processo alla volta (nel qual caso basta usare due fifo, una per leggere ed
una per scrivere), le cose diventano invece molto più complesse quando si
vuole effettuare una comunicazione fra il server ed un numero imprecisato di
-client; se il primo infatti può ricevere le richieste attraverso una fifo```\textsl{nota}'', per le risposte non si può fare altrettanto, dato che, per
+client; se il primo infatti può ricevere le richieste attraverso una fifo
+``\textsl{nota}'', per le risposte non si può fare altrettanto, dato che, per
la struttura sequenziale delle fifo, i client dovrebbero sapere, prima di
leggerli, quando i dati inviati sono destinati a loro.
modalità predefinita.
Un esempio classico di uso della memoria condivisa è quello del
-``\textit{monitor}'', in cui essa viene per scambiare informazioni fra un
-processo ``server'' che vi scrive dei dati di interesse generale che ha
-ottenuto, e tutti i processi ``client'' interessati agli stessi dati che così
-possono leggerli in maniera completamente asincrona. Con questo schema di
-funzionamento da una parte si evita che ciascun processo ``client'' debba
-compiere l'operazione, potenzialmente onerosa, di ricavare e trattare i dati,
-e dall'altra si evita al processo ``server'' di dover gestire l'invio a tutti
-i client di tutti i dati (non potendo il server sapere quali di essi servono
-effettivamente al singolo client).
+``\textit{monitor}'', in cui viene per scambiare informazioni fra un processo
+server, che vi scrive dei dati di interesse generale che ha ottenuto, e i
+processi client interessati agli stessi dati che così possono leggerli in
+maniera completamente asincrona. Con questo schema di funzionamento da una
+parte si evita che ciascun processo client debba compiere l'operazione,
+potenzialmente onerosa, di ricavare e trattare i dati, e dall'altra si evita
+al processo server di dover gestire l'invio a tutti i client di tutti i dati
+(non potendo il server sapere quali di essi servono effettivamente al singolo
+client).
+
+Nel nostro caso implementeremo un ``\textsl{monitor}'' di una directory: un
+processo si incaricherà di tenere sotto controllo alcuni parametri relativi ad
+una directory (il numero dei file contenuti, la dimensione totale, quante
+directory, link simbolici, file normali, ecc.) che saranno salvati in un
+segmento di memoria condivisa cui altri processi potranno accedere per
+ricavare la parte di informazione che interessa.
+
+In \figref{fig:ipc_dirmonitor_main} si è riportata la sezione principale del
+corpo del programma server, insieme alle definizioni delle altre funzioni
+usate nel programma e delle variabili globali, omettendo tutto quello che
+riguarda la gestione delle opzioni e la stampa delle istruzioni di uso a
+video; al solito il codice completo si trova con i sorgenti allegati nel file
+\file{DirMonitor.c}.
-Nel nostro caso implementeremo un ``monitor'' di una directory: un processo si
-incaricherà di tenere sotto controllo alcuni parametri relativi ad una
-directory (il numero dei file contenuti, la dimensione totale, ecc.) che
-saranno salvati in un segmento di memoria condivisa cui altri processi
-potranno accedere per ricavare la parte di informazione che interessa.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+/* computation function for DirScan */
+int ComputeValues(struct dirent * direntry);
+void HandSIGTERM(int signo);
+/* 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;
+};
+struct DirProp *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();
+ }
+ Signal(SIGTERM, HandSIGTERM); /* set handlers for termination */
+ Signal(SIGINT, HandSIGTERM);
+ Signal(SIGQUIT, HandSIGTERM);
+ /* create needed IPC objects */
+ key = ftok("./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");
+ }
+ if ((mutex = MutexCreate(key)) == -1) { /* get a Mutex */
+ perror("Cannot create mutex");
+ exit(1);
+ }
+ /* main loop, monitor directory properties each 10 sec */
+ 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}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice della funzione principale del programma \file{DirMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_main}
+\end{figure}
+Il programma usa delle variabili globali (\texttt{\small 4--18}) per mantenere
+i valori relativi agli oggetti usati per la comunicazione inter-processo; si è
+definita inoltre una apposita struttura \struct{DirProp} che contiene i dati
+relativi alle proprietà che si vogliono mantenere nella memoria condivisa, per
+l'accesso da parte dei client.
+
+Il programma, dopo la sezione, omessa, relativa alla gestione delle opzioni da
+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
+ 25--28}) che sia stato specificato un parametro (il nome della directory da
+tenere sotto controllo) senza il quale esce immediatamente con un messaggio di
+errore.
+
+Il passo successivo (\texttt{\small 29--31}) è quello di installare i gestori
+per i segnali di terminazione, infatti, visto che il programma è progettato
+come server, non è prevista una conclusione esplicita nel corpo principale,
+per cui, per gestire l'uscita, si è fatto uso di questi ultimi.
+
+Si può poi passare a creare (\texttt{\small 32--45}) gli oggetti di
+intercomunicazione necessari. Si ricava (\texttt{\small 33}) una chiave usando
+il nome del programma, con questa si ottiene (\texttt{\small 34--38}) un
+segmento di memoria condivisa \var{shmid} (uscendo in caso di errore), che si
+aggancia (\texttt{\small 39--41}) al processo all'indirizzo \var{shmptr}; sarà
+attraverso questo puntatore che potremo accedere alla memoria condivisa, che
+sarà vista nella forma data da \struct{DirProp}. Infine con la stessa chiave
+si crea (\texttt{\small 42--45}) anche un mutex (utilizzando le funzioni di
+intrfaccia già descritte in \secref{sec:ipc_sysv_sem}) che utilizzaremo per
+regolare l'accesso alla memoria condivisa.
+
+Una volta completata l'inizializzazione e la creazione degli oggetti di
+intercomunicazione il programma eseguirà indefinitamente (\texttt{\small
+ 46--53}) il ciclo principale: si inizia bloccando il mutex (\texttt{\small
+ 48}) per poter accedere alla memoria condivisa (la funzione si bloccherà
+automaticamente se qualche client sta leggendo), poi si cancellano
+(\texttt{\small 49}) i valori precedentemente memorizzati, e si esegue
+(\texttt{\small 50}) un nuovo calcolo degli stessi; infine si sblocca il mutex
+(\texttt{\small 51}), e si attende (\texttt{\small 52}) per il periodo di
+tempo specificato a riga di comando con l'opzione \code{-p}.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+...
+/*
+ * Routine to print file name and size 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}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice delle funzione ausiliarie usate da \file{DirMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_sub}
+\end{figure}
+
+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
+effettuare la scansione delle voci della directory, chiamando per ciascuna di
+esse la funzione \func{ComputeValues}, che esegue tutti i calcoli necessari.
+
+Il codice di quest'ultima è riportato in \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub}. Come
+si vede la funzione (\texttt{\small 5--19}) è molto semplice e si limita a
+chiamare (\texttt{\small 8}) la funzione \func{stat} sul file indicato da
+ciascuna voce, per ottenerne i dati, che poi utilizza per incrementare i vari
+contatori.
+
+Dato che la funzione è chiamata da \func{DirScan}, si è all'interno del ciclo
+principale del programma, con un mutex acquisito, perciò non è necessario
+effettuare nessun controllo e si può accedere direttamente alla memoria
+condivisa usando \var{shmptr} riempiendo i campi della struttura
+\struct{DirProp}; così prima (\texttt{\small 9--10}) si sommano le dimensioni
+dei file ed il loro numero, poi utilizzando le macro di
+\tabref{tab:file_type_macro}, si contano (\texttt{\small 11--17}) quanti ce ne
+sono per ciascun tipo.
+
+In \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub} è riportato anche (\texttt{\small 23--35})
+il codice del gestore di segnali di terminazione usato per chiudere il
+programma, che oltre a provocare l'uscita del programma si incarica anche di
+cancellare tutti gli oggetti di intercomunicazione non più necessari. Nel
+caso anzitutto (\texttt{\small 24}) si acquisisce il mutex per evitare di
+operare mentre un client sta ancora leggendo i dati, dopo di che prima si
+distacca (\texttt{\small 25--28}) il segmento e poi lo si cancella
+(\texttt{\small 29--32}). Infine (\texttt{\small 33}) si rimuove il mutex e si
+esce.
+
+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}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <dirent.h> /* directory */
+#include <stdlib.h> /* C standard library */
+#include <unistd.h>
+
+#include "Gapil.h"
+#include "macros.h"
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+ int i;
+ key_t key;
+ ..
+ /* find needed IPC objects */
+ key = ftok("./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("File presenti %d file, per un totale di %d byte\n",
+ shmptr->tot_files, shmptr->tot_size);
+ 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 carrateri\n", shmptr->tot_char);
+ printf("Ci sono %d device a blocchi\n", shmptr->tot_block);
+ MutexUnlock(mutex); /* unlock shared memory */
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice del programma client \file{ReadMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_client}
+\end{figure}
+
+Una volta completata la gestione delle opzioni a riga di comando il programma
+rigenera (\texttt{\small 16}) la chiave usata per identificare memoria
+condivisa e mutex, richiede (\texttt{\small 17}) l'identificatore della
+memoria condivisa (che in questo caso deve già esistere), uscendo in caso di
+errore (\texttt{\small 18--21}). Una volta ottenuto l'identificatore si può
+(\texttt{\small 22--25}) agganciare il segmento al processo (anche in questo
+caso uscendo se qualcosa non funziona). Infine (\texttt{\small 26--29}) si
+richede pure l'identificatore del mutex.
+
+Una volta completata l'inizializzazione ed ottenuti i riferimenti agli oggetti
+di intercomunicazione necessari viene eseguito il corpo principale del
+programma (\texttt{\small 30--41}); si acquisisce (\texttt{\small 31}) il
+mutex (qui avviene il blocco se la memoria condivisa non è disponibile), e poi
+(\texttt{\small 32--40}) si stampano i vari valori in essa contenuti. Infine
+(\texttt{\small 41}) si rilascia il mutex.
%% Per capire meglio il funzionamento delle funzioni facciamo ancora una volta
Come abbiamo detto in \secref{sec:ipc_sysv_generic}, e ripreso nella
descrizione dei singoli oggetti che ne fan parte, il \textit{SysV IPC}
presenta numerosi problemi; in \cite{APUE}\footnote{in particolare nel
- capitolo 14.} Stevens ne effettua una accurata analisi (alcuni dei
-concetti sono già stati accennati in precedenza) ed elenca alcune possibili
-tecniche alternative, che vogliamo riprendere in questa sezione.
+ capitolo 14.} Stevens ne effettua una accurata analisi (alcuni dei concetti
+sono già stati accennati in precedenza) ed elenca alcune possibili tecniche
+alternative, che vogliamo riprendere in questa sezione.
\subsection{Alternative alle code di messaggi}
\secref{sec:file_open}) che prevede\footnote{questo è quanto dettato dallo
standard POSIX.1, ciò non toglie che in alcune implementazioni questa
tecnica possa non funzionare; in particolare per Linux, nel caso di NFS, si
- è comunque soggetti alla possibilità di una race condition.} che essa
-ritorni un errore quando usata con i flag di \const{O\_CREAT} e
-\const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di un \textsl{file di lock} può
-essere eseguita atomicamente, il processo che crea il file con successo si può
-considerare come titolare del lock (e della risorsa ad esso associata) mentre
-il rilascio si può eseguire con una chiamata ad \func{unlink}.
+ è comunque soggetti alla possibilità di una race
+ condition\index{race condition}.} che essa ritorni un errore quando usata
+con i flag di \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di
+un \textsl{file di lock} può essere eseguita atomicamente, il processo che
+crea il file con successo si può considerare come titolare del lock (e della
+risorsa ad esso associata) mentre il rilascio si può eseguire con una chiamata
+ad \func{unlink}.
Un esempio dell'uso di questa funzione è mostrato dalle funzioni
\func{LockFile} ed \func{UnlockFile} riportate in \figref{fig:ipc_file_lock}
{
return unlink(path_name);
}
-
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\normalsize
accedere alla seriale si limita a segnalare che la risorsa non è
disponibile.\index{file!di lock|)}
+
\subsection{La sincronizzazione con il \textit{file locking}}
\label{sec:ipc_lock_file}
struttura \var{lock} per il rilascio del lock, che viene effettuato
(\texttt{\small 39--42}) subito dopo.
- \subsection{Il \textit{memory mapping} anonimo}
+
+\subsection{Il \textit{memory mapping} anonimo}
\label{sec:ipc_mmap_anonymous}
Abbiamo già visto che quando i processi sono \textsl{correlati}\footnote{se
projects / gapil.git / blobdiff