr *mqstat,
+ struct mq\_attr *omqstat)}
+ Modifica gli attributi di una coda di messaggi POSIX.
+
+ \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in
+ caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF}
+ o \errval{EINVAL}.}
+\end{functions}
+
+La funzione \func{mq\_getattr} legge i valori correnti degli attributi della
+coda nella struttura puntata da \param{mqstat}; di questi l'unico relativo
+allo stato corrente della coda è \var{mq\_curmsgs} che indica il numero di
+messaggi da essa contenuti, gli altri indicano le caratteristiche generali
+della stessa.
+
+La funzione \func{mq\_setattr} permette di modificare gli attributi di una
+coda tramite i valori contenuti nella struttura puntata da \param{mqstat}, ma
+può essere modificato solo il campo \var{mq\_flags}, gli altri campi vengono
+ignorati. In particolare i valori di \var{mq\_maxmsg} e \var{mq\_msgsize}
+possono essere specificati solo in fase ci creazione della coda. Inoltre i
+soli valori possibili per \var{mq\_flags} sono 0 e \const{O\_NONBLOCK}, per
+cui alla fine la funzione può essere utilizzata solo per abilitare o
+disabilitare la modalità non bloccante. L'argomento \param{omqstat} viene
+usato, quando diverso da \val{NULL}, per specificare l'indirizzo di una
+struttura su cui salvare i valori degli attributi precedenti alla chiamata
+della funzione.
+
+Per inserire messaggi su di una coda sono previste due funzioni,
+\funcd{mq\_send} e \funcd{mq\_timedsend}, i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{mqueue.h}
+
+ \funcdecl{int mq\_send(mqd\_t mqdes, const char *msg\_ptr, size\_t msg\_len,
+ unsigned int msg\_prio)}
+ Esegue l'inserimento di un messaggio su una coda.
+
+ \funcdecl{int mq\_timedsend(mqd\_t mqdes, const char *msg\_ptr, size\_t
+ msg\_len, unsigned msg\_prio, const struct timespec *abs\_timeout)}
+ Esegue l'inserimento di un messaggio su una coda entro il tempo
+ \param{abs\_timeout}.
+
+
+ \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EAGAIN}] Si è aperta la coda con \const{O\_NONBLOCK}, e la
+ coda è piena.
+ \item[\errcode{EMSGSIZE}] La lunghezza del messaggio \param{msg\_len}
+ eccede il limite impostato per la coda.
+ \item[\errcode{ENOMEM}] Il kernel non ha memoria sufficiente. Questo
+ errore può avvenire quando l'inserimento del messaggio
+ \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore nullo per
+ \param{msg\_len}, o un valore di \param{msg\_prio} fuori dai limiti, o
+ un valore non valido per \param{abs\_timeout}.
+ \item[\errcode{ETIMEDOUT}] L'inserimento del messaggio non è stato
+ effettuato entro il tempo stabilito.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{EINTR}.}
+\end{functions}
+
+Entrambe le funzioni richiedono un puntatore al testo del messaggio
+nell'argomento \param{msg\_ptr} e la relativa lunghezza in \param{msg\_len}.
+Se quest'ultima eccede la dimensione massima specificata da \var{mq\_msgsize}
+le funzioni ritornano immediatamente con un errore di \errcode{EMSGSIZE}.
+
+L'argomento \param{msg\_prio} indica la priorità dell'argomento; i messaggi di
+priorità maggiore vengono inseriti davanti a quelli di priorità inferiore (e
+quindi saranno riletti per primi). A parità del valore della priorità il
+messaggio sarà inserito in coda a tutti quelli con la stessa priorità. Il
+valore della priorità non può eccedere il limite di sistema
+\const{MQ\_PRIO\_MAX}, che nel caso è pari a 32768.
+
+Qualora la coda sia piena, entrambe le funzioni si bloccano, a meno che non
+sia stata selezionata in fase di apertura la modalità non bloccante, nel qual
+caso entrambe ritornano \errcode{EAGAIN}. La sola differenza fra le due
+funzioni è che la seconda, passato il tempo massimo impostato con l'argomento
+\param{abs\_timeout}, ritorna comunque con un errore di \errcode{ETIMEDOUT}.
+
+
+Come per l'inserimento, anche per l'estrazione dei messaggi da una coda sono
+previste due funzioni, \funcd{mq\_receive} e \funcd{mq\_timedreceive}, i cui
+prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{mqueue.h}
+
+ \funcdecl{ssize\_t mq\_receive(mqd\_t mqdes, char *msg\_ptr, size\_t
+ msg\_len, unsigned int *msg\_prio)}
+ Effettua la ricezione di un messaggio da una coda.
+
+ \funcdecl{ssize\_t mq\_timedreceive(mqd\_t mqdes, char *msg\_ptr, size\_t
+ msg\_len, unsigned int *msg\_prio, const struct timespec *abs\_timeout)}
+ Effettua la ricezione di un messaggio da una coda entro il tempo
+ \param{abs\_timeout}.
+
+ \bodydesc{Le funzioni restituiscono il numero di byte del messaggio in caso
+ di successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i
+ valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EAGAIN}] Si è aperta la coda con \const{O\_NONBLOCK}, e la
+ coda è vuota.
+ \item[\errcode{EMSGSIZE}] La lunghezza del messaggio sulla coda eccede il
+ valore \param{msg\_len} specificato per la ricezione.
+ \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore nullo per
+ \param{msg\_ptr}, o un valore non valido per \param{abs\_timeout}.
+ \item[\errcode{ETIMEDOUT}] La ricezione del messaggio non è stata
+ effettuata entro il tempo stabilito.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EINTR}, \errval{ENOMEM}, o
+ \errval{EINVAL}.}
+\end{functions}
+
+La funzione estrae dalla coda il messaggio a priorità più alta, o il più
+vecchio fra quelli della stessa priorità. Una volta ricevuto il messaggio
+viene tolto dalla coda e la sua dimensione viene restituita come valore di
+ritorno.
+
+Se la dimensione specificata da \param{msg\_len} non è sufficiente a contenere
+il messaggio, entrambe le funzioni, al contrario di quanto avveniva nelle code
+di messaggi di SysV, ritornano un errore di \errcode{EMSGSIZE} senza estrarre
+il messaggio. È pertanto opportuno eseguire sempre una chiamata a
+\func{mq\_getaddr} prima di eseguire una ricezione, in modo da ottenere la
+dimensione massima dei messaggi sulla coda, per poter essere in grado di
+allocare dei buffer sufficientemente ampi per la lettura.
+
+Se si specifica un puntatore per l'argomento \param{msg\_prio} il valore della
+priorità del messaggio viene memorizzato all'indirizzo da esso indicato.
+Qualora non interessi usare la priorità dei messaggi si può specificare
+\var{NULL}, ed usare un valore nullo della priorità nelle chiamate a
+\func{mq\_send}.
+
+Si noti che con le code di messaggi POSIX non si ha la possibilità di
+selezionare quale messaggio estrarre con delle condizioni sulla priorità, a
+differenza di quanto avveniva con le code di messaggi di SysV che permettono
+invece la selezione in base al valore del campo \var{mtype}. Qualora non
+interessi usare la priorità dei messaggi si
+
+Qualora la coda sia vuota entrambe le funzioni si bloccano, a meno che non si
+sia selezionata la modalità non bloccante; in tal caso entrambe ritornano
+immediatamente con l'errore \errcode{EAGAIN}. Anche in questo caso la sola
+differenza fra le due funzioni è che la seconda non attende indefinitamente e
+passato il tempo massimo \param{abs\_timeout} ritorna comunque con un errore
+di \errcode{ETIMEDOUT}.
+
+Uno dei problemi sottolineati da Stevens in \cite{UNP2}, comuni ad entrambe le
+tipologie di code messaggi, è che non è possibile per chi riceve identificare
+chi è che ha inviato il messaggio, in particolare non è possibile sapere da
+quale utente esso provenga. Infatti, in mancanza di un meccanismo interno al
+kernel, anche se si possono inserire delle informazioni nel messaggio, queste
+non possono essere credute, essendo completamente dipendenti da chi lo invia.
+Vedremo però come, attraverso l'uso del meccanismo di notifica, sia possibile
+superare in parte questo problema.
+
+Una caratteristica specifica delle code di messaggi POSIX è la possibilità di
+usufruire di un meccanismo di notifica asincrono; questo può essere attivato
+usando la funzione \funcd{mq\_notify}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{mqueue.h}
+{int mq\_notify(mqd\_t mqdes, const struct sigevent *notification)}
+
+Attiva il meccanismo di notifica per la coda \param{mqdes}.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EBUSY}] C'è già un processo registrato per la notifica.
+ \item[\errcode{EBADF}] Il descrittore non fa riferimento ad una coda di
+ messaggi.
+ \end{errlist}}
+\end{prototype}
+
+Il meccanismo di notifica permette di segnalare in maniera asincrona ad un
+processo la presenza di dati sulla coda, in modo da evitare la necessità di
+bloccarsi nell'attesa. Per far questo un processo deve registrarsi con la
+funzione \func{mq\_notify}, ed il meccanismo è disponibile per un solo
+processo alla volta per ciascuna coda.
+
+Il comportamento di \func{mq\_notify} dipende dal valore dell'argomento
+\param{notification}, che è un puntatore ad una apposita struttura
+\struct{sigevent}, (definita in \figref{fig:file_sigevent}) introdotta dallo
+standard POSIX.1b per gestire la notifica di eventi; per altri dettagli si può
+vedere quanto detto in \secref{sec:file_asyncronous_io} a proposito dell'uso
+della stessa struttura per l'invio dei segnali usati per l'I/O asincrono.
+
+Attraverso questa struttura si possono impostare le modalità con cui viene
+effettuata la notifica; in particolare il campo \var{sigev\_notify} deve
+essere posto a \const{SIGEV\_SIGNAL}\footnote{il meccanismo di notifica basato
+ sui thread, specificato tramite il valore \const{SIGEV\_THREAD}, non è
+ implementato.} ed il campo \var{sigev\_signo} deve indicare il valore del
+segnale che sarà inviato al processo. Inoltre il campo \var{sigev\_value} è il
+puntatore ad una struttura \struct{sigval\_t} (definita in
+\figref{fig:sig_sigval}) che permette di restituire al gestore del segnale un
+valore numerico o un indirizzo,\footnote{per il suo uso si riveda la
+ trattazione fatta in \secref{sec:sig_real_time} a proposito dei segnali
+ real-time.} posto che questo sia installato nella forma estesa vista in
+\secref{sec:sig_sigaction}.
+
+La funzione registra il processo chiamante per la notifica se
+\param{notification} punta ad una struttura \struct{sigevent} opportunamente
+inizializzata, o cancella una precedente registrazione se è \val{NULL}. Dato
+che un solo processo alla volta può essere registrato, la funzione fallisce
+con \errcode{EBUSY} se c'è un altro processo già registrato. Si tenga
+presente inoltre che alla chiusura del descrittore associato alla coda (e
+quindi anche all'uscita del processo) ogni eventuale registrazione di notifica
+presente viene cancellata.
+
+La notifica del segnale avviene all'arrivo di un messaggio in una coda vuota
+(cioè solo se sulla coda non ci sono messaggi) e se non c'è nessun processo
+bloccato in una chiamata a \func{mq\_receive}, in questo caso infatti il
+processo bloccato ha la precedenza ed il messaggio gli viene immediatamente
+inviato, mentre per il meccanismo di notifica tutto funziona come se la coda
+fosse rimasta vuota.
+
+Quando un messaggio arriva su una coda vuota al processo che si era registrato
+viene inviato il segnale specificato da \code{notification->sigev\_signo}, e
+la coda diventa disponibile per una ulteriore registrazione. Questo comporta
+che se si vuole mantenere il meccanismo di notifica occorre ripetere la
+registrazione chiamando nuovamente \func{mq\_notify} all'interno del gestore
+del segnale di notifica. A differenza della situazione simile che si aveva con
+i segnali non affidabili,\footnote{l'argomento è stato affrontato in
+ \ref{sec:sig_semantics}.} questa caratteristica non configura una
+race-condition perché l'invio di un segnale avviene solo se la coda è vuota;
+pertanto se si vuole evitare di correre il rischio di perdere eventuali
+ulteriori segnali inviati nel lasso di tempo che occorre per ripetere la
+richiesta di notifica basta avere cura di eseguire questa operazione prima di
+estrarre i messaggi presenti dalla coda.
+
+L'invio del segnale di notifica avvalora alcuni campi di informazione
+restituiti al gestore attraverso la struttura \struct{siginfo\_t} (definita in
+\figref{fig:sig_siginfo_t}). In particolare \var{si\_pid} viene impostato al
+valore del \acr{pid} del processo che ha emesso il segnale, \var{si\_uid}
+all'userid effettivo, \var{si\_code} a \const{SI\_MESGQ}, e \var{si\_errno} a
+0. Questo ci dice che, se si effettua la ricezione dei messaggi usando
+esclusivamente il meccanismo di notifica, è possibile ottenere le informazioni
+sul processo che ha inserito un messaggio usando un gestore per il segnale in
+forma estesa\footnote{di nuovo si faccia riferimento a quanto detto al
+ proposito in \secref{sec:sig_sigaction} e \secref{sec:sig_real_time}.}
Dei semafori POSIX esistono sostanzialmente due implementazioni; una è fatta a
livello di libreria ed è fornita dalla libreria dei thread; questa però li
-implementa solo a livello di thread e non di processi. Esiste un'altra
-versione, realizzata da Konstantin Knizhnik, che reimplementa l'interfaccia
-POSIX usando i semafori di SysV IPC.
+implementa solo a livello di thread e non di processi.\footnote{questo
+ significa che i semafori sono visibili solo all'interno dei thread creati da
+ un singolo processo, e non possono essere usati come meccanismo di
+ sincronizzazione fra processi diversi.} Esiste però anche una libreria
+realizzata da Konstantin Knizhnik, che reimplementa l'interfaccia POSIX usando
+i semafori di SysV IPC, e che non vale comunque la pena di usare visto che i
+problemi sottolineati in \secref{sec:ipc_sysv_sem} rimangono, anche se
+mascherati.
+
+In realtà a partire dal kernel 2.5.7 è stato introdotto un meccanismo di
+sincronizzazione completamente nuovo, basato sui cosiddetti
+\textit{futex}\footnote{la sigla sta per \textit{faxt user mode mutex}.}, con
+il quale dovrebbe essere possibile implementare una versione nativa dei
+semafori; esso è già stato usato con successo per reimplementare in maniera
+più efficiente tutte le direttive di sincronizzazione previste per i thread
+POSIX. L'interfaccia corrente è stata stabilizzata a partire dal kernel
+2.5.40.
+
+
\subsection{Memoria condivisa}
\label{sec:ipc_posix_shm}
La memoria condivisa è l'unico degli oggetti di IPC POSIX già presente nel
-kernel ufficiale.
+kernel ufficiale; in realtà il supporto a questo tipo di oggetti è realizzato
+attraverso il filesystem \texttt{tmpfs}, uno speciale filesystem che mantiene
+tutti i suoi contenuti in memoria,\footnote{il filesystem \texttt{tmpfs} è
+ diverso da un normale RAM disk, anch'esso disponibile attraverso il
+ filesystem \texttt{ramfs}, proprio perché realizza una interfaccia
+ utilizzabile anche per la memoria condivisa; esso infatti non ha dimensione
+ fissa, ed usa direttamente la cache interna del kernel (che viene usata
+ anche per la shared memory in stile SysV). In più i suoi contenuti, essendo
+ trattati direttamente dalla memoria virtuale\index{memoria virtuale} possono
+ essere salvati sullo swap automaticamente.} che viene attivato abilitando
+l'opzione \texttt{CONFIG\_TMPFS} in fase di compilazione del kernel.
+
+
+Per potere utilizzare l'interfaccia POSIX per le code di messaggi le
+\acr{glibc}\footnote{le funzioni sono state introdotte con le glibc-2.2.}
+richiedono di compilare i programmi con l'opzione \code{-lrt}; inoltre è
+necessario che in \file{/dev/shm} sia montato un filesystem \texttt{tmpfs};
+questo di norma viene eseguita aggiungendo una riga tipo:
+\begin{verbatim}
+tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0
+\end{verbatim}
+ad \file{/etc/fstab}. In realtà si può montare un filesystem \texttt{tmpfs}
+dove si vuole, per usarlo come RAM disk, con un comando del tipo:
+\begin{verbatim}
+mount -t tmpfs -o size=128M,nr_inodes=10k,mode=700 tmpfs /mytmpfs
+\end{verbatim}
+
+Il filesystem riconosce, oltre quelle mostrate, le opzioni \texttt{uid} e
+\texttt{gid} che identificano rispettivamente utente e gruppo cui assegnarne
+la titolarità, e \texttt{nr\_blocks} che permette di specificarne la
+dimensione in blocchi, cioè in multipli di \const{PAGECACHE\_SIZE} che in
+questo caso è l'unità di allocazione elementare.
+
+La funzione che permette di aprire un segmento di memoria condivisa POSIX, ed
+eventualmente di crearlo se non esiste ancora, è \funcd{shm\_open}; il suo
+prototipo è:
+\begin{prototype}{mqueue.h}
+{int shm\_open(const char *name, int oflag, mode\_t mode)}
+
+Apre un segmento di memoria condivisa.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce un file descriptor positivo in caso di
+ successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà gli
+ stessi valori riportati da \func{open}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione apre un segmento di memoria condivisa identificato dal nome
+\param{name}. Come già spiegato in \secref{sec:ipc_posix_generic} questo nome
+può essere specificato in forma standard solo facendolo iniziare per \file{/}
+e senza ulteriori \file{/}, Linux supporta comunque nomi generici, che
+verranno intepretati prendendo come radice \file{/dev/shm}.\footnote{occorre
+ pertanto evitare di specificare qualcosa del tipo \file{/dev/shm/nome}
+ all'interno di \param{name}, perché questo comporta, da parte delle routine
+ di libereria, il tentativo di accedere a \file{/dev/shm/dev/shm/nome}.}
+
+La funzione è del tutto analoga ad \func{open} ed analoghi sono i valori che
+possono essere specificati per \param{oflag}, che deve essere specificato come
+maschera binaria comprendente almeno uno dei due valori \const{O\_RDONLY} e
+\const{O\_RDWR}; i valori possibili per i vari bit sono quelli visti in
+\tabref{tab:file_open_flags} dei quali però \func{shm\_open} riconosce solo i
+seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\const{O\_RDONLY}] Apre il file descriptor associato al segmento di
+ memoria condivisa per l'accesso in sola lettura.
+\item[\const{O\_RDWR}] Apre il file descriptor associato al segmento di
+ memoria condivisa per l'accesso in lettura e scrittura.
+\item[\const{O\_CREAT}] Necessario qualora si debba creare il segmento di
+ memoria condivisa se esso non esiste; in questo caso viene usato il valore
+ di \param{mode} per impostare i permessi, che devono essere compatibili con
+ le modalità con cui si è aperto il file.
+\item[\const{O\_EXCL}] Se usato insieme a \const{O\_CREAT} fa fallire la
+ chiamata a \func{shm\_open} se il segmento esiste già, altrimenti esegue la
+ creazione atomicamente.
+\item[\const{O\_TRUNC}] Se il segmento di memoria condivisa esiste già, ne
+ tronca le dimensioni a 0 byte.
+\end{basedescript}
+
+In caso di successo la funzione restituisce un file descriptor associato al
+segmento di memoria condiviso con le stesse modalità di
+\func{open}\footnote{in realtà, come accennato, \func{shm\_open} è un semplice
+ wrapper per \func{open}, usare direttamente quest'ultima avrebbe lo stesso
+ effetto.} viste in \secref{sec:file_open}; in particolare viene impostato
+il flag \const{FD\_CLOEXEC}. Chiamate effettuate da diversi processi usando
+lo stesso nome, restituiranno file descriptor associati allo stesso segmento
+(così come, nel caso di file di dati, essi sono associati allo stesso inode).
+In questo modo è possibile effettuare una chiamata ad \func{mmap} sul file
+descriptor restituito da \func{shm\_open} ed i processi vedranno lo stesso
+segmento di memoria condivisa.
+
+Quando il nome non esiste il segmento può essere creato specificando
+\const{O\_CREAT}; in tal caso il segmento avrà (così come i nuovi file)
+lunghezza nulla. Dato che un segmento di lunghezza nulla è di scarsa utilità,
+per impostarne la dimensione si deve usare \func{ftruncate} (vedi
+\secref{sec:file_file_size}), prima di mapparlo in memoria con \func{mmap}. Si
+tenga presente che una volta chiamata \func{mmap} si può chiudere il file
+descriptor (con \func{close}), senza che la mappatura ne risenta.
+
+
+Come per i file, quando si vuole effettivamente rimuovere segmento di memoria
+condivisa, occorre usare la funzione \funcd{shm\_unlink}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{mqueue.h}
+{int shm\_unlink(const char *name)}
+
+Rimuove un segmento di memoria condivisa.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore; nel quel caso \var{errno} assumerà gli stessi valori riportati da
+ \func{unlink}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione è del tutto analoga ad \func{unlink}, e si limita a cancellare il
+nome del segmento da \file{/dev/shm}, senza nessun effetto né sui file
+descriptor precedentemente aperti con \func{shm\_open}, né sui segmenti già
+mappati in memoria; questi verranno cancellati automaticamente dal sistema
+solo con le rispettive chiamate a \func{close} e \func{munmap}. Una volta
+eseguita questa funzione però, qualora si richieda l'apertura di un segmento
+con lo stesso nome, la chiamata a \func{shm\_open} fallirà, a meno di non aver
+usato \const{O\_CREAT}, in quest'ultimo caso comunque si otterrà un file
+descriptor che fa riferimento ad un segmento distinto da eventuali precedenti.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/MemShared.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Il codice delle funzioni di gestione dei segmenti di memoria
+ condivisa POSIX.}
+ \label{fig:ipc_posix_shmmem}
+\end{figure}
+
+Come esempio per l'uso di queste funzioni vediamo come è possibile riscrivere
+una interfaccia semplificata analoga a quella vista in
+\secref{fig:ipc_sysv_shm_func} per la memoria condivisa in stile SysV. Il
+codice, riportato in \figref{fig:ipc_posix_shmmem}, è sempre contenuto nel
+file \file{SharedMem.c} dei sorgenti allegati.
+
+La prima funzione (\texttt{\small 1--24}) è \func{CreateShm} che, dato un nome
+nell'argomento \var{name} crea un nuovo segmento di memoria condivisa,
+accessibile in lettura e scrittura, e ne restituisce l'indirizzo. Anzitutto si
+definiscono (\texttt{\small 8}) i flag per la successiva (\texttt{\small 9})
+chiamata a \func{shm\_open}, che apre il segmento in lettura e scrittura
+(creandolo se non esiste, ed uscendo in caso contrario) assegnandogli sul
+filesystem i permessi specificati dall'argomento \var{perm}. In caso di errore
+(\texttt{\small 10--12}) si restituisce un puntatore nullo, altrimenti si
+prosegue impostando (\texttt{\small 14}) la dimensione del segmento con
+\func{ftruncate}. Di nuovo (\texttt{\small 15--16}) si esce immediatamente
+restituendo un puntatore nullo in caso di errore. Poi si passa (\texttt{\small
+ 18}) a mappare in memoria il segmento con \func{mmap} specificando dei
+diritti di accesso corrispondenti alla modalità di apertura. Di nuovo si
+restituisce (\texttt{\small 19--21}) un puntatore nullo in caso di errore,
+altrimenti si inizializza (\texttt{\small 22}) il contenuto del segmento al
+valore specificato dall'argomento \var{fill} con \func{memset}, e se ne
+restituisce (\texttt{\small 23}) l'indirizzo.
+
+La seconda funzione (\texttt{\small 25--40}) è \func{FindShm} che trova un
+segmento di memoria condiviso già esistente, restituendone l'indirizzo. In
+questo caso si apre (\texttt{\small 31}) il segmento con \func{shm\_open}
+richiedendo che il segmento sia già esistente, in caso di errore
+(\texttt{\small 31--33}) si ritorna immediatamente un puntatore nullo.
+Ottenuto il file descriptor del segmento lo si mappa (\texttt{\small 35}) in
+memoria con \func{mmap}, restituendo (\texttt{\small 36--38}) un puntatore
+nullo in caso di errore, o l'indirizzo (\texttt{\small 39}) dello stesso in
+caso di successo.
+
+La terza funzione (\texttt{\small 40--45}) è \func{RemoveShm}, e serve a
+cancellare un segmento di memoria condivisa. Dato che al contrario di quanto
+avveniva con i segmenti del SysV IPC gli oggetti allocati nel kernel vengono
+rilasciati automaticamente quando nessuna li usa più, tutto quello che c'è da
+fare (\texttt{\small 44}) in questo caso è chiamare \func{shm\_unlink},
+retituendo al chiamante il valore di ritorno.
+
%%% Local Variables:
projects / gapil.git / blobdiff